全鋼載重子午線輪胎0°帶束層偏出和蛇形的原因分析及解決措施

李慶瑞，申 勇，郭 優(yōu)，王 歡

（風(fēng)神輪胎股份有限公司，河南 焦作 454150）

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，輪胎需求量呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，由于子午線輪胎的優(yōu)越性，其在輪胎市場的占有比例逐年加大。對于全鋼載重子午線輪胎3層帶束層+0°帶束層結(jié)構(gòu)，0°帶束層的優(yōu)勢是在不同速度下都能使輪胎保持最佳輪廓，尤其適合中國路面及超載，因此其缺陷是輪胎胎面區(qū)域X光檢驗的重要缺陷之一，而偏出和蛇形現(xiàn)象是0°帶束層最主要的缺陷。

我公司自生產(chǎn)全鋼載重子午線輪胎以來，0°帶束層偏出缺陷一直難以解決，如果發(fā)生漏檢，就會出現(xiàn)輪胎行駛過程中胎肩部位受力不均造成胎肩脫空或鼓包等早期損壞。為此，我公司專門組織技術(shù)人員成立攻關(guān)小組，對0°帶束層偏出和蛇形缺陷進(jìn)行攻關(guān)，取得了良好效果。現(xiàn)從設(shè)備優(yōu)化和工藝控制等方面將0°帶束層偏出、蛇形缺陷的產(chǎn)生原因和相應(yīng)的解決措施介紹如下。

1 0°帶束層偏出特征

1.1 現(xiàn)象描述

（1）0°帶束層單根偏出，指0°帶束層邊部有1根或者多根鋼絲散出（見圖1）。

（2）0°帶束層蛇形，指0°帶束層邊部呈波浪狀（見圖2）。

1.2 蛇形判級標(biāo)準(zhǔn)

蛇形判級標(biāo)準(zhǔn)見表1。

2 原因分析及解決措施

2.1 帶束層周長

圖1 0°帶束層單根偏出示意

圖2 0°帶束層蛇形示意

帶束層鼓周長設(shè)計過大或者在生產(chǎn)過程中由于設(shè)備自身的一些故障造成帶束層鼓周長變大，造成胎坯周長變大和0°帶束層實際長度比設(shè)計長度大，硫化過程中0°帶束層得不到充分伸展，在模具的擠壓作用下出現(xiàn)堆積收縮，產(chǎn)生蛇形現(xiàn)象。測量帶束層鼓周長時，需要測量帶束層鼓中心燈標(biāo)位置和兩側(cè)0°帶束層燈標(biāo)外側(cè)位置，確保這三處的帶束層鼓周長差值在2 mm范圍內(nèi)。單側(cè)0°帶束層出現(xiàn)蛇形現(xiàn)象時，要重點對帶束層鼓左右兩側(cè)周長進(jìn)行檢查。帶束層鼓周長作為一項重要參數(shù)需要納入員工的首末件點檢中，每8 h內(nèi)進(jìn)行3次測量。

表1 蛇形判級標(biāo)準(zhǔn)

2.2 輪胎花紋形狀

某些規(guī)格礦山用輪胎和農(nóng)業(yè)輪胎要求具有強(qiáng)大的抓地力，其塊狀花紋的面積較大，花紋溝較深，胎坯在硫化過程中受到模具的擠壓，很容易將0°帶束層甚至全部帶束層擠壓成波浪狀。這種塊狀花紋輪胎帶束層大多會有輕微的波浪狀，屬于正常現(xiàn)象。這種塊狀花紋輪胎在生產(chǎn)時更應(yīng)該注意0°帶束層蛇形現(xiàn)象，對0°帶束層的工藝參數(shù)要求更應(yīng)嚴(yán)格。

2.3 胎面后壓輥晃動量

成型機(jī)后壓輥在壓合胎面過程中對0°帶束層的作用力很大，在壓合至0°帶束層上方胎面時，如果后壓輥晃動量較大，就會使0°帶束層受力不均勻，極易引起0°帶束層偏出現(xiàn)象。經(jīng)過多次試驗，將后壓輥晃動量定為3 mm（即左右擺動量不超過3 mm）。鑒于胎面后壓輥晃動量對帶束層偏出及其他質(zhì)量缺陷有著重要影響，將此項內(nèi)容納入員工的首末件點檢中。

2.4 胎面后壓輥擺轉(zhuǎn)起始位置

胎面后壓輥擺轉(zhuǎn)起始位置過小，提前擺轉(zhuǎn)會將一個傾斜的力作用到0°帶束層，擺轉(zhuǎn)時后壓輥角度改變，將0°帶束層擠壓造成偏出；胎面后壓輥擺轉(zhuǎn)起始位置過大會造成胎面胎肩處壓不實，引起胎肩氣泡和脫層等缺陷。通常我公司將胎面后壓輥擺轉(zhuǎn)起始位置調(diào)整為0°帶束層外側(cè)定位處，如果有些規(guī)格或花紋類型的輪胎易出帶束層偏出缺陷，可將胎面后壓輥擺轉(zhuǎn)起始位置放大0～5 mm。生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)實際擺轉(zhuǎn)位置與程序中設(shè)定值不一樣現(xiàn)象，在分開胎面后壓輥時測量兩個輥受力點的位置，并與電腦程序中的設(shè)定值進(jìn)行對比，防止實際值與設(shè)定值不符造成出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。

2.5 胎面后壓輥壓力

胎面后壓輥壓力過小，胎面壓不實；過大會造成0°帶束層下方支撐不住，引起0°帶束層變形過大，0°帶束層邊部受力過大可能會向外側(cè)偏出。根據(jù)多年經(jīng)驗及實際驗證，各部位壓力設(shè)定為：胎面中部 0.2～0.3 MPa，胎肩 0.3～0.5 MPa，胎肩下部 0.2～0.4 MPa，具體壓力可根據(jù)胎面厚度在此范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.6 0°帶束層張力

0°帶束層兩側(cè)張力不一致或者張力過小，在膠囊膨脹時都容易使0°帶束層得不到充分伸展，造成彎曲。目前國內(nèi)成型機(jī)0°帶束層張力基本都靠浮動輥和0°帶束層法蘭盤的自身質(zhì)量進(jìn)行控制，觀察兩個0°帶束層張力浮動輥的高低來判斷0°帶束層兩側(cè)張力是否一致，如果兩個浮動輥位置高低不一，則應(yīng)調(diào)整成一致。

2.7 帶束層寬度比

在全鋼載重子午線輪胎中，0°帶束層在胎面后壓輥分壓力的作用下，支撐起作用力的是1#帶束層、2#帶束層和墊膠，2#帶束層寬度大于0°帶束層，而1#帶束層的設(shè)計寬度小于0°帶束層與3#帶束層的整體寬度，這樣就造成0°帶束層邊部處于一個懸空狀態(tài)，在胎面后壓輥壓合力作用下0°帶束層向下偏歪，造成偏出。因此在設(shè)計1#帶束層寬度時應(yīng)考慮其寬度宜大于0°帶束層與3#帶束層的寬度之和，生產(chǎn)過程中同樣要監(jiān)控1#帶束層寬度，防止其過小出現(xiàn)0°帶束層偏出和蛇形現(xiàn)象。

2.8 帶束層偏歪、胎面組合件偏歪及胎面后壓 輥對稱性

帶束層偏歪、胎面組合件偏歪及胎面后壓輥對稱性欠佳，都會造成胎面后壓輥壓合時0°帶束層兩側(cè)的實際受力位置和壓輥擺轉(zhuǎn)位置出現(xiàn)偏差，引起0°帶束層偏出。雖然這類問題的影響因素很多，但首先要保證帶束層鼓的中心燈標(biāo)與鼓中心一致、主鼓的中心燈標(biāo)與鼓中心一致、主鼓及帶束層鼓兩側(cè)燈標(biāo)對稱、后壓輥中心與主鼓燈標(biāo)一致、胎面組合件傳遞環(huán)不偏歪。

2.9 0°帶束層質(zhì)量缺陷

0°帶束層邊部露銅和局部露銅是造成0°帶束層單根偏出或多根散出的重要原因之一。0°帶束層露銅可能是0°帶束層導(dǎo)向輪寬度過小，成型過程中0°帶束層邊部摩擦導(dǎo)向輪造成露銅，或者是0°帶束層導(dǎo)向輪表面不光滑，0°帶束層在供料過程中膠料被導(dǎo)向輪刮走引起露銅。在生產(chǎn)過程中操作工要時刻檢查0°帶束層質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)有設(shè)備因素造成0°帶束層露銅現(xiàn)象應(yīng)及時停機(jī)維修。

3 結(jié)語

經(jīng)過長時間攻關(guān)，0°帶束層偏出和蛇形缺陷發(fā)生率控制在60×10-6左右，為公司節(jié)約了成本。為更好地避免0°帶束層偏出和蛇形現(xiàn)象，建議產(chǎn)品開發(fā)者在設(shè)計之初的斷面分析中對0°帶束層所需實際長度進(jìn)行測量，后續(xù)制造部門參考上述的原因分析和解決措施進(jìn)行改進(jìn)，一定會取得理想效果。