孔延坤，宋國(guó)星

[特瑞堡輪胎工業(yè)（河北）有限公司，河北 邢臺(tái) 054019]

在叉車(chē)裝配市場(chǎng)，快裝式無(wú)鎖圈（LOC）輪輞因裝卸便捷、省時(shí)省力越來(lái)越受到客戶(hù)青睞，其輪胎生產(chǎn)規(guī)模也不斷擴(kuò)大[1-3]。目前有客戶(hù)反映叉車(chē)用充氣式實(shí)心橡膠LOC輪胎（簡(jiǎn)稱(chēng)LOC輪胎）胎圈部位有裂口問(wèn)題，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研，為解決LOC輪胎胎圈部位裂口問(wèn)題，對(duì)模具鋼圈進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，解決了上述質(zhì)量問(wèn)題?，F(xiàn)將優(yōu)化設(shè)計(jì)情況介紹如下。

1 LOC輪胎輪輞結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

LOC輪胎與輪輞裝配情況如圖1所示。

從圖1可以看出，LOC輪胎左右胎踵不對(duì)稱(chēng)，且輪胎是一體裝配到LOC輪輞上的。目前我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)鎖圈輪輞的LOC結(jié)構(gòu)曲線，因此LOC輪胎胎圈部位設(shè)計(jì)可根據(jù)ETRTO標(biāo)準(zhǔn)中的LOC輪輞進(jìn)行設(shè)計(jì)。

從圖1還可以看出，LOC輪輞結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輪輞凹型槽部位輪胎膠料外露，有利于輪胎行駛過(guò)程中的散熱。LOC輪胎與輪輞配合部位曲線明顯不同，可根據(jù)輪胎受力特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 LOC輪胎胎圈裂口原因分析

LOC輪胎胎圈裂口情況見(jiàn)圖2。

從圖2可以看出，LOC輪胎胎圈部位的裂口都發(fā)生在右側(cè)胎踵處，因?yàn)檩喬ヅc輪輞是過(guò)盈緊密配合，發(fā)生裂口處修補(bǔ)后無(wú)法承擔(dān)輪輞的作用力，造成輪胎直接報(bào)廢，如果是輕微裂口檢查時(shí)很難發(fā)現(xiàn)，流通到市場(chǎng)上對(duì)公司產(chǎn)品信譽(yù)造成極壞影響，因此必須采取技術(shù)措施解決。對(duì)胎圈裂口原因分析如下。

（1）LOC輪胎右側(cè)胎踵處膠料較多，特殊結(jié)構(gòu)易造成出模時(shí)此部位受力過(guò)大而產(chǎn)生裂口。實(shí)心輪胎本身出模操作難度就較大，因?yàn)閷?shí)心輪胎質(zhì)量較大，同規(guī)格實(shí)心輪胎質(zhì)量約為充氣輪胎的2.5倍[4-5]；同時(shí)由于實(shí)心輪胎無(wú)操作的抓著支點(diǎn)，出模時(shí)由硫化機(jī)自動(dòng)出模裝置提供動(dòng)力，設(shè)備根據(jù)輸入的硫化程序自動(dòng)操作，不會(huì)因?yàn)檩喬ヌトτ覀?cè)胎踵處膠料較多而減小用力，也不會(huì)放慢速度。而且LOC輪胎胎圈部位左右不對(duì)稱(chēng)，受力不均勻，極易產(chǎn)生裂口。

（2）LOC輪胎胎圈部位膠料硬度很大，邵爾A型硬度為（75±5）度，特殊規(guī)格能達(dá)到（85±5）度，膠料配方使用高補(bǔ)強(qiáng)炭黑和填料較多，以達(dá)到膠料變形小、強(qiáng)度高、拉斷伸長(zhǎng)率低的要求。在生產(chǎn)中實(shí)心輪胎硫化出模時(shí)溫度較高，在120 ℃左右，由于胎圈部位膠料脆性大，實(shí)心輪胎剛性較大，變形較小，加上出模困難，因此易在右側(cè)胎踵處產(chǎn)生裂口。

3 解決措施

根據(jù)裂口原因分析，要改善LOC輪胎硫化出模時(shí)輪胎胎圈部位的受力、消除裂口質(zhì)量問(wèn)題，必須對(duì)輪胎模具鋼圈進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。原模具鋼圈結(jié)構(gòu)如圖3所示。

從圖3可見(jiàn)，通過(guò)模具裝配槽和下模將輪胎固定在硫化機(jī)臺(tái)上，通過(guò)模具啟胎定位槽與硫化機(jī)臺(tái)中心機(jī)構(gòu)定中心的作用，出模時(shí)上模和上鋼圈同時(shí)隨著機(jī)臺(tái)熱板上升，留出施工規(guī)定的出?？臻g，使用專(zhuān)用鎖模裝置裝配到啟胎鎖模凹型槽鎖死下鋼圈，通過(guò)液壓活塞軸上下移動(dòng)取出輪胎。可見(jiàn)在現(xiàn)用模具鋼圈結(jié)構(gòu)下，輪胎出模時(shí)右側(cè)胎踵受力過(guò)大。

優(yōu)化設(shè)計(jì)的LOC輪胎模具鋼圈結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。

由圖4可以看出，模具鋼圈結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，右側(cè)胎踵處由下模改到上模，避免其在下模鋼圈中時(shí)胎坯膠料因重力作用而堆積過(guò)多，也避免了胎坯裝模后右側(cè)胎踵處膠料提前受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，同時(shí)裝模更便于觀察和操作，發(fā)現(xiàn)右側(cè)胎踵處膠料產(chǎn)生變形可及時(shí)處理。最重要的是優(yōu)化結(jié)構(gòu)徹底消除了LOC輪胎硫化出模時(shí)右側(cè)胎踵受力，從而消除胎圈部位裂口。

優(yōu)化模具鋼圈中的環(huán)形凹槽在上鋼圈與下鋼圈接觸面有0.2 mm的間隙，右側(cè)胎踵處膠料過(guò)多時(shí)，可以通過(guò)環(huán)形凹槽消除應(yīng)力，避免應(yīng)力集中。此外環(huán)形凹槽還可以接收胎坯右側(cè)胎踵處多余的膠料，避免出現(xiàn)大邊、硬邊和明疤。右側(cè)胎踵處膠料流動(dòng)性較大，可以通過(guò)環(huán)形凹槽排除氣體，避免出現(xiàn)缺膠或氣泡。

從圖4還可以看出，下鋼圈高度遠(yuǎn)大于上鋼圈，使得下鋼圈與輪胎的摩擦力遠(yuǎn)大于上鋼圈與輪胎的摩擦力，可以保證輪胎在出模時(shí)固定于下模，發(fā)揮硫化機(jī)液壓自動(dòng)出模機(jī)構(gòu)的作用。因上鋼圈與輪胎幾乎沒(méi)有摩擦力，右側(cè)胎踵處沒(méi)有受到作用力，從而解決了LOC輪胎硫化出模時(shí)右側(cè)胎踵受力裂口的發(fā)生。

4 使用效果

針對(duì)叉車(chē)用LOC輪胎胎圈裂口問(wèn)題優(yōu)化設(shè)計(jì)的模具鋼圈結(jié)構(gòu)取得了以下效果。

（1）消除了LOC輪胎硫化出模時(shí)胎圈部位右側(cè)胎踵受力，解決了胎圈裂口問(wèn)題。

（2）保證右側(cè)胎踵膠料迅速流動(dòng)并充滿模腔，避免了缺膠、大邊、氣泡問(wèn)題的發(fā)生。

（3）保證了輪胎硫化出模時(shí)固定于下模，避免輪胎粘上模。

（4）便于工人操作和觀察，上模開(kāi)啟后有利于及時(shí)清除模具鋼圈余膠。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)多次設(shè)計(jì)方案試驗(yàn)得到的最終優(yōu)化方案有效解決了LOC輪胎胎圈裂口問(wèn)題，并據(jù)此先后對(duì)公司M2系列18個(gè)規(guī)格40副模具、ORCA系列16個(gè)規(guī)格38副模具和WP系列18個(gè)規(guī)格50副模具進(jìn)行了改造，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。此項(xiàng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得到公司高度認(rèn)可，并在國(guó)外工廠使用，解決了實(shí)心輪胎生產(chǎn)中的該類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題。