徐建波，袁金琪，路紹軍

[特拓（青島）輪胎技術(shù)有限公司，山東 青島 266061]

輪胎制造過(guò)程中不可避免地會(huì)有部件接頭，而部件接頭會(huì)對(duì)輪胎靜不平衡性產(chǎn)生影響[1-2]。如果輪胎廠生產(chǎn)工藝過(guò)程控制良好，則均勻性和動(dòng)平衡檢測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)相對(duì)穩(wěn)定。在生產(chǎn)工藝穩(wěn)定的前提條件下，可以通過(guò)試驗(yàn)計(jì)算出輪胎各部件接頭對(duì)靜不平衡性的影響，從而進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整接頭分布方案[3-7]。

本工作以單層胎體的185/60R14輪胎的胎面接頭、胎側(cè)和氣密層預(yù)復(fù)合后裁切產(chǎn)生的接頭（以下簡(jiǎn)稱(chēng)PA接頭）和簾布接頭為例，在一次法成型機(jī)上成型輪胎，并測(cè)試輪胎的靜不平衡量，采用矢量計(jì)算方法研究各接頭對(duì)輪胎靜不平衡性的影響，從而合理調(diào)整接頭分布，減小輪胎整體靜不平衡量，滿(mǎn)足綠色輪胎的高質(zhì)量要求[4]。

1 方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)3個(gè)輪胎成型部件接頭分布方案，如圖1所示，T代表胎面接頭，始終為0°；PA接頭分別為180°，270°和270°；BP1代表1#簾布接頭，分別為90°，90°和180°。

圖1 接頭方案示意

每個(gè)方案均在同一臺(tái)一次法成型機(jī)上成型6條胎坯，然后在同一臺(tái)硫化機(jī)上單模、定點(diǎn)硫化（排除硫化影響因素）。對(duì)成品輪胎進(jìn)行割毛、修邊和外觀檢測(cè)后，停放4 h以上，輪胎冷卻至室溫后待測(cè)。

2 檢測(cè)和計(jì)算

（1）進(jìn)行均勻性和動(dòng)平衡性能檢測(cè)，記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)方案的6條輪胎動(dòng)平衡檢測(cè)合格（打黃點(diǎn)）位置進(jìn)行比對(duì)，排除打點(diǎn)位置異常的輪胎，每個(gè)方案各選用4條輪胎的數(shù)據(jù)，計(jì)算每個(gè)方案輪胎靜不平衡量的平均值（試驗(yàn)數(shù)據(jù)越多，計(jì)算結(jié)果越精確），結(jié)果如表1所示。

表1 輪胎靜不平衡量的測(cè)試結(jié)果 g

（2）測(cè)量每個(gè)方案輪胎各接頭位置相對(duì)靜不平衡重點(diǎn)的角度（與打黃點(diǎn)位置呈180°），如圖2所示。

圖2 輪胎接頭位置相對(duì)靜不平衡重點(diǎn)的角度示意

（3）在靜不平衡重點(diǎn)的方向上建立坐標(biāo)軸，設(shè)胎面接頭、PA接頭和1#簾布接頭對(duì)靜不平衡量的影響分別為矢量X，Y和Z，根據(jù)上一步測(cè)量的角度A，B和C計(jì)算出3個(gè)接頭在靜不平衡重點(diǎn)方向上的分力，如圖3所示。

圖3 接頭在靜不平衡重點(diǎn)方向上的分力示意

根據(jù)受力分析得到以下3個(gè)方程：

解方程組，可計(jì)算出X，Y和Z。

3 結(jié)果與討論

3.1 本試驗(yàn)最佳接頭角度分布

本試驗(yàn)X，Y和Z分別為－1（胎面接頭標(biāo)準(zhǔn)0～－2 mm，是輕點(diǎn)），17.3和4.6 g。

由此可見(jiàn)，PA接頭的影響遠(yuǎn)大于胎面接頭和簾布接頭，且胎面接頭是輕點(diǎn)，故可將胎面接頭和PA接頭放在同一角度，且與簾布接頭呈180°進(jìn)行接頭角度分布設(shè)置；由于胎面接頭的影響較小，且接近于零，也可采用方案2的接頭分布。

3.2 其他情況下最佳接頭角度分布計(jì)算

若Y最大，且X和Z都大于零，可運(yùn)用平行四邊形法則分析得出X與Z的夾角（M），如圖4所示。

圖4 其他情況下最佳接頭角度分布計(jì)算示意

將所測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)帶入下式可計(jì)算得cosM。

若得到的cosM值大于1，則說(shuō)明X/Y/Z組合不存在夾角M，即X和Z相加小于Y，可將X和Z放在同一角度，且與Y呈180°。

若得到的cosM值小于1，利用反三角函數(shù)，計(jì)算出M值，得到的接頭分布結(jié)果即如圖4所示。具體實(shí)施過(guò)程中，X與Z的位置可進(jìn)行局部調(diào)整，但要滿(mǎn)足Y的反向作用力在X與Z之間，且X與Z的夾角為M。

4 結(jié)語(yǔ)

采用本研究提出的試驗(yàn)方法，還可根據(jù)需要計(jì)算輪胎其他部件接頭對(duì)靜不平衡性的影響，也可以在一次計(jì)算中對(duì)更多因素的影響進(jìn)行計(jì)算。增大試驗(yàn)方案的樣本量可以有效提高計(jì)算的準(zhǔn)確度。

通過(guò)定量計(jì)算部件接頭對(duì)靜不平衡性的影響，可找到最佳接頭分布角度，實(shí)施過(guò)程中耗時(shí)短、效率高，對(duì)成型過(guò)程中方案調(diào)整提供精準(zhǔn)的技術(shù)支持。