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全钢载重子午线轮胎缺胶的原因分析及解决措施

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年7月上13期作者：杨丽张鹏飞姜敬如

[导读] 缺胶是全钢载重子午线轮胎生产过程中比较常见的一种外观缺陷，打磨火补不仅会增加生产成本，影响产品外观，且增大产品使用过程中的早期损坏几率，影响轮胎的承载性能和安全性。全钢载重子午线轮胎结构复杂，生产过程中受各种不稳定因素影响较大，缺胶是我公司全钢载重子午线轮胎胎圈部位最主要的缺陷，胎侧和胎肩缺胶的修补率也一度居高不下。

八亿橡胶有限责任公司杨丽张鹏飞姜敬如山东省枣庄市 277000

摘要：缺胶是全钢载重子午线轮胎生产过程中比较常见的一种外观缺陷，打磨火补不仅会增加生产成本，影响产品外观，且增大产品使用过程中的早期损坏几率，影响轮胎的承载性能和安全性。全钢载重子午线轮胎结构复杂，生产过程中受各种不稳定因素影响较大，缺胶是我公司全钢载重子午线轮胎胎圈部位最主要的缺陷，胎侧和胎肩缺胶的修补率也一度居高不下。本工作从工艺控制、结构设计和模具设计等方面分析轮胎缺胶产生的原因，并提出相应的解决措施。
关键词：全钢载重子午线轮胎；胎坯；胎侧；胎肩；缺胶；模具；排气设计
        引言
        子午线轮胎生产工艺复杂，半成品部件精度要求高，生产过程中经常会出现一些外观质量缺陷，我公司对此进行了大量分析研究，采取一系列解决措施，提高了全钢载重子午线轮胎的质量，保证了成品合格率。本文对全钢载重子午线轮胎５个部位的常见缺胶原因分析并提出相应的解决错施。
        1胎里不平（胎里反弧）
        胎里不平指轮胎内表面形状不规则，周向或侧向不平整。
        1.1原因分析
        （１）定型时上环拉的太高，胶囊冲气过程中使胎胚变形，定型压力超出规定上限，造成胎体帘线发生位移，产生了肩部帘线弯曲情况，导致胎里反弧。（２）长时间没使用的机台或新胶囊装第一锅胎时应反复进行胶囊冲气和排气，胶囊恢复原状后再装胎定型，新胶囊使用前应提前２４ｈ打开包装放在存放架上进行胶囊预处理，并进行翻转。（３）合模时程序出错不合模，胎胚在热状态下变形，肩垫胶下坠造成胎里反弧。（４）由于内衬层接头过大或脱开、肩垫胶接头脱开或胶囊薄厚不均造成胎里不平。零度带束层箍紧系数太大，零度带束层供料装置和带束层贴合鼓转速不同步，带束层拉的太紧而造成胎里反弧。（５）硫化合模时活络模张开角度不够切胎面，胎体受到挤压肩垫胶带束层发生位移造成胎里反弧。
        1.2解决措施
        （１）定型时拉上环不得高出胚胎１５０ｍｍ，定型压力不得超出规定上限。（２）胶囊预处理时间不得少于２４ｈ，并要翻转一次。（３）预计合模时程序５ｍｉｎ内修不好要果断将胚胎抬出，修好后再硫化。（４）检查内衬层接头是否接牢，开口翘器的要刷汽油重新压实接牢。检查零度带束层箍紧系数，检查带束层贴合鼓周长是否符合要求。
        2成型胎坯外观质量不佳
        成型胎坯的外观质量对轮胎硫化过程有非常重要的影响，经过对大量胎侧缺胶轮胎及其胎坯相应位置标定发现，如果胎坯上存在明显的凹槽、沟壑，会造成胎坯硫化时为了填补沟槽出现胶料大幅度流动，硫化后的成品轮胎会在相应位置出现胎侧缺胶；如果凹槽在靠近胎圈的区域，则会在相应位置出现成品断面耐磨胶打褶的现象，严重时会出现胎侧缺胶或胎圈裂口。因此，仔细检查成型胎坯，保证胎坯表面平整光滑、过渡均匀平坦，可预防轮胎缺胶问题。成型机主鼓和辅鼓的压辊装置应该根据不同规格及时调整辊压参数，合理设置压合时间及压辊位置和压力，在保证压实的情况下防止由于辊压造成的胎侧表面沟槽。
        3胎圈出大边或胎圈露线
        胎圈出大边或胎圈露线是指胎圈的一侧或两侧厚度超大，在相应的胎趾部位出现周向胶边，严重者胎圈着合面露出钢丝。
        3.1原因分析
        （１）定型装胎不正或抓胎机械手与中心机构不对中。（２）胎坯胎圈直径过小或过大。实践证明，轮胎胎圈直径为５０８犿犿时，其胎坯胎圈直径应在５０７～５１２犿犿范围内；轮胎胎圈直径为６１０犿犿时，其胎坯胎圈直径应在６０６～６１２犿犿范围内。

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        3.2解决措施
        （１）定型装胎要正，若抓胎机械手晃动较大或与中心机构不对中应及时修理。（２）控制胎坯胎圈直径，一旦发现其过小或过大，要及时调整成型鼓，不合格胎坯在定型鼓（犅鼓）上重新定型也能收到较好效果。（３）确保胎圈材料的分布以及设计压缩比的选取合理。
        4轮胎结构设计不合理及材料分布不均匀
        半成品边部过厚及材料过渡不均匀易在胎侧和三角胶端点处窝存气体，造成胎侧缺胶。另外，胎侧厚度设计级差过大、过渡不平缓及在断面最宽处的胶料不足都会造成胎侧缺胶；胎侧宽度设计过小，成型后达不到胎侧反包高度的要求，会造成胎肩缺胶；三角胶宽度过小，使胎圈与胎侧厚度最小处级差较大、过渡不平缓，从而造成下胎侧位置缺胶。因此，应合理设计胎侧和三角胶的厚度和宽度，严格控制半成品尺寸。
        5气泡
        气泡多发生在胎肩和胎圈的三角胶部位。
        5.1原因分析
        （１）胎肩垫胶边缘厚度太大或边部撕裂成锯齿状。（２）胎体钢丝帘线在成型过程中膨胀较大，易造成胎体钢丝帘线与胶料脱离，气体进入胎体钢丝帘线与胶料之间。（３）三角胶的两种胶料性能差异太大，分解面极易形成圆周方向上的凹槽；三角胶定长波动，接头有呈台阶状的错位；胎体帘布反包过程中三角胶与胎体帘布层间的气体未排尽。
        5.2解决措施
        （１）降低胎肩垫胶的门尼粘度，适当提高混炼和挤出温度；成型时胎面压合最后一步应压在胎肩垫胶端点部位；对胎肩垫胶外缘部位进行刺孔以便排出气体。（２）选择适当的压合定型距离，在减小胎坯外周长的同时，减小定型过程中胎体钢丝帘线对三角胶形状的影响，使三角胶保持竖直状态。（３）严格控制压延速度、压延辊速度比、压延辊温度、卷曲张力等参数，确保供胶均匀，增大帘线的附胶量以及胶线间的粘合强度。（４）增大下三角胶预口型和口型截面面积以及加快挤出机螺杆转速。（５）确保反包速度适中且均匀，同时将反包压力控制在一定范围内。（６）采取先压合三角胶再进行帘布反包的作业方式。
        6.模具排气设计不合理
        为了追求美观，在花纹块上不设置排气线，侧板上排气线、排气孔数量设置不足，或排气孔直径过小，均会造成缺胶现象，在胎面花纹块和胎圈位置经常表现为圆角，在其他位置则直接表现为缺胶。因此，在进行模具设计加工时要考虑到排气设计的重要性，在胎面花纹排气设计时根据花纹块大小和形状一般1个花纹块上至少设置3个排气孔，锐角处必须设置排气孔，最好在花纹块上设置0.5mm深的排气线，并且在排气孔与排气线之间增加排气引线。相对0.6mm直径排气孔，0.8mm直径排气孔的排气效果更好。对于同一规格轮胎共用成型机，由于花纹深度差异较大等其他无法消除的因素造成胎侧反包不能到达排气线，从而导致胎肩缺胶的情况，可以在模具分型面以上和胎肩区域的冠部花纹之间增加排气线和排气孔,从而降低对胎侧反包的要求，基本确保胎侧反包端点能够经过胎肩区域的冠部花纹排气沟底，从而排出胎侧反包的窝气，降低大部分花纹胎肩缺胶的比率。
        结语
        （１）影响胎坯外观质量的因素主要有：材料布置和部件过渡是否合理；成型过程中压辊压力和压辊变压位设置是否合适；部件尺寸和贴合精度是否满足要求；胎侧胶和胎圈胶接头修补是否平整。（２）严格控制返回料的焦烧时间，保证胶料的流动性。（３）优化材料布置，严格控制部件边缘厚度，减少胎侧表面胶料的对向流动，以解决缺胶和裂缝问题。（４）外喷涂液的使用对轮胎的使用性能有害。（５）要定期清洗模具，疏通气孔。
参考文献
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