輪胎胎圈敷貼質量控制

張志堅，張 超，王紀增，譚 云，田冬冬，崔桐齊，徐祥越，洪 劍

（八億橡膠有限責任公司，山東 棗莊 277800）

隨著新冠肺炎疫情的持續肆虐，輪胎出口市場嚴重受阻，國內輪胎市場的競爭進入了白熱化階段，中小企業倒閉、兼并、重組頻頻發生。在此形勢下，堅持走質量、品牌路線是提升產品市場競爭力的有效辦法，同時對輪胎質量管控提出了新的要求。

胎圈復合件（以下簡稱胎圈）位于輪胎的圈口位置，由三角膠、鋼絲圈和螺旋包布組成，是輪胎重要的組成部件，它與汽車輪轂相接觸，主要起著承載的作用，能承受因內壓而產生的伸張力，克服輪胎轉彎所帶來的橫向作用力，使外胎不致脫出輪輞[1-7]。胎圈在加工生產過程中需經多道工序，關鍵控制點較多，質量管控難度較大（見圖1），加工過程中易出現平整性差、鋼絲圈與三角膠貼合不實等異常，且X光質量檢驗無法檢出存在這些異常問題的成品輪胎，問題輪胎在使用過程中會出現胎圈空、胎圈爆和抽絲爆等，造成消費者人身和財產安全隱患，影響品牌形象。為此，我公司成立專項攻關小組，分析影響胎圈敷貼質量的因素，并提出相應解決措施，以保證胎圈質量的合格率，提高產品質量。

1 原因分析

1.1 終煉膠性能不合適

三角膠用終煉膠門尼粘度和硬度偏高。終煉膠門尼粘度和邵爾A型硬度對三角膠質量的影響見表1。從表1可以看出，采用門尼粘度較低的膠料生產的三角膠致密性最好，胎圈敷貼質量最好。

表1 終煉膠門尼粘度和硬度對三角膠質量的影響

1.2 三角膠根部幾何形狀設計缺陷

三角膠擠出口型設計時根部形狀設計不合理，與鋼絲圈外形尺寸、角度差異較大，導致鋼絲圈與三角膠根部匹配性差，三角膠根部存氣高無法貼實，造成胎圈質量不合格。

1.3 三角膠結構設計缺陷

三角膠硬膠面積和寬度小，敷貼時胎圈挺性差。三角膠類型及搭接形式（見圖2）對胎圈敷貼質量的影響為：X三角膠（弧形搭接，硬膠寬度為55 mm）敷貼質量良好；Y三角膠（折狀搭接，硬膠寬度為40 mm）敷貼質量不佳，胎圈外翻，平整性差；Z三角膠（弧形或折狀搭接，硬膠寬度為65 mm）敷貼質量好，但其硬膠面積較大，會對成品輪胎質量造成不良影響，不建議采用。

1.4 三角膠生產參數異常

三角膠生產速度快，膠料焦燒，表面粘性差。操作工為提升產出量，作業時擠出機轉速過快（有時達到額定轉速的90%），導致部件擠出溫度過高，嚴重時會造成膠料焦燒，膠料流動性差，表面硬度較高，極易導致胎圈敷貼不實。

1.5 部件尺寸不合格

三角膠根部厚度超出公差范圍，易造成鋼絲圈與三角膠根部無法貼實、有間隙；鋼絲圈鋼絲排列異常，貼合面單絲凸起，易導致鋼絲圈與三角膠無法貼實，如圖3所示。

1.6 設備精度不達標

（1）敷貼機傘貼撐板周向撐起不同步、不同心，易造成三角膠與鋼絲圈貼合局部周向不一致，導致胎圈敷貼質量不合格。

（2）敷貼機傘貼爪與敷貼面板間距設置不合理，易造成鋼絲圈與三角膠整體貼偏、錯位。

（3）鋼絲圈撐起盤撐起不到位，易出現鋼絲圈與三角膠貼合不實、異常。

1.7 物料存放環境溫度和濕度不合適

三角膠存放環境溫度較低。季節交替時胎圈敷貼質量波動性較大，因晝夜溫度和濕度變化大，天然橡膠等原材料受溫度和濕度影響，膠料加工性能不穩定。終煉膠停放因每桌要擺放3—4車，受停放時間及環境溫度、濕度等變化影響，整桌終煉膠內部與外部的加工性能不一致，極易造成三角膠質量不穩定，導致胎圈敷貼質量不合格。

2 解決措施

2.1 嚴格控制三角膠用膠料性能

對三角膠用膠料門尼粘度及硬度進行重新標定，按標準值至下限值之間每隔3個值分別生產2桌終煉膠用于三角膠生產試驗，驗證不同門尼粘度、硬度膠料生產三角膠工藝通過性，通過評價確定最優參數，然后對終煉膠指標進行嚴格控制。

2.2 優化三角膠口型設計

為保證三角膠與鋼絲圈的完美結合，應用三角膠口型新設計理念，即三角膠拓印開型法（見圖4），保證鋼絲圈與三角膠根部形狀匹配性較好，使鋼絲圈與三角膠貼合質量明顯提升，較大程度上避免了因匹配性差造成的貼合不實問題。

2.3 結合產品類型制定三角膠設計參數對照表

為規范三角膠的設計，根據輕型載重、標準載重、重型載重、礦山防爆、中長途輪胎等產品類型，并結合花紋使用路況制定了三角膠硬膠設計標準。新產品設計時嚴格對照標準落實三角膠尺寸設計，并落實首批驗證、周期試制評價制度，確保設計參數的工藝通過性，穩定胎圈敷貼質量，提升成品輪胎胎圈耐久與承載性能。

2.4 固定三角膠生產參數

擠出轉速與擠出溫度是成正比的，擠出轉速高時擠出溫度同樣也會達到工藝控制的臨界點，為避免擠出轉速過高，對擠出參數（包括擠出機溫度）落實固化，提升膠料流動性，防止胎圈敷貼質量異常。

2.5 確保部件尺寸合格

（1）恒定生膠源頭，同批次生膠定向生產三角膠部件，減小三角膠部件尺寸波動，穩定三角膠與胎圈敷貼質量。

（2）制定三角膠擠出標準操作法，成立三角膠定向生產專班，專職生產三角膠部件，防止因操作差異帶來的三角膠尺寸波動，最大程度上減小半成品質量波動。

（3）制定三角膠擠出部件周期性質量例行檢查制度，質量保證部門和生產系統采用定期例行檢查、不定期抽查的方式檢查三角膠生產質量，嚴格管控，降低三角膠質量異常發生率。

2.6 確保設備精度達標

針對敷貼機機械頻率大、精度保持難的問題，制定設備全生命周期管理方案，確定設備包機制度，明確人員專項包機職責，誰包機誰負責，推進設備專管專責與薪酬掛鉤的管理理念，提升維修人員對設備的維保力度，確保設備高精度運行，穩定產品質量。

2.7 固定物料存放環境條件

對原材料、終煉膠、三角膠、包布后鋼絲圈的存放環境加強控制，在存放區域內安裝溫度和濕度測量裝置，由質量檢查人員落實監控，存放區域門窗禁止隨意開關，同時對終煉膠停放時間進行重新設定，縮短終煉膠停放時間，最大程度地防止存放區域溫度和濕度變化對產品質量的影響。

3 結語

分析影響胎圈敷貼質量的因素，通過采取嚴格控制三角膠用膠料性能、優化三角膠口型設計、結合產品類型制定三角膠設計參數對照表、固定三角膠生產參數、確保部件尺寸合格和設備精度達標以及固定物料存放環境條件等措施，胎圈敷貼異常問題得到有效解決，因胎圈質量缺陷而產生的理賠輪胎明顯減少，成品輪胎胎圈問題返回率由0.754%降至0.213%，較大程度上避免了因胎圈質量異常所引發的胎圈空和抽絲爆等問題，在提高經濟效益的同時，提升了公司產品品牌形象與市場占有率。