全鋼載重子午線輪胎0°帶束層壓延長(zhǎng)度和張力差異的原因分析及解決措施

張志堅(jiān)，張 超，田冬冬，薛 冬，王紀(jì)增，賈肖陽(yáng)，譚 云，高 翔

（八億橡膠有限責(zé)任公司，山東 棗莊 277800）

隨著國(guó)家對(duì)交通運(yùn)輸行業(yè)重視程度的不斷加大，公路運(yùn)輸獨(dú)有的便捷性和及時(shí)性等優(yōu)點(diǎn)被快速挖掘，使其成為城市間物料運(yùn)輸?shù)闹饕α浚秃兔禾康葍r(jià)格持續(xù)上漲，壓縮了運(yùn)輸行業(yè)的利潤(rùn)空間。為保證經(jīng)濟(jì)效益的最大化，機(jī)動(dòng)車輛大負(fù)荷承載現(xiàn)象較為普遍，市場(chǎng)對(duì)全鋼載重子午線輪胎的負(fù)荷性能提出了更高的要求[1-4]。

0°帶束層作為輪胎承受載荷的主要部件，它起著箍緊冠帶層、強(qiáng)化輪胎負(fù)荷性能的作用[5-6]。我公司在投用17和23根0°帶束層壓延工序初期，雙條0°帶束層在壓延和使用過(guò)程中頻繁出現(xiàn)不同程度的左右兩側(cè)長(zhǎng)度和張力差異問(wèn)題，單側(cè)長(zhǎng)度超出公差的0°帶束層無(wú)法使用，只能報(bào)廢處理，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加；同時(shí)，兩條張力存在差異的0°帶束層用于同一條輪胎，輪胎在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)冠部受力不均、偏磨、跳胎和抽絲爆等異常現(xiàn)象，特別是對(duì)于高速度級(jí)別輪胎產(chǎn)品，車輛在行駛過(guò)程中存在嚴(yán)重的爆胎隱患。

為提高成本管控質(zhì)量，我公司成立了專項(xiàng)攻關(guān)小組，對(duì)0°帶束層左右兩側(cè)長(zhǎng)度和張力差異的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并采取解決措施，取得良好效果。

1 0°帶束層左右兩側(cè)長(zhǎng)度和張力差異現(xiàn)象

圖1示出了0°帶束層壓延生產(chǎn)線布局。在雙條0°帶束層同步壓延過(guò)程中，每卷取450 m左右時(shí)左側(cè)與右側(cè)長(zhǎng)度會(huì)出現(xiàn)不同步異常（兩側(cè)長(zhǎng)度差不小于15 m，并伴隨著0°帶束層表面鋼絲簾線起筋問(wèn)題）。為確保雙條0°帶束層的同步卷取，只能對(duì)左側(cè)0°帶束層長(zhǎng)度超出的部分進(jìn)行裁剪報(bào)廢處理。卷取的0°帶束層在胎坯成型使用時(shí)，每卷0°帶束層尾部右側(cè)通常會(huì)較左側(cè)長(zhǎng)15 m，剩余的單側(cè)0°帶束層無(wú)法單獨(dú)使用，只能報(bào)廢處理。為保證生產(chǎn)的有序進(jìn)行，平均每卷次0°帶束層造成30 m鋼絲簾線廢料，對(duì)生產(chǎn)成本影響較大。此外，因0°帶束層張力差異問(wèn)題引發(fā)的輪胎偏磨、磨冠等理賠輪胎數(shù)量居高不下，嚴(yán)重影響公司的品牌形象。

圖1 0°帶束層壓延生產(chǎn)線布局示意

2 原因分析

2.1 儲(chǔ)步裝置兩側(cè)質(zhì)量差異

為預(yù)留雙工位卷取切換時(shí)間，設(shè)置左右兩組在線儲(chǔ)步裝置是行業(yè)內(nèi)的通用辦法。為防止兩側(cè)儲(chǔ)步裝置質(zhì)量差異帶來(lái)的兩側(cè)0°帶束層張力差異，對(duì)兩側(cè)10對(duì)儲(chǔ)步輪質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)左側(cè)儲(chǔ)步輪質(zhì)量明顯比右側(cè)儲(chǔ)步輪質(zhì)量大，兩側(cè)儲(chǔ)步輪質(zhì)量差異是造成兩側(cè)0°帶束層張力和長(zhǎng)度差異的主要原因。

2.2 0°帶束層兩側(cè)厚度對(duì)稱性差異

為防止0°帶束層左右兩側(cè)厚度對(duì)稱性差異帶來(lái)的0°帶束層卷取長(zhǎng)度差異[7]，對(duì)0°帶束層厚度進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)左側(cè)與右側(cè)厚度存在差異。技術(shù)人員對(duì)左右兩側(cè)0°帶束層厚度進(jìn)行對(duì)稱性多次修正并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 報(bào)廢物料質(zhì)量與左右兩側(cè)0°帶束層厚度差的對(duì)應(yīng)關(guān)系

從圖2可以看出，左右兩側(cè)0°帶束層厚度差越大，則報(bào)廢物料質(zhì)量越大，左右兩側(cè)0°帶束層厚度差為0時(shí)，物料報(bào)廢質(zhì)量最小。

2.3 鋼絲簾線排線板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

通過(guò)測(cè)試鋼絲簾布擠出壓力發(fā)現(xiàn)，左右兩側(cè)0°帶束層擠出壓力存在差異，排線板兩側(cè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，存在兩側(cè)壓力失衡問(wèn)題，即左側(cè)0°帶束層擠出壓力大于右側(cè)0°帶束層擠出壓力，如圖3所示。這造成膠料對(duì)左右兩側(cè)鋼絲簾線排列、鋼絲簾線張力的沖擊不同，從而使左右兩側(cè)0°帶束層厚度、鋼絲簾線排列、鋼絲簾線張力出現(xiàn)不同程度的差異。

圖3 鋼絲排線板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.4 錠子架鋼絲簾線放線張力差異

通過(guò)對(duì)壓延0°帶束層鋼絲簾線排列質(zhì)量進(jìn)行排查發(fā)現(xiàn)，左側(cè)0°帶束層鋼絲簾線水平排列較為均勻，鋼絲間距統(tǒng)一，右側(cè)0°帶束層鋼絲簾線排列存在上下起伏，使用時(shí)單絲有起筋現(xiàn)象，如圖4所示。

圖4 0°帶束層左右兩側(cè)排列質(zhì)量差異

攻關(guān)小組進(jìn)一步鎖定排查方向，對(duì)0°帶束層錠子導(dǎo)開(kāi)裝置進(jìn)行專項(xiàng)檢查，錠子架左側(cè)與右側(cè)風(fēng)壓表均顯示為0.1 MPa，但測(cè)量的兩側(cè)鋼絲簾線單絲放線張力不同，通過(guò)計(jì)量部門對(duì)兩側(cè)錠子導(dǎo)開(kāi)張力風(fēng)壓表進(jìn)行重新校準(zhǔn)，左右兩側(cè)錠子導(dǎo)開(kāi)張力實(shí)測(cè)值分別為0.08和0.11 MPa。雙側(cè)錠子導(dǎo)開(kāi)張力差異是0°帶束層長(zhǎng)度和張力對(duì)稱性異常的原因之一。

2.5 終煉膠門尼粘度過(guò)大

終煉膠的門尼粘度過(guò)大，則0°帶束層壓延表面凹凸不平。經(jīng)過(guò)對(duì)多批次0°帶束層生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行跟蹤、對(duì)比發(fā)現(xiàn)，終煉膠的門尼粘度[ML（1＋4）100 ℃]控制在62以下時(shí)0°帶束層壓延表面較為平整，表面粘性較好；終煉膠的門尼粘度在65以上時(shí)0°帶束層壓延表面粗糙（呈磨砂狀），凹凸不平狀態(tài)較為嚴(yán)重。分析認(rèn)為，0°帶束層表面不規(guī)則的凹凸不平狀態(tài)對(duì)部件厚度與卷取長(zhǎng)度對(duì)稱性干擾較大。

3 解決措施

3.1 確保儲(chǔ)步裝置兩側(cè)質(zhì)量相同

聯(lián)合公司計(jì)量部門對(duì)設(shè)備兩側(cè)的儲(chǔ)步輪質(zhì)量進(jìn)行精確稱量，并根據(jù)雙側(cè)質(zhì)量差異進(jìn)行配重，防止因兩側(cè)儲(chǔ)步輪質(zhì)量差異導(dǎo)致兩側(cè)0°帶束層張力失衡。同時(shí)，制定了專項(xiàng)設(shè)備周期性點(diǎn)檢制度，對(duì)專項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)和記錄，保證設(shè)備精度滿足工藝要求，從根本上解決設(shè)備精度問(wèn)題對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量及成本控制的影響。

3.2 優(yōu)化0°帶束層口型設(shè)計(jì)

重新優(yōu)化0°帶束層厚度對(duì)稱性要求，并優(yōu)化0°帶束層口型設(shè)計(jì)，確保兩側(cè)0°帶束層厚度差不大于0.02 mm，并成立了0°帶束層厚度對(duì)稱性專項(xiàng)檢查小組對(duì)執(zhí)行情況進(jìn)行不定期抽查，同時(shí)規(guī)范新0°帶束層口型的投用，聯(lián)合質(zhì)量管控部門對(duì)新投用工裝對(duì)稱性狀態(tài)進(jìn)行共同驗(yàn)收，有效解決了因0°帶束層兩側(cè)厚度差異帶來(lái)的異常問(wèn)題。

3.3 優(yōu)化鋼絲簾線排線板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)鋼絲簾線排線板結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，增大右側(cè)導(dǎo)流槽的橫向距離，確保擠出機(jī)機(jī)頭壓力范圍涵蓋整個(gè)右側(cè)，消除因擠出壓力的差異造成膠料對(duì)鋼絲簾線排列、鋼絲簾線張力的沖擊差異。

3.4 改進(jìn)錠子架鋼絲簾線放線張力控制系統(tǒng)

對(duì)錠子架風(fēng)壓控制方式進(jìn)行改進(jìn)，在總風(fēng)壓滿足工藝要求的狀態(tài)下對(duì)風(fēng)壓控制系統(tǒng)進(jìn)行整合[8]，即兩側(cè)采用同一個(gè)風(fēng)壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，確保左右風(fēng)壓輸出的一致性，該方案投用后兩側(cè)0°帶束層鋼絲簾線排列一致性得到有效提升，右側(cè)0°帶束層鋼絲簾線水平排列起伏問(wèn)題得到有效解決。

3.5 嚴(yán)格控制終煉膠門尼粘度

界定終煉膠門尼粘度最優(yōu)參數(shù)，嚴(yán)格控制終煉膠門尼粘度。對(duì)0°帶束層壓延用終煉膠的門尼粘度和公差進(jìn)行重新標(biāo)定，從下限至上限門尼粘度每隔3個(gè)門尼值分別生產(chǎn)1桌終煉膠進(jìn)行試驗(yàn)[9]，驗(yàn)證不同門尼粘度膠料的工藝通過(guò)性，界定膠料塑化效果、0°帶束層表面平整性的終煉膠門尼粘度最優(yōu)參數(shù)，制定膠料門尼粘度控制標(biāo)準(zhǔn)，并將終煉膠門尼粘度嚴(yán)格控制在合理區(qū)間。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述措施的落實(shí)，我公司雙條0°帶束層導(dǎo)開(kāi)后左右兩側(cè)長(zhǎng)度和張力差異問(wèn)題得到了有效的解決，穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，每日0°帶束層廢料減少了540 m，0°帶束層鋼絲廢料減少了62.13%，全年降低過(guò)程成本326萬(wàn)元。同時(shí)，因該問(wèn)題引發(fā)的輪胎抽絲爆和偏磨等質(zhì)量隱患得到有效避免，改進(jìn)后成品輪胎對(duì)應(yīng)病象三包理賠率下降了52.67%。改進(jìn)產(chǎn)品投放市場(chǎng)后，產(chǎn)品性能得到了廣大客戶的一致認(rèn)可，提升了公司品牌聲譽(yù)。