全鋼子午線輪胎擠出胎面底部不平的原因分析與解決措施

趙 海

（寧夏神州輪胎有限公司，寧夏 石嘴山 753400）

輪胎質(zhì)量是汽車(chē)行駛安全的基本保障，胎面作為輪胎的重要組成部分，其質(zhì)量決定著輪胎的耐久性能和耐磨性能。全鋼子午線輪胎擠出胎面底部不平會(huì)導(dǎo)致胎面底部與緩沖膠片貼合不良，使胎里產(chǎn)生氣泡。胎里有氣泡的輪胎在使用過(guò)程中輕則肩空、脫層，導(dǎo)致車(chē)輛行駛不穩(wěn)定，出現(xiàn)故障，重則爆破，造成車(chē)毀人亡[1-3]。

本工作研究全鋼子午線輪胎擠出胎面底部不平的原因和解決措施，為提高輪胎安全性能提供思路。

1 易產(chǎn)生底部不平的胎面

1.1 多道花紋溝胎面

多道花紋溝胎面的花紋塊和溝槽尺寸差異較大，在擠出過(guò)程中，胎面底部沿花紋溝方向出現(xiàn)明顯溝槽，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致胎面與緩沖膠片貼合不良而產(chǎn)生氣泡。

1.2 大規(guī)格輪胎胎面

大規(guī)格輪胎胎面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸見(jiàn)圖1。大規(guī)格輪胎胎面厚度小、寬度大。由于其中間厚度小，壓力不足，擠出胎面底部會(huì)出現(xiàn)波浪，使胎面底部與膠片貼合不良，后序加工困難，會(huì)造成胎冠底部產(chǎn)生氣泡。

圖1 大規(guī)格輪胎胎面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸

1.3 小規(guī)格輪胎胎面

小規(guī)格輪胎胎面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸見(jiàn)圖2。小規(guī)格輪胎胎面厚度小、花紋塊之間尺寸差異大，易導(dǎo)致擠出胎面出現(xiàn)波浪和底部不平。

圖2 小規(guī)格輪胎胎面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸

2 胎面不平現(xiàn)象

2.1 底部溝痕

設(shè)計(jì)尺寸差異大的多道花紋溝胎面在擠出時(shí)，花紋溝底部口型開(kāi)型截面積小，中間膨脹大，該處口型工作面壓力大。受口型板（見(jiàn)圖3）本身開(kāi)口尖部設(shè)計(jì)的影響，胎面底部會(huì)出現(xiàn)明顯溝痕，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致溝痕與緩沖膠貼合不良。

圖3 口型板示意

2.2 底部不平

大規(guī)格輪胎胎面中間厚度小、寬度大，在預(yù)口型中壓力較小，在開(kāi)型過(guò)程中口型開(kāi)型（見(jiàn)圖4）截面積較大，導(dǎo)致擠出胎面底部不平（見(jiàn)圖5）。

圖4 大規(guī)格輪胎胎面口型板開(kāi)型

圖5 大規(guī)格輪胎胎面底部不平

2.3 底部波浪

預(yù)口型（見(jiàn)圖6）分型面設(shè)計(jì)厚度大，擠出胎冠尺寸偏差較大及在口型中擠出速度不同會(huì)導(dǎo)致胎面下部出現(xiàn)波浪。

圖6 預(yù)口型示意

此外，擠出胎面通過(guò)預(yù)口型和口型時(shí)的尺寸差異大，離模膨脹率大，從而導(dǎo)致胎面下部出現(xiàn)波浪。離模膨脹是指在擠出過(guò)程中，離開(kāi)模具的擠出部件因彈性回復(fù)，其橫截面尺寸大于口型尺寸的效應(yīng)。

3 解決措施

3.1 口型板上板后口倒角

將胎面口型板上板后口倒角（見(jiàn)圖7），以增大膠料通過(guò)口型板上板時(shí)的壓力。通過(guò)改變壓力點(diǎn)可以增大膠壓，減少胎面底部不平。

圖7 口型板上板后口倒角

3.2 減小預(yù)口型厚度

在預(yù)口型分型面設(shè)計(jì)過(guò)程中，為避免預(yù)口型彎曲，可以采用較厚的分型面來(lái)保證預(yù)口型強(qiáng)度，但過(guò)厚的分型面會(huì)造成胎面底部不平和胎冠與胎側(cè)之間脫層，通過(guò)線切割適當(dāng)減小預(yù)口型厚度，可以減少胎面底部不平。

3.3 增大口型板尺寸

我公司原用口型板下板高度（H）（見(jiàn)圖8）為45 mm，而預(yù)口型高度為49 mm。本工作將H增大到48 mm，可以減小膠料流動(dòng)差異，減少胎面底部波浪。

圖8 口型板下板高度示意

3.4 減小預(yù)口型分型面厚度

使用線切割或者銑床對(duì)預(yù)口型進(jìn)行加工，可以增大擠出胎面出口截面積，降低胎面分型面的厚度，增大胎冠膠擠出壓力。

3.5 調(diào)整口型系數(shù)

將口型系數(shù)從92%調(diào)整為94%，增大開(kāi)型比例，可以減小膠料的膨脹率，降低膠壓，緩解離模膨脹。

3.6 優(yōu)化擠出工藝

（1）適當(dāng)提高擠出溫度，改善膠料流動(dòng)性。擠出溫度太高會(huì)造成膠料焦燒，擠出溫度太低會(huì)造成擠出胎面運(yùn)行不暢、表面不光滑。將擠出溫度從55 ℃提高到85 ℃，可以減少胎面底部不平。

（2）適當(dāng)減小膠料門(mén)尼粘度，提高膠料塑性。門(mén)尼粘度大的膠料擠出時(shí)運(yùn)行不暢，胎面與基部膠貼合不良，導(dǎo)致胎冠與胎側(cè)脫層。減小膠料門(mén)尼粘度，可以提高胎面一次擠出合格率。

（3）適當(dāng)減小千層片厚度。將千層片厚度從3 mm減小為1.5 mm，并減小每片間的摩擦因數(shù)，可以使胎面和膠片完全壓實(shí)，減少氣泡。

通過(guò)以上措施，擠出胎面底部平整、光滑、無(wú)褶皺（見(jiàn)圖9）。

圖9 改進(jìn)后的擠出胎面

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)處理胎面底部不平問(wèn)題，解決了我公司全鋼子午線輪胎因胎面底部不平造成的一次擠出不良率高、胎里氣泡多等問(wèn)題，也為寬基輪胎口型設(shè)計(jì)提供了思路。