白 茹，楊 姣，黨 飛，陸克健

（陜西延長(zhǎng)石油集團(tuán)橡膠有限公司，陜西 咸陽(yáng) 712000）

鋼絲圈是由包膠鋼絲按一定斷面形狀排列制成的剛性環(huán)，其作用是賦予胎圈必要的強(qiáng)度和剛性，抑制胎圈部位的延伸，使輪胎牢固地著合于輪輞上[1-2]。鋼絲圈斷面形狀有方形、圓形及六角形，方形鋼絲圈主要用于斜交輪胎，也用于纖維胎體的子午線(xiàn)輪胎，圓形和六角形鋼絲圈則只用于子午線(xiàn)輪胎[3-4]。鋼絲圈的質(zhì)量對(duì)成品輪胎質(zhì)量有重大影響。在鋼絲圈纏繞過(guò)程中最常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷包括覆膠不良、表面噴霜、排列結(jié)構(gòu)不良、鋼絲散絲和內(nèi)周長(zhǎng)不穩(wěn)定等。

本工作主要分析影響六角形鋼絲圈纏繞過(guò)程中覆膠不良的因素。

1 胎圈鋼絲

胎圈鋼絲在輪胎中要承受極其復(fù)雜的交變負(fù)荷和沖擊負(fù)荷，對(duì)其性能要求很高。胎圈鋼絲不僅要具有高強(qiáng)度、良好的耐疲勞性能、抗沖擊性能及伸長(zhǎng)率大、扭轉(zhuǎn)次數(shù)高、扭矩低等特性；同時(shí)胎圈鋼絲必須與橡膠具有良好的初始粘合性能，而且要求粘合力保持率高，在使用過(guò)程中不能過(guò)早分離；鋼絲與橡膠的粘合性能也是輪胎生產(chǎn)過(guò)程中關(guān)鍵的控制指標(biāo)之一。

胎圈鋼絲本身性能或與橡膠的粘合性能不佳會(huì)造成覆膠不良，因此對(duì)胎圈鋼絲有如下要求：（1）胎圈鋼絲使用高碳鋼，表面鍍黃銅，鋼絲鍍層要求厚度為0.25～0.55 mm，實(shí)測(cè)一般為0.3～0.4 mm；鋼絲破斷力要求不小于2 850 N，實(shí)測(cè)通常為 3 000～3 200 N。（2）影響鋼絲與橡膠粘合性能的主要因素是鋼絲鍍層，隨著鍍層質(zhì)量的增大，粘合力增大。因此，在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，增大胎圈鋼絲鍍層質(zhì)量，有利于提升胎圈鋼絲粘合力。

2 覆膠膠料性能

2.1 配方

天然橡膠（NR） 50，丁苯橡膠（SBR）1500 50，炭黑N660 96，氧化鋅 3，硬脂酸 1.5，不溶性硫黃OT20 7，促進(jìn)劑TBBS 1，其他 8。

2.2 混煉工藝

膠料采用3段混煉工藝，一段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45 r?min-1，混煉工藝為：生膠、小料→壓壓砣（10 s）→炭黑、油→壓壓砣（35 s）→提壓砣→壓壓砣→排膠（160 ℃）；二段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為45 r?min-1，混煉工藝為：一段混煉膠→炭黑→壓壓砣（35 s）→提壓砣→壓壓砣→排膠（160 ℃）；三段混煉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為20 r?min-1，混煉工藝為：二段混煉膠、硫黃、促進(jìn)劑→壓壓砣（30 s）→提壓砣→壓壓砣（20 s）→排膠（105 ℃）→開(kāi)煉機(jī)下片。

2.3 硫化特性和物理性能

膠料的硫化特性見(jiàn)表1。

表1 膠料的硫化特性

從表1可以看出，膠料的t90和焦燒時(shí)間可以保證膠料的加工安全性。門(mén)尼粘度表征膠料的加工性能，在內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，可以保證現(xiàn)場(chǎng)工藝性能，如覆膠厚度和口型擠出等。控制膠料的門(mén)尼粘度和門(mén)尼焦燒時(shí)間，有助于解決鋼絲圈覆膠 不良問(wèn)題。

硫化膠的物理性能見(jiàn)表2。

表2 硫化膠的物理性能

從表2可以看出，硫化膠的硬度、100%定伸應(yīng)力、拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長(zhǎng)率均在內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，且位于標(biāo)準(zhǔn)的中值。膠料的粘合力遠(yuǎn)高于內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)要求，保證了覆膠效果。

3 擠出機(jī)溫度控制及鋼絲預(yù)熱

3.1 擠出機(jī)溫度控制

鋼絲圈纏繞多采用冷喂料式擠出機(jī)，所喂入的膠料既冷又硬，因此擠出機(jī)的溫度控制直接影響擠出膠料的性能和質(zhì)量。擠出機(jī)溫度設(shè)定過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致膠料焦燒，造成口型堵膠，鋼絲覆膠不良，大面積漏銅等現(xiàn)象；擠出機(jī)溫度設(shè)定過(guò)低則使得膠料塑化效果變差，均一性差，造成鋼絲圈覆膠不均勻等。

為保證覆膠質(zhì)量，對(duì)擠出機(jī)溫度控制有以下要求：（1）作業(yè)開(kāi)始前必須先打開(kāi)擠出機(jī)自動(dòng)溫度控制裝置，確保溫度升高至預(yù)設(shè)溫度后方可作業(yè)，嚴(yán)禁將膠料投入尚未升溫加熱的冷擠出機(jī)中； （2）在生產(chǎn)操作過(guò)程中，必須對(duì)溫度設(shè)置、壓力指示和安全倍數(shù)進(jìn)行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)超出允許值時(shí)及時(shí)調(diào)整；（3）出膠溫度應(yīng)不高于100 ℃，防止溫度過(guò)高導(dǎo)致膠料預(yù)硫化或自硫化；（4）每次工作完畢必須及時(shí)將機(jī)頭和機(jī)身中的殘余膠料清除，特別是溢膠裝置（指直角機(jī)頭）應(yīng)清理干凈。

3.2 鋼絲預(yù)熱

鋼絲預(yù)熱分為非接觸式電流預(yù)熱和接觸式電阻預(yù)熱兩種（見(jiàn)圖1），主要是通過(guò)減少對(duì)擠出機(jī)絕緣頭的熱沖擊，來(lái)改善膠料與鋼絲的粘合性能。如果鋼絲未經(jīng)過(guò)預(yù)熱或預(yù)熱效果不佳，則會(huì)導(dǎo)致鋼絲與膠料的粘合力下降，使鋼絲掛不住膠或鋼絲圈纏繞成型后包膠層脫落等（見(jiàn)圖2）。

圖1 鋼絲預(yù)熱方式

圖2 鋼絲圈覆膠層脫落

鋼絲預(yù)熱要求：調(diào)整鋼絲預(yù)熱溫度，鋼絲電感預(yù)熱溫度控制在40～60 ℃時(shí)可有效解決鋼絲覆膠不良、覆膠層脫落等問(wèn)題；應(yīng)注意的是當(dāng)鋼絲處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)不應(yīng)有電流通過(guò)，以防止燒壞鋼絲。

4 鋼絲圈纏繞機(jī)口型

鋼絲圈纏繞機(jī)口型一般由導(dǎo)絲板和覆膠板兩部分組成，導(dǎo)絲板用于定位，覆膠板用以控制覆膠厚度。在設(shè)備高速運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，由于鋼絲震動(dòng)導(dǎo)絲板極易與鋼絲剮蹭致使鋼絲表面鍍層脫落，從而影響鋼絲圈覆膠質(zhì)量和輪胎性能。

覆膠板內(nèi)徑?jīng)Q定鋼絲圈覆膠厚度，覆膠板內(nèi)徑設(shè)計(jì)過(guò)小，則覆膠厚度太小，易出現(xiàn)漏銅等不良現(xiàn)象；覆膠板內(nèi)徑設(shè)置過(guò)大，則鋼絲圈整體結(jié)構(gòu)相對(duì)松散，影響輪胎性能。

鋼絲圈纏繞機(jī)口型要求：（1）在導(dǎo)絲板鋼絲進(jìn)口方向設(shè)置1個(gè)倒角（見(jiàn)圖3）；（2）半鋼子午線(xiàn)輪胎用六角形鋼絲圈采用Φ1.2和1.3 mm兩種鋼絲[5]，覆膠后分別達(dá)到Φ1.5和1.6 mm。

圖3 導(dǎo)絲板設(shè)置倒角后效果

5 機(jī)頭送料架及排線(xiàn)輪

鋼絲圈纏繞機(jī)總成由5個(gè)鋼絲圈成型瓦和一個(gè)夾緊鉗瓦片組成，各瓦片都帶有凹槽，每個(gè)凹槽上方均有用作控制鋼絲橫移排列的排線(xiàn)輪（見(jiàn)圖4），每個(gè)導(dǎo)向輥后方均有一個(gè)送料架（見(jiàn)圖5）。當(dāng)鋼絲穿過(guò)導(dǎo)向輥、裁斷裝置、送料架、排線(xiàn)輪時(shí)，如果鋼絲排列不在同一直線(xiàn)上，則極易出現(xiàn)鋼絲與送料架剮蹭導(dǎo)致包膠層脫落。值得注意的是，由送料架導(dǎo)致的覆膠不良病象多表現(xiàn)為鋼絲兩側(cè)或底部劃傷且?jiàn)A雜有淤積膠料，具有明顯的可辨識(shí)性；而由排線(xiàn)輪導(dǎo)致的覆膠不良病象主要表現(xiàn)為鋼絲兩側(cè)割傷，且多出現(xiàn)在鋼絲跳線(xiàn)部位（見(jiàn) 圖6）。

圖4 排線(xiàn)輪

圖5 送料架

圖6 排線(xiàn)輪割傷導(dǎo)致露銅

機(jī)頭送料架及排線(xiàn)輪要求：（1）機(jī)頭送料架料夾間隙不能太小或太大，間隙太小會(huì)剮蹭造成包膠層脫落，間隙太大則難以對(duì)鋼絲料頭進(jìn)行有效定位，造成鋼絲排列不良；（2）排線(xiàn)輪上的溝槽寬度應(yīng)適中，溝槽寬度太小易割傷包膠層導(dǎo)致露銅，溝槽寬度太大則易導(dǎo)致鋼絲圈排列散亂； （3）必須保證鋼絲經(jīng)過(guò)導(dǎo)向輥送料架后，牽引到成型盤(pán)上為一條直線(xiàn)；（4）根據(jù)所使用的鋼絲直徑，選擇對(duì)應(yīng)配套的送料架小料夾和排線(xiàn)輪規(guī)格； （5）開(kāi)機(jī)前檢查排線(xiàn)輪溝槽邊部是否有卷邊、毛刺等，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)及時(shí)更換。

6 結(jié)語(yǔ)

六角形鋼絲圈覆膠不良主要受到胎圈鋼絲、覆膠膠料、擠出機(jī)溫度控制及鋼絲預(yù)熱效果、鋼絲圈纏繞機(jī)口型、機(jī)臺(tái)送料架及排線(xiàn)輪等因素的影響，生產(chǎn)過(guò)程控制中需要從以上幾個(gè)方面入手，降低該缺陷的發(fā)生率。本文只針對(duì)我公司六角形鋼絲圈纏繞工藝運(yùn)行過(guò)程中遇到的鋼絲圈覆膠不良問(wèn)題進(jìn)行了初步研究探討，在今后的工作中還需進(jìn)一步探索更優(yōu)化的問(wèn)題解決方案。