鋼絲簾布翹頭問題原因分析及改善措施

楊京輝，李 濤，勞龍龍，代玉龍，袁金琪

[特拓（青島）輪胎技術(shù)有限公司，山東 青島 266061]

鋼絲簾布壓延機(jī)是輪胎生產(chǎn)中關(guān)鍵重型高精度設(shè)備，鋼絲簾布壓延質(zhì)量直接關(guān)系成品輪胎使用性能[1-4]。壓延鋼絲簾布在裁斷時常發(fā)生翹頭問題，影響裁斷產(chǎn)能，并易造成帶束層在成型過程中偏歪、打折、接頭搭接等問題，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量[5-10]。

本工作從鋼絲、壓延工藝參數(shù)、設(shè)備等方面分析鋼絲簾布翹頭問題的原因，通過有針對性的措施解決鋼絲簾布翹頭問題，為業(yè)內(nèi)解決類似問題提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

2×0.30HT鋼絲簾線，江蘇興達(dá)鋼簾線股份有限公司產(chǎn)品。技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 2×0.30HT鋼絲簾線的技術(shù)指標(biāo)

鋼絲壓延膠料的物理性能指標(biāo)見表2。

表2 鋼絲壓延膠料的物理性能

1.2 主要設(shè)備和儀器

558.8 mm×1 371.6 mm四輥S型鋼絲簾布壓延機(jī)，日本IHI公司產(chǎn)品；B80-121HA型錠子房系統(tǒng)，上海合威橡膠機(jī)械工程有限公司產(chǎn)品；鋼絲簾布裁斷機(jī)，德國Fischer公司產(chǎn)品；MVS3型門尼粘度儀和MFR100＋型無轉(zhuǎn)子硫化儀，上海諾甲儀器儀表有限公司產(chǎn)品。

2 鋼絲簾布翹頭原因分析

2.1 鋼絲簾布翹頭統(tǒng)計(jì)

對翹頭較嚴(yán)重的壓延后鋼絲簾布進(jìn)行取樣。取長度為1 m，寬度為80 mm的15個標(biāo)準(zhǔn)矩形試樣，取樣時注意壓延鋼絲簾布上膠面朝上。如有必要，需取長度為0.5和0.25 m的試樣進(jìn)一步進(jìn)行測量。

標(biāo)準(zhǔn)矩形試樣四角（上左、上右、下左、下右）位置的翹頭高度分別對應(yīng)X，Y，X′，Y′，鋼絲簾布試樣的翹頭高度見表3。

表3 鋼絲簾布試樣的翹頭高度 mm

2.2 壓延工藝參數(shù)

根據(jù)2×0.30HT鋼絲簾布性能指標(biāo)和市場需求，對壓延鋼絲簾布的厚度和密度等進(jìn)行設(shè)計(jì)，對應(yīng)的壓延工藝參數(shù)見表4。

表4 壓延工藝參數(shù)

考慮到壓延鋼絲簾布厚度僅為0.9 mm，為減少壓延工藝對翹頭的影響，根據(jù)設(shè)備實(shí)際情況，壓延過程中冷卻輥張力僅為5 500 N，在保證大卷不發(fā)生松動導(dǎo)致的錐形偏移及隔離膜粘連等問題情況下，卷取張力取值為2 000 N。單股鋼絲從錠子架至穿線板的張力設(shè)計(jì)為8 500～9 000 N。

2.3 設(shè)備

采用日本IHI公司的鋼絲簾布壓延機(jī)，其結(jié)構(gòu)精煉緊湊，壓延工藝過程與常用的意大利Comerio Ercole公司壓延機(jī)明顯不同。裁斷機(jī)采用德國Fischer公司產(chǎn)品，裁斷精度高、產(chǎn)品質(zhì)量可控性高，但對壓延鋼絲簾布大卷質(zhì)量要求較高，設(shè)備說明中標(biāo)明如果壓延鋼絲簾布大卷翹頭超過15 mm則無法采用自動接頭。壓延和裁斷設(shè)備主要工作方式如圖1所示。

（a）壓延時鋼絲簾線走線方式

圖1 壓延和裁斷設(shè)備主要工作方式

通過現(xiàn)場跟蹤和相關(guān)驗(yàn)證，設(shè)備方面影響翹頭問題的重點(diǎn)集中在壓延過程定中上，壓延過程中鋼絲在設(shè)備整線中心偏差結(jié)果如表5所示。

從表5可以看出，問題主要集中在儲布裝置之后的定中至收卷之前，定中問題直接導(dǎo)致了簾布斜拉。經(jīng)確認(rèn)，主要是定中后幾個輥的平行度和水平度發(fā)生的位移。

表5 壓延過程中鋼絲簾線在設(shè)備整線中心偏差 mm

3 解決方案及實(shí)施

3.1 調(diào)整鋼絲簾線生產(chǎn)

根據(jù)表3的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，分析計(jì)算得出每塊鋼絲簾布試樣的卷曲角度、扭轉(zhuǎn)量和彎曲量，同時根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算出壓延鋼絲簾布的殘余扭轉(zhuǎn)量，見表6和圖2。

圖2 鋼絲簾布的殘余扭轉(zhuǎn)量

表6 鋼絲簾布試樣的卷曲角度、扭轉(zhuǎn)量和彎曲量

經(jīng)計(jì)算，過程能力指數(shù)（CPK）值為0.77，鋼絲簾布?xì)堄嗯まD(zhuǎn)量均值為－0.25圈·（6 m）-1，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.18，根據(jù)此數(shù)據(jù)，鋼絲簾線企業(yè)配合進(jìn)行了鋼絲簾線生產(chǎn)調(diào)整，先后兩次調(diào)整并最終找到了合適的搭配值。

3.2 優(yōu)化壓延工藝參數(shù)

為減少鋼絲簾線在壓延后的回縮現(xiàn)象，同時盡量保證壓延簾布卷取質(zhì)量，對壓延工藝進(jìn)行了3個方案的對比驗(yàn)證，具體的壓延工藝對比方案參數(shù)見表7。

表7 壓延工藝對比方案參數(shù)

通過近3周的反復(fù)驗(yàn)證，通過參數(shù)的不斷優(yōu)化，最終確定方案3為最佳方案。

3.3 壓延設(shè)備定中

對存在水平度和平行度偏差的輥進(jìn)行重新校驗(yàn)和定位，改善前后鋼絲簾布定中情況見圖3。

圖3 鋼絲簾布定中情況

由圖3可見，改善后鋼絲簾布在通過輥道時的斜拉問題明顯改善。

4 改善效果

通過實(shí)施以上措施，鋼絲簾布在裁斷時翹頭情況見圖4。

由圖4可見，改善前鋼絲簾布邊部翹頭高度最大為25 mm左右，改善后鋼絲簾布邊部翹頭高度為2 mm左右，改善效果非常明顯。

圖4 鋼絲簾布在裁斷時翹頭情況

斜裁因鋼絲簾布邊部翹頭而導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)自動接頭和擠料、設(shè)備不動作等問題得到解決，通過跟蹤成型使用情況，鋼絲帶束層在成型機(jī)接頭裁斷及輸送、成型過程中使用情況較好，徹底避免了鋼絲簾布翹頭造成的不利影響。

5 結(jié)論

（1）遇到壓延鋼絲簾布在裁斷時翹頭問題時，可優(yōu)先考慮從鋼絲簾線、壓延工藝參數(shù)、設(shè)備等方面著手解決。

（2）通過調(diào)整鋼絲簾線生產(chǎn)、優(yōu)化壓延工藝參數(shù)、壓延設(shè)備定中等多措并舉，鋼絲簾布翹頭問題得到明顯改善。

（3）除以上因素外，錠子房系統(tǒng)類型、鋼絲簾線存放時間、軸交叉設(shè)定、收卷方向等因素也是導(dǎo)致鋼絲簾布翹頭的原因。