全鋼載重子午線輪胎胎圈氣泡原因分析及解決措施

袁定軍，蔣婷婷，金玉龍，應(yīng) 婷，丁 琳，陽曉嵐，趙天月

[中策橡膠（建德）有限公司，浙江 建德 311606]

在全鋼載重子午線輪胎生產(chǎn)過程中，胎圈氣泡較易引發(fā)輪胎外觀質(zhì)量缺陷[1-4]。2021年度我公司全鋼載重子午線輪胎胎圈氣泡發(fā)生率約為2.20%，以每天生產(chǎn)2.6萬條輪胎計算，每天有572條輪胎需要修補和降級處理，嚴重影響了產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)利潤。

為解決全鋼載重子午線輪胎胎圈氣泡問題，我公司組織技術(shù)人員對其產(chǎn)生的原因進行分析，并提出了相應(yīng)的解決措施，取得了良好的效果，現(xiàn)將主要情況介紹如下。

1 胎圈氣泡現(xiàn)象

胎圈氣泡從外觀上可以分為兩種，一種是胎踵至裝配防水線之間的氣泡，即胎圈外側(cè)氣泡，如圖1所示；另一種是胎趾到胎踵之間的氣泡，即胎圈底部氣泡，如圖2所示。

圖1 胎圈外側(cè)氣泡

圖2 胎圈底部氣泡

2 原因分析及解決措施

2.1 原因分析

（1）半成品部件端點窩氣。

（2）半成品部件貼合時層間存在氣體。

（3）胎圈材料匹配不良。

2.2 解決措施

2.2.1 避免半成品端點窩氣

（1）減小半成品端點厚度。設(shè)計新的氣密層型輥，減小氣密層或過渡層邊部厚度，以改善氣密層或過渡層與胎側(cè)貼合時層間的窩氣現(xiàn)象，同時確保過渡層和氣密層厚度分布均勻。

（2）減少半成品部件端點。原胎側(cè)膠片為外貼式，膠片邊部有厚度差，且需要將膠片拉到耐磨膠端點[5]；新胎側(cè)膠片設(shè)計為內(nèi)嵌式，減少了半成品部件端點。

（3）改善半成品部件形狀。要求半成品部件無形狀突變，平滑過渡，特別是胎側(cè)與貼合鼓貼合的一面盡可能平滑過渡，改善因半成品部件形狀突變導(dǎo)致貼合滾壓不實。例如優(yōu)化胎側(cè)樣板設(shè)計，使胎圈底部材料厚度過渡平緩，如圖3所示。

圖3 優(yōu)化設(shè)計前后胎側(cè)樣板

（4）改善端點分布狀況。將氣密層和過渡層加寬或減窄，避開胎圈底部，即氣密層和過渡層加寬至胎踵外部，通過胎側(cè)滾壓將氣體排出；或者氣密層和過渡層減窄至胎趾內(nèi)側(cè)，且其與耐磨膠復(fù)合部位寬度減小，使氣體通過耐磨膠排氣線排出。

2.2.2 排出半成品部件貼合時層間氣體

（1）準備工序中確保半成品部件擠出厚度、排氣線以及胎側(cè)刺孔工藝符合要求，膠部件粘性合適[6]。

（2）成型工序中，注意滾壓停頓位置、滾壓時間和滾壓壓力符合要求；同時，在胎側(cè)和內(nèi)襯層復(fù)合部位增加刺孔，改善預(yù)復(fù)合后端點窩氣現(xiàn)象。

（3）硫化工序中，嚴格控制硫化時間、硫化壓力和硫化溫度。對比硫化罐和雙模硫化機硫化輪胎可知，硫化罐硫化輪胎胎圈氣泡發(fā)生概率較低，分析認為，硫化罐硫化壓力緩慢上升，硫化溫度低且硫化時間長，有利于氣體排出。

2.2.3 提高胎圈材料的匹配性

（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計時注重胎坯胎圈材料與模具的匹配性。避免胎圈材料縱向壓縮和橫向壓縮設(shè)計不合理而導(dǎo)致膠料流動，從而帶動其他位置的氣體流動。合理設(shè)計平面寬，避免胎體回抽大而導(dǎo)致膠料流動。同時，確保胎圈外側(cè)和底部的排氣孔和排氣線設(shè)計合理。

（2）配方設(shè)計時注重膠料粘性的匹配性。膠料粘性過大，半成品部件層間封閉，氣體無法排出；膠料粘性過小，滾壓后半成品部件層間脫開，氣體進入[7-9]。

（3）成型工藝設(shè)計時注重撐塊形狀的匹配性，即設(shè)計撐塊以改善胎坯胎圈形狀與模具令模的匹配性。成型采用帆布膠囊，以提高工藝的穩(wěn)定性。

3 改善效果

（1）應(yīng)用T21氣密層新型輥后，8.5R17.5，205/75R17.5，215/75R17.5和225/75R17.5輪 胎胎圈氣泡發(fā)生率由10.68%降至3.33%。

（2）在7.50R16輪胎上應(yīng)用內(nèi)嵌式新胎側(cè)膠片后，胎圈氣泡發(fā)生率由9.07%降至1.60%。

（3）7.00R16輪胎的氣密層寬度減小，將氣密層和耐磨膠搭接寬度由21.5 mm調(diào)整為14 mm后，胎圈氣泡發(fā)生率由4.77%降至1.73% 。

（4）9.5R17.5輪胎的平面寬合理設(shè)計后，胎圈氣泡發(fā)生率由11.3%降至2.8%。

（5）215/75R17.5輪胎重新設(shè)計支撐塊后，胎圈氣泡發(fā)生率由4.52%降至2.08%。

（6）原8.25R16 輪胎胎圈氣泡發(fā)生率為6.97%，其中輪胎胎趾到胎踵間氣泡發(fā)生率為4.79%，胎踵至裝配防水線氣泡發(fā)生率為2.18%；采取使用CH45-20HE粗鋼絲圈包布后，加強了排氣效果，試生產(chǎn)337條輪胎，胎圈氣泡發(fā)生率為1.19%，推廣后胎圈氣泡發(fā)生率為1.05%，效果顯著。

（7）12.00R20輪胎的耐磨膠配方調(diào)整后，膠料粘性得到改善，同時在胎圈底部增加1層錦綸包布提高其挺性[10]，胎圈氣泡發(fā)生率由23.41%降至1.82%。

針對不同規(guī)格不同花紋輪胎產(chǎn)生的不同形式的胎圈氣泡問題仍在持續(xù)解決中，胎圈氣泡發(fā)生率將進一步降低。

4 結(jié)論

通過對全鋼載重子午線輪胎胎圈氣泡產(chǎn)生的原因進行分析，并提出相應(yīng)的解決措施，取得了良好的效果。經(jīng)過一年多的努力，我公司全鋼載重子午線輪胎胎圈氣泡發(fā)生率由2.20%降至1.10%，下降了50.0%，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。