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        半鋼子午線輪胎擠出胎側(cè)合格率的提升

        2022-11-30 07:17:22奚豐希李天奇姜浩軍
        輪胎工業(yè) 2022年11期
        關(guān)鍵詞:刺孔胎側(cè)子午線

        奚豐希,李天奇,陳 超,姜浩軍

        (杭州海潮橡膠有限公司,浙江 杭州 310018)

        隨著汽車工業(yè)和道路交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,對(duì)輪胎的制造質(zhì)量和性能要求越來(lái)越高。輪胎承受和轉(zhuǎn)移汽車與地面之間的各種力和力矩,要求具有良好的操縱穩(wěn)定性、舒適性、安全性、耐磨性能、高速性能及低滾動(dòng)阻力。輪胎的均勻性對(duì)輪胎的使用性能影響很大,均勻性已成為衡量輪胎質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)[1]。半鋼子午線輪胎制造工序繁多,胎側(cè)部件加工是其生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。胎側(cè)部件的加工精度對(duì)輪胎的均勻性和外觀質(zhì)量有很大的影響。

        本工作分析半鋼子午線輪胎胎側(cè)擠出合格率的影響因素,并提出相應(yīng)的解決方法[2-7]。

        1 使用設(shè)備

        胎側(cè)三復(fù)合擠出生產(chǎn)線的主要設(shè)備包括Φ200 mm/Φ150 mm/Φ120 mm三復(fù)合銷釘式冷喂料擠出機(jī)組、4組長(zhǎng)度強(qiáng)制收縮輥道和單位長(zhǎng)度稱量及測(cè)寬裝置、水槽噴淋冷卻裝置、壓縮空氣吹干裝置、熱空氣吹干裝置、熱刺孔裝置和卷取裝置。

        2 胎側(cè)擠出質(zhì)量影響因素分析

        2.1 胎側(cè)寬度控制

        調(diào)試半鋼子午線輪胎胎側(cè)擠出生產(chǎn)線時(shí),遇到多塊新加工口型板(左、右寬度相同)擠出胎側(cè)左、右寬度差較大問(wèn)題,驅(qū)動(dòng)側(cè)胎側(cè)寬度比操作側(cè)胎側(cè)寬度大2~2.5 mm。對(duì)測(cè)寬裝置進(jìn)行校驗(yàn),沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常情況。對(duì)機(jī)頭內(nèi)外護(hù)膠流道進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn),驅(qū)動(dòng)側(cè)的外護(hù)膠流道有異常,即擠出平直度不好,出現(xiàn)弧形。

        通過(guò)修磨驅(qū)動(dòng)側(cè)機(jī)頭內(nèi)外護(hù)膠流道板中間的阻尼塊,使驅(qū)動(dòng)側(cè)外護(hù)膠兩端的流速更均勻一致,擠出胎側(cè)具有較好的平直度,口型流道修改前后擠出工藝數(shù)據(jù)對(duì)比如表1所示。由表1可見(jiàn),該流道修改后,同一胎側(cè)口型板擠出左、右胎側(cè)寬度仍相差1~1.5 mm。

        表1 口型流道修改前后胎側(cè)擠出工藝數(shù)據(jù)對(duì)比

        觀察預(yù)口型發(fā)現(xiàn),胎側(cè)膠流道是單流道。從原理上分析,使用單流道設(shè)計(jì)擠出制品質(zhì)量不如分流道好。單流道(見(jiàn)圖1)具有結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、加工成本低的優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是易受螺桿旋轉(zhuǎn)方向和膠料質(zhì)量波動(dòng)因素影響,導(dǎo)致機(jī)頭壓力分配不均,橫斷面各點(diǎn)流速不一致,且螺桿轉(zhuǎn)速越高,其壓力分配越不均衡,左、右各點(diǎn)流速差異越大。分流道(見(jiàn)圖2)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、流道加工和修理時(shí)間較長(zhǎng),優(yōu)點(diǎn)是能很好地平衡螺桿旋轉(zhuǎn)方向和膠料質(zhì)量波動(dòng)的影響,使機(jī)頭內(nèi)左、右流道橫斷面各點(diǎn)膠料的流速保持一致。

        圖1 單流道

        圖2 分流道

        為減少口型板修改工作量和提高擠出質(zhì)量,決定將預(yù)口型胎側(cè)膠流道由單流道改為分流道。改為分流道后配用同一口型板擠出,左、右胎側(cè)寬度偏差基本消失,前、后連續(xù)秤顯示,左、右兩條胎側(cè)連續(xù)稱量差值也很小,擠出胎側(cè)的寬度和質(zhì)量更均勻。

        同時(shí)應(yīng)用胎側(cè)寬度自動(dòng)反饋控制程序,半鋼子午線輪胎胎側(cè)擠出生產(chǎn)線運(yùn)行可靠、穩(wěn)定,擠出胎側(cè)寬度精度高,波動(dòng)在±1.0 mm范圍內(nèi),而以前人工控制波動(dòng)值為±2 mm。由于采用高效的自動(dòng)化控制,工人勞動(dòng)強(qiáng)度也大大降低,胎側(cè)寬度掃描合格率由92%提高到99%以上,大幅度提高了半鋼子午線輪胎胎側(cè)的制造質(zhì)量,顯著減少了胎側(cè)返回膠。

        2.2 一次法成型胎側(cè)香蕉形彎曲問(wèn)題

        一次法成型工序有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)開(kāi)的兩條胎側(cè)邊部不平直,彎曲如香蕉形。香蕉形胎側(cè)在貼合時(shí)偏離指示燈方向,與設(shè)計(jì)要求不符合,影響輪胎的均勻性和動(dòng)平衡,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響輪胎的外觀質(zhì)量,例如輪胎硫化后產(chǎn)生缺膠。

        2.2.1 檢測(cè)方法

        取一塊長(zhǎng)1 500 mm、寬800 mm的清潔平直的襯布,放在光滑的水平桌面上,然后剪兩條長(zhǎng)約 1 400 mm的同時(shí)擠出的胎側(cè),平行地放在襯布上。在兩條胎側(cè)長(zhǎng)度的中心處畫(huà)一條垂線,做好標(biāo)記。再在中心線兩側(cè)500 mm處畫(huà)兩條垂線,連接間隔1 000 mm的兩條垂線作為基準(zhǔn)直線,測(cè)量胎側(cè)邊緣點(diǎn)在不同停放時(shí)間與該直線的距離,如圖3所示,距離越大,胎側(cè)彎曲度越大,香蕉形變形越嚴(yán)重。

        圖3 胎側(cè)彎曲的測(cè)量方法

        2.2.2 原因分析

        在子午線輪胎胎側(cè)膠復(fù)合擠出時(shí),如果胎側(cè)膠擠出螺桿轉(zhuǎn)速與外護(hù)膠擠出螺桿轉(zhuǎn)速不匹配,兩種膠料收縮率相差較大,會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的香蕉形變形問(wèn)題。

        2.2.3 解決措施

        (1)在擠出一次法成型輪胎胎側(cè)時(shí),合理匹配各擠出螺桿轉(zhuǎn)速,并加以固定。

        (2)為提高胎側(cè)外護(hù)膠擠出速度,對(duì)口型板外護(hù)膠端進(jìn)行倒角處理。

        改善前后半鋼子午線輪胎胎側(cè)擠出生產(chǎn)線(135-08口型板)擠出胎側(cè)香蕉行彎曲度數(shù)據(jù)對(duì)比如表2所示。

        表2 改善前后胎側(cè)香蕉形彎曲度的數(shù)據(jù)對(duì)比 mm

        由表2可知,改善前擠出胎側(cè)在停放35 min后,左、右胎側(cè)香蕉形彎曲度分別為5.0和4.5 mm,改善后則分別為2.5和2.0 mm,質(zhì)量提升較為明顯。

        2.3 胎側(cè)刺孔

        在成型工序各部件組合過(guò)程中,部件之間會(huì)夾帶空氣,如果不排除空氣,輪胎硫化后就會(huì)產(chǎn)生氣泡類缺陷。人工刺孔勞動(dòng)強(qiáng)度大,且質(zhì)量不穩(wěn)定,刺孔位置準(zhǔn)確度低。在胎側(cè)擠出生產(chǎn)線上安裝熱刺孔機(jī)(見(jiàn)圖4)能很好地解決上述問(wèn)題。

        圖4 胎側(cè)熱刺孔機(jī)

        在一條擠出生產(chǎn)線上安裝2臺(tái)熱刺孔機(jī),根據(jù)不同子午線輪胎胎側(cè)的厚度,調(diào)整刺孔機(jī)上下輥的間距即可。胎側(cè)輸送至熱刺孔機(jī),槽型上壓力輥壓在胎側(cè)上表面,下加熱輥上的刺針從胎側(cè)下表面刺穿,刺針旋轉(zhuǎn)的切線方向與胎側(cè)運(yùn)動(dòng)方向相同[2]。

        熱刺孔機(jī)安裝在冷卻水槽后、裁斷裝置前,只要吹干凈水,刺孔機(jī)在作業(yè)時(shí)易進(jìn)水、不易干燥等問(wèn)題就可避免。也可選擇易出現(xiàn)氣泡的輪胎胎側(cè)進(jìn)行穿刺。刺孔分布密度可自主控制,避免刺孔后輪胎胎側(cè)表面錐眼過(guò)多的缺陷。根據(jù)不同的輪胎胎側(cè)配方和氣溫條件,確定最佳的熱穿刺輥溫度。熱穿刺輥溫度選擇應(yīng)保證胎側(cè)氣孔直徑小、透光率高,我公司規(guī)定半鋼子午線輪胎胎側(cè)刺孔后,氣孔直徑不得大于1 mm。如果熱穿刺輥溫度設(shè)定太低,胎側(cè)刺孔后,氣孔直徑較大、透光率低,容易使輪胎硫化后氣孔不能閉合。另外,胎側(cè)氣孔透光率低也達(dá)不到排氣的目的。如果熱穿刺輥溫度設(shè)定太高,易造成胎側(cè)與刺針接觸部位的膠料焦燒。半鋼子午線輪胎胎側(cè)熱穿刺輥設(shè)定溫度選擇(100±5) ℃。為確保胎側(cè)熱刺孔質(zhì)量,建議做好以下幾點(diǎn)。

        (1)每星期檢查刺針是否有彎曲2—4次,發(fā)生彎曲就及時(shí)更換。

        (2)檢查氣孔是否符合標(biāo)準(zhǔn),如果氣孔偏大應(yīng)及時(shí)更換刺針,或?qū)Υ提樠b置進(jìn)行限位。

        (3)檢查刺針溫度設(shè)置是否符合要求。

        (4)檢查聯(lián)動(dòng)線上經(jīng)水冷卻后胎側(cè)上下表面是否吹干。

        根據(jù)統(tǒng)計(jì),在相同生產(chǎn)條件下,使用熱刺孔機(jī),輪胎氣泡發(fā)生率由0.2%~0.3%降低至0~ 0.04%。

        3 結(jié)論

        (1)通過(guò)修改口型流道和重新設(shè)計(jì)預(yù)口型,解決了左右兩條擠出胎側(cè)寬度差較大問(wèn)題。

        (2)通過(guò)采用胎側(cè)寬度自動(dòng)反饋控制系統(tǒng),胎側(cè)寬度波動(dòng)誤差從±2 mm減小到±1 mm,提高了半鋼子午線輪胎胎側(cè)寬度的精度和掃描合格率,顯著減少了胎側(cè)返回膠。

        (3)通過(guò)合理匹配各擠出螺桿轉(zhuǎn)速及對(duì)口型板局部進(jìn)行倒角,有效降低了香蕉形胎側(cè)的產(chǎn)生幾率。

        (4)通過(guò)在胎側(cè)擠出生產(chǎn)線上安裝熱刺孔機(jī),解決了成品輪胎產(chǎn)生較多氣泡的問(wèn)題。

        通過(guò)采取以上措施,半鋼子午線輪胎擠出胎側(cè)合格率明顯提升。

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