尤兆鑫 ，車相吉

（1. 泰克國際（上海）技術(shù)橡膠有限公司 ，上海 201600 ；2. 東營菱智機(jī)械設(shè)備有限公司，山東 東營 257510）

（續(xù)接上期）

2.2 第二次實驗

變更部分因子條件觀察變化

為了驗證實驗的重復(fù)性并探討生產(chǎn)條件的變化是否會對結(jié)果產(chǎn)生影響，我們抽取三個因子，對其生產(chǎn)條件做變更，其他因子按照原生產(chǎn)條件不變，觀察結(jié)果的變化。

2.2.1 實驗設(shè)計

抽取三個因子對其生產(chǎn)條件做變更，其他條件維持不變，抽取的因子和變更的生產(chǎn)條件見表表5。

表5 變更因子& 及其生產(chǎn)條件

2.2.2 實驗結(jié)果

RRO ：

（1）補(bǔ)強(qiáng)層周方向上的蛇形對于RRO 的影響見表6。

表6 補(bǔ)強(qiáng)層前后實驗RRO 成分差異表

結(jié)論：從0.50 mm 下降到了0.28 mm，下降幅度44%?？梢酝茢喑錾咝问茄a(bǔ)強(qiáng)層影響RRO 的主要因素。

（2）胎體簾布拉鏈突出量對于RRO 的影響見表7。

結(jié)論：從0.30 mm 下降到了0.13 mm，下降幅度57%?？梢酝茢喑鎏ンw簾布的接頭突出量是胎體簾布影響RRO 的主要因素。

（3）帶束層貼合速度對于RRO 的影響見表8。

表8 帶束層貼合速度前后實驗RRO 成分差異表

結(jié)論：從0.16 mm 下降到了0.15 mm?；静挥绊慠RO。

（4）綜合其他8 個因子，對比結(jié)果如圖6。

圖6 前后實驗各因子RRO 成分匯總

a. 補(bǔ)強(qiáng)層和胎體簾布這兩個因子在生產(chǎn)條件變化后成分?jǐn)?shù)值有比較大的下降；

b. 其他未變更生產(chǎn)條件的因子差異不大，實驗的再現(xiàn)性比較高，數(shù)據(jù)可信。

SB ：

（1）補(bǔ)強(qiáng)層周方向上的蛇形對于SB 的影響見表9。

表9 補(bǔ)強(qiáng)層前后實驗SB 成分差異表

結(jié)論：從21 Ncm 下降到了7 Ncm，下降幅度66%?？梢酝茢喑錾咝问茄a(bǔ)強(qiáng)層影響SB 的主要因素。

（2）胎體簾布拉鏈突出量對于SB 的影響見表10。

表10 胎體簾布前后實驗SB 成分差異表

結(jié)論：數(shù)值維持9 Ncm 不變，胎體簾布的接頭突出量幾乎不影響SB。

（3）帶束層貼合速度對于SB 的影響見表11。

表11 帶束層貼合速度前后實驗SB 成分差異表

結(jié)論：從18 Ncm 下降到了10 Ncm，下降幅度44%?？梢酝茢喑鲑N合速度是帶束層影響SB 的主要因素。

（4）綜合其他8 個因子，對比結(jié)果如圖7。

圖7 前后實驗各因子SB 成分匯總

a. 補(bǔ)強(qiáng)層和帶束層這兩個因子在生產(chǎn)條件變化后成分?jǐn)?shù)值有比較大的下降；

b. 其他因子的兩次實驗結(jié)果差異性大，實驗的再現(xiàn)性結(jié)果不好。

第二次實驗，確立了部分因子的影響因素。其中，RRO 的兩次實驗再現(xiàn)性好，精度和數(shù)值的可信度高，但是SB 的再現(xiàn)性不高，故而需要對SB 再次進(jìn)行分析并進(jìn)行實驗驗證。

2.3 SB 的要因解析

SB 是力矩單位，所以其發(fā)生不良時的考慮因素演示示意如圖8。

圖8 SB 的影響衍生示意圖

（表示衍生關(guān)系）

針對上述的各個要因，優(yōu)先考慮驗證：

（1）是否因為部材的拉伸導(dǎo)致周方向上的重量不均，從而引起SB 不良。

（2）是否因為“ 尺寸” 上的偏差（偏心），從而引起了SB 不良。

2.3.1 部材的重量不均導(dǎo)致SB 不良的推測驗證

驗證方法：將各種部材在長度方向上按照50～200 mm 的節(jié)距進(jìn)行等分后測量并計算得出在輪胎的周方向上的重量分布并和實際分割實驗的波形做比較。如果結(jié)果一致，可以判斷原因是部料重量分布不均；反之，則說明部材的重量分布不均不是原因或者影響很小。

（1）內(nèi)襯的拉伸（材料周向重量分布）對SB 的影響，見表12。

表12 內(nèi)襯的拉伸量和分割實驗對比表

本實驗在生胎狀態(tài)下測量重量分布。

比較生胎上內(nèi)襯的重量分布和內(nèi)襯因子的分割實驗結(jié)果可以看出：

a. 兩個波形的相位完全一致。

b. 生胎的周向重量分布波形的振幅為分割實驗結(jié)果的74%。

結(jié)論：內(nèi)襯的主要影響因素為周向上的重量不均（拉伸和接頭）。

（2）胎面的材料拉伸（材料周向重量分布）對SB 的影響見表13。

表13 胎面的拉伸量和分割實驗對比表

本實驗在在帶束層鼓上測量重量分布。

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比較生胎上胎面的重量分布和胎面因子的分割實驗結(jié)果可以看出：

a. 兩個波形的相位基本一致；

b. 生胎的周向重量分布波形的振幅為分割實驗結(jié)果的75%。

結(jié)論：胎面的主要影響因素為周向上的重量不均（拉伸和接頭）。

（3）胎體簾布的材料拉伸（材料周向重量分布）對SB 的影響見表14。

表14 胎體簾布的拉伸量和分割實驗對比表

本實驗在生胎充氣狀態(tài)下測量重量分布。

比較胎體簾布的重量分布和胎體簾布因子的分割實驗結(jié)果可以看出：

a. 兩個波形的相位幾乎一致。

b. 生胎的周向重量分布波形的振幅為分割實驗結(jié)果的120%。

結(jié)論：胎體簾布的主要影響因素為周向上的重量不均（拉伸和接頭）。

在實驗的同時，發(fā)現(xiàn)了胎體簾布周向上的重量不均和1 段成型鼓的擴(kuò)張有關(guān)，周方向上的重量分布以及鋼絲密度分布都有6 次成分偏高的趨勢見表15。

表15 胎體簾布的鋼絲密度和多次成分

（4）補(bǔ)強(qiáng)層（取MFS）的材料拉伸（材料周向重量分布）對SB 的影響見表16。

表16 補(bǔ)強(qiáng)層的拉伸量和分割實驗對比表

本實驗在胎體鼓上貼合后測量重量分布。

比較補(bǔ)強(qiáng)層的重量分布和補(bǔ)強(qiáng)層因子的分割實驗結(jié)果可以看出：

a. 補(bǔ)強(qiáng)層的重量分布差異非常小，無法進(jìn)行相位的比較。

b. 生胎的周向重量分布波形的振幅為分割實驗結(jié)果的10%。

結(jié)論：補(bǔ)強(qiáng)層軸方向上的重量分布不對SB 造成明顯的影響。

（5）匯總所有部材在周向上的分布不均一量如圖9 所示。

圖9 各材料周向重量不均一換算值

可以看出，內(nèi)襯（IL），胎面（CAP），胎體簾布（1PCarcass） 這三個部材在周方向上的分布不均衡量對SB 的影響最大。

2.3.2 “ 尺寸” 偏差導(dǎo)致SB 不良的驗證

輪胎的“ 尺寸” 偏差可以理解為物理重心的偏移以及在旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的偏心量，這其中包含了旋轉(zhuǎn)過程重出現(xiàn)的MB 不平衡量的反作用效果，綜合以上形成SB 的力矩不平衡見圖10。

圖10 輪胎的重心偏移示意

各材料的振動成分對SB 成分有多大影響，可以通過下面的公式來進(jìn)行模擬：

“ 尺寸” 偏差影響的SB（Ncm）量 =

輪胎重量（kg） × 9.81（m/sec2） × 重心偏移量（cm）

即可以理解為： 重心偏移量 = “ 尺寸” 偏差成分× 1/2

通過檢測實際“ 尺寸” 偏移量可以推算出重心偏移從而得知其影響的SB 不平衡量，計算得到的結(jié)果匯總?cè)鐖D11 所示。

圖11 “ 尺寸” 偏移量導(dǎo)致SB 不平衡成分

可以看出，補(bǔ)強(qiáng)層（MFS），胎側(cè) （SIDE） 和1 段鼓（1st M/C） 這三個因素的“ 尺寸” 偏差帶給SB 的不平衡成分最大。

2.3.3 SB 驗證實驗總結(jié)

通過上述的實驗結(jié)果，我們可以得出以下結(jié)論：

（1）SB 的不平衡量主要是兩大因素造成：

a. 輪胎的部材在周向上的不均一分布，包括材料的拉伸以及接頭位置的虛接和過接。

b. 輪胎生產(chǎn)時軸方向上的尺寸偏差（偏心）造成的重心偏移。

（2）重量分布方面，內(nèi)襯（I L），胎面（CAP），胎體簾布（1PCarcass） 這三個部材在周方向上的分布不均衡量對SB 的影響最大。

（3）“尺寸”偏差方面，補(bǔ)強(qiáng)層（MFS），胎側(cè) （SIDE）和1 段鼓（1st M/C） 這三個因素的“ 尺寸” 偏差（偏心）帶給SB 的不平衡成分最大。

（4）跟據(jù)2.3.2 的實驗結(jié)果，可以匯總為下圖12。

圖12 SB 分割實驗的要素匯總

a. 紅色線段區(qū)域內(nèi)的SB 不平衡因素主要由重量分布不均和“ 尺寸” 偏差共同造成。

b.藍(lán)色線段區(qū)域內(nèi)的SB 不平衡因素幾乎只有“尺寸” 偏差造成。

c. 藍(lán)色線段區(qū)域內(nèi)的SB 不平衡量可能還存在其他因素。

（5）由于重量分布和“尺寸”偏差直接又存在的互相影響的關(guān)系，按照影響因子的影響程度大小繪制區(qū)間圖如圖13。

圖13 SB 影響因子的要素區(qū)間

因此，實驗一和實驗二所選定的11 個因子可以按照影響要素的區(qū)間分布分為三大類：

a. 重量分布不均要因引起： 內(nèi)襯；胎面；胎體簾布。

b.“ 尺寸” 偏差要因引起：補(bǔ)強(qiáng)層；1 段鼓；2 段鼓；胎體鼓；胎圈；硫化。

c. 重量分布不均和“尺寸”偏差同時影響：胎側(cè)；帶束層。

3 總結(jié)

經(jīng)過上述的實驗驗證和分析，基本明確了各主要部材和成型要素對于SB 和RRO 的影響大小和影響成分，進(jìn)而得出下列的結(jié)論：

（1）11 個因子試驗結(jié)果可以匯總為表17。

表17 因子試驗結(jié)果 （△: 影響較?。弧穑河杏绊?；◎：有比較大的相關(guān)性）

（2）明確后續(xù)課題：

a. 針對上述已經(jīng)明確的導(dǎo)致RRO 和SB 不良的發(fā)生原因做針對性的改善。

b. 硫化對RRO 和SB 的影響機(jī)理的尋找和驗證。

c. 補(bǔ)強(qiáng)層對RRO 的影響機(jī)理的尋找和驗證。

d. 胎側(cè)對RRO 的影響機(jī)理的尋找和驗證。

4 結(jié)語

在輪胎均勻性的影響因子貫穿了整個輪胎的生產(chǎn)過程，僅僅通過單因子實驗往往受到其他未知因子的影響，分析波形時，有大量的雜波摻入，很難保證實驗的準(zhǔn)確度和再現(xiàn)性，往往是分析和改善的難點(diǎn)所在。

通過輪胎的多因子分割實驗，可以最大程度上降低其他因子的影響，過濾掉關(guān)注因子以外的雜波，從而快速區(qū)分出各個因子的影響程度，分離出影響較大的點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)的分析和對策。

通過多次實驗結(jié)果可以看出，分割實驗的再現(xiàn)性高，結(jié)果相對精確，通過針對各因子的影響機(jī)理的理論性研究，可以建立起改善均勻性的基礎(chǔ)模型和數(shù)據(jù)，為實際生產(chǎn)中的改善活動打造理論基礎(chǔ)。