全鋼重載子午線輪胎胎圈缺陷原因分析

全鋼重載子午線輪胎胎圈缺陷原因分析

在全鋼重車的生產(chǎn)過(guò)程中，各種胎圈的缺陷經(jīng)常被認(rèn)為是錯(cuò)誤的。胎圈缺陷主要包括胎圈缺膠、胎趾圓角、胎圈露線、胎圈寬窄不一、胎圈氣泡和胎圈變形等。針對(duì)這些問題,我們進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)及統(tǒng)計(jì)分析,提出了相應(yīng)的解決措施,較好地解決了胎圈缺陷問題。1原因1.1通過(guò)壓盤放線使胎坯圈口直徑面胎圈缺膠主要出現(xiàn)在胎趾上部邊緣或胎踵兩個(gè)部位,從外觀看胎趾上部邊緣易出現(xiàn)整周或局部膠料不足的痕跡,且大都出現(xiàn)在下模,而胎踵處缺膠往往是局部膠料不足,上下模都可能出現(xiàn)。胎趾上部邊緣缺膠主要有下述原因。(1)胎坯圈口直徑過(guò)小,圈口部位膠料不能正確流動(dòng)。硫化裝模時(shí)圈口處膠料被卡盤擠向胎趾方向,而膠囊又把這些膠料壓到胎趾上部邊緣,在此過(guò)程中膠囊和卡盤上的隔離劑不可避免地被帶到膠料中,形成隔離層而導(dǎo)致此處膠料不能理想溶合,出現(xiàn)胎趾上部邊緣缺膠。造成胎坯圈口直徑過(guò)小的原因有兩個(gè):一是成型機(jī)頭胎圈鎖緊扇形塊推動(dòng)連桿及軸銷磨損過(guò)大,當(dāng)扇形塊上升鎖緊胎圈時(shí)扇形塊未能達(dá)到應(yīng)有的高度;二是鋼絲圈纏繞盤長(zhǎng)期磨損,直徑已經(jīng)小于標(biāo)準(zhǔn)要求,或者可調(diào)直徑纏繞盤直徑控制不嚴(yán)格,致使鋼絲圈直徑低于標(biāo)準(zhǔn)要求。(2)膠料流動(dòng)性差。(3)硫化時(shí)隔離劑使用過(guò)多使胎圈部位的膠料不能很好地溶合到一起。(4)輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)胎圈部位骨架材料分布不合理。(5)胎圈鎖緊扇形塊上所套的胎圈鎖緊環(huán)規(guī)格不符、老化變形或斷裂,導(dǎo)致胎坯圈口形狀與硫化后成品形狀相差過(guò)大。(6)胎側(cè)耐磨膠厚度偏大。胎踵缺膠主要有下述原因:(1)胎坯圈口部位膠料流動(dòng)性差;(2)膠料門尼粘度低,焦燒時(shí)間短;(3)胎側(cè)耐磨膠厚度偏小;(4)胎坯圈口部位扇形塊壓痕過(guò)深;(5)胎側(cè)上偏;(6)胎圈部位排氣孔堵塞。1.2胎坯圈口直徑、形狀胎趾圓角主要出現(xiàn)在下模,產(chǎn)生的原因如下:(1)膠囊與卡盤涂隔離劑太多,圈口部位膠料不能充分充滿模腔;(2)胎坯圈口直徑過(guò)大,圈口部位膠料不足以填充圈口與卡盤之間的空隙;(3)胎坯圈口形狀與硫化后成品形狀相差過(guò)大;(4)裝胎時(shí)胎圈定位不正,胎圈部位空隙過(guò)大,合模后氣體不能排出;(5)定型高度過(guò)高;(6)膠囊與卡盤間內(nèi)壓過(guò)熱水泄露;(7)胎側(cè)或胎圈包布上偏或厚度偏小,導(dǎo)致胎趾處膠料不足。1.3胎圈和接頭處角胎圈露線也主要出現(xiàn)在下模,在胎圈部位能看到胎圈包布的簾線。產(chǎn)生的主要原因如下:(1)胎坯圈口直徑過(guò)小,硫化裝模時(shí)卡盤擠壓圈口部位膠料,嚴(yán)重時(shí)擠偏胎圈包布,在胎趾處形成大邊;(2)胎圈包布位置上偏,在硫化過(guò)程中膠料流走,將簾布鋼絲暴露出來(lái);(3)裝胎高度過(guò)低或硫化定型尺寸過(guò)大,胎坯圈口處與卡盤非正常接觸,在硫化內(nèi)、外壓作用下,膠料非正常流動(dòng),將簾布鋼絲暴露出來(lái);(4)胎側(cè)、內(nèi)襯層、胎體簾布和胎圈包布組合件厚度過(guò)大;(5)胎圈橢圓度過(guò)大,短軸方向經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)露簾線;(6)胎圈接頭處寬度和厚度過(guò)大;(7)硫化時(shí)胎坯裝偏會(huì)造成胎圈厚度局部偏大而對(duì)面偏薄,且胎圈偏厚處往往有大邊出現(xiàn)。1.4胎圈局部偏窄胎圈寬多出現(xiàn)在下模,是指輪胎的一側(cè)或兩側(cè)出現(xiàn)胎圈區(qū)過(guò)厚,在胎趾位置可能出現(xiàn)周向膠邊或胎圈包布出現(xiàn)問題。產(chǎn)生的主要原因如下:(1)胎側(cè)、內(nèi)襯層、胎體簾布、胎圈包布組合件厚度過(guò)大,胎圈處材料過(guò)多;(2)膠囊充氣膨脹不均勻,造成胎圈周向材料分布不均,局部胎圈寬度超標(biāo);(3)定型高度過(guò)低,膠料非正常流動(dòng);(4)硫化機(jī)定中心精度偏差過(guò)大;(5)二次定型胎坯位置偏歪,圈口不能與卡盤很好吻合;(6)更換膠囊時(shí)膠囊規(guī)格搞錯(cuò);(7)硫化時(shí)定型不足,影響硫化過(guò)程中圈口部位膠料的正常流動(dòng)。胎圈窄多出現(xiàn)在下模,是指輪胎一側(cè)或兩側(cè)出現(xiàn)胎圈區(qū)厚度過(guò)小或內(nèi)輪廓縮小。產(chǎn)生的主要原因如下:(1)胎側(cè)、內(nèi)襯層、胎體簾布、鋼絲包布組合件厚度過(guò)小,胎坯圈口部位材料不足;(2)膠囊充氣膨脹不均勻或膠囊膨脹過(guò)大,過(guò)分?jǐn)D壓圈口部位材料,導(dǎo)致圈口部位材料不足;(3)硫化定型尺寸過(guò)大,胎坯圈口部位材料移動(dòng)過(guò)大;(4)硫化機(jī)定中心偏差過(guò)大造成硫化模具中胎體位置偏下;(5)胎坯成型時(shí)胎圈定中不正造成胎圈偏,也會(huì)導(dǎo)致胎圈局部偏窄;(6)胎坯圈口橢圓度過(guò)大,受硫化內(nèi)外壓作用,圈口處材料非正常移動(dòng),導(dǎo)致胎圈局部偏窄。1.5成型工藝對(duì)胎坯地位的影響胎圈氣泡是指輪胎的一側(cè)或兩側(cè)胎圈部位有氣泡。產(chǎn)生的主要原因如下:(1)三角膠接頭搭接過(guò)大或過(guò)小,接頭處的存氣在成型時(shí)不能順利排出;(2)胎坯簾布反包端點(diǎn)上翹,內(nèi)部存氣在硫化時(shí)很難排出(無(wú)內(nèi)胎輪胎易出現(xiàn)此問題);(3)胎側(cè)、胎體簾布、胎圈包布或內(nèi)襯層膠料粘性不夠高,導(dǎo)致成型時(shí)部件間存在氣體過(guò)多;(4)胎圈包布上敷貼的膠片下面有氣泡;(5)成型時(shí)胎側(cè)定位偏差過(guò)大,成型反包胎側(cè)時(shí)不利于氣體的排出;(6)硫化溫度、壓力不標(biāo)準(zhǔn);(7)成型時(shí)胎圈鎖緊壓力過(guò)低,簾布反包端與三角膠之間的存氣不易排凈。1.6硫化膠囊壓力胎圈變形是指輪胎的一側(cè)或兩側(cè)胎圈部位沿胎圈周向產(chǎn)生變形。產(chǎn)生的主要原因如下:(1)開模時(shí)硫化膠囊壓力的影響,應(yīng)確保開模時(shí)硫化膠囊內(nèi)壓為零;(2)硫化膠囊老化,胎圈區(qū)周向膨脹不均一;(3)胎側(cè)的耐磨膠寬度和厚度不均勻,導(dǎo)致圈口部位材料分布不均一;(4)硫化定型不足,膠料不能合理流動(dòng);(5)隔離劑使用過(guò)量;(6)硫化裝模時(shí)對(duì)胎坯圈口部位的機(jī)械損傷。2胎坯反方向裝模硫化在實(shí)際生產(chǎn)中,各種胎圈缺陷在下模出現(xiàn)的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)大于上模。以10.00R20規(guī)格輪胎為例作對(duì)比試驗(yàn)。100條10.00R20規(guī)格胎坯分2組(每組50條),第一組胎坯正常方向裝模硫化;第二組胎坯反方向裝模硫化。不論胎坯正、反裝模,在上模出現(xiàn)胎圈缺陷數(shù)均為1,而在下模則分別為11和9。由此可見,下模產(chǎn)生胎圈缺陷的數(shù)量總是遠(yuǎn)大于上模,也就是說(shuō)胎圈缺陷問題與硫化工序有很大的關(guān)系。綜上所述,硫化裝模時(shí),胎坯圈口能否與卡盤合理吻合、圈口部位膠料能否合理流動(dòng)是胎圈缺陷出現(xiàn)與否的關(guān)鍵。硫化裝模時(shí),上模圈口處操作者可以仔細(xì)檢查,但下圈口操作工不易檢查調(diào)整,因此胎圈缺陷主要出現(xiàn)在下模。而圈口能否與卡盤合理吻合由胎坯圈口直徑及形狀所決定。因此,從胎坯圈口直徑及形狀和胎坯圈口膠料的流動(dòng)性能兩方面入手解決胎圈問題,確保上、下模都能順利正確裝胎。2.1胎坯圈口直徑胎坯圈口直徑與胎圈缺陷率的關(guān)系如圖1所示(以508mm胎坯圈口直徑為例)。從圖1可以看出,確保胎坯圈口直徑在508mm左右是非常關(guān)鍵的。從引起胎坯圈口直徑和形狀變化的4個(gè)方面說(shuō)明解決胎圈缺陷的措施。(1)創(chuàng)業(yè)圈口直徑過(guò)小如果成型機(jī)頭胎圈鎖緊扇形塊推動(dòng)連桿及軸銷磨損過(guò)大,當(dāng)連桿推動(dòng)扇形塊上升鎖緊胎圈時(shí),扇形塊不能達(dá)到應(yīng)有的高度,導(dǎo)致胎坯圈口直徑過(guò)小。此時(shí)應(yīng)定期檢查更換成型機(jī)頭胎圈鎖緊扇形塊推動(dòng)連桿及軸銷,確保扇形塊鎖緊胎圈時(shí)達(dá)到應(yīng)有的高度。(2)扇形塊上文化檢查調(diào)整扇形塊上所裝的胎圈鎖緊環(huán)規(guī)格不對(duì)、方向裝反、鎖緊環(huán)老化變形及斷裂等都會(huì)造成胎坯圈口形狀發(fā)生變化。當(dāng)胎坯圈口形狀與成品圈口形狀相差較大時(shí),胎坯圈口處膠料就不易合理流動(dòng)充滿模腔而出現(xiàn)圓角等缺陷。因此應(yīng)對(duì)扇形塊上鎖緊環(huán)進(jìn)行定期檢查。另外,成型時(shí)胎圈在扇形塊中的位置也會(huì)影響胎坯圈口的形狀,而成型機(jī)扣圈盤上的墊片厚度是決定胎圈在扇形塊中位置的關(guān)鍵,必須按標(biāo)準(zhǔn)要求安裝扣圈盤上的墊片,這也是避免因圈口形狀不合適而造成胎圈缺陷的主要問題。(3)組合材料厚度過(guò)大時(shí)胎坯圈口直徑過(guò)由于設(shè)計(jì)或各工序施工不當(dāng)造成的鋼絲圈下部組合材料厚度不合理也是造成胎圈缺陷的一個(gè)主要原因。組合材料的厚度過(guò)大時(shí)胎坯圈口直徑過(guò)小;組合材料的厚度過(guò)小則胎坯圈口直徑過(guò)大。因此,應(yīng)從各工序(特別是擠出工序)入手,嚴(yán)格按照部件厚度和寬度標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),成型時(shí)嚴(yán)格控制各部件定位精度,以確保鋼絲圈下部組合材料的厚度符合標(biāo)準(zhǔn)要求。(4)鋼絲圈內(nèi)直徑及長(zhǎng)度超標(biāo)鋼絲圈纏繞盤直徑不符合標(biāo)準(zhǔn)要求會(huì)導(dǎo)致鋼絲圈內(nèi)直徑及周長(zhǎng)超標(biāo),造成胎坯圈口直徑變動(dòng),應(yīng)定期檢查并嚴(yán)格控制鋼絲圈纏繞盤直徑,生產(chǎn)時(shí)應(yīng)認(rèn)真作好檢查記錄。2.2圈缺陷率通過(guò)大量試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn),胎圈缺陷與膠料的流動(dòng)性能有密切關(guān)系,如圖2所示。膠料門尼粘度適中時(shí),胎圈缺陷率最低,過(guò)高或過(guò)低都會(huì)引起較高的胎圈缺陷率。當(dāng)然,膠料的流動(dòng)性能不僅僅與門尼粘度有關(guān),但這確是很重要的一個(gè)因素,必須嚴(yán)格監(jiān)控膠料各項(xiàng)快檢指標(biāo),確保膠料性能均一穩(wěn)定。其它像硫化機(jī)定中心精度偏差過(guò)大、硫化裝胎偏歪、膠囊老化及硫化前使用隔離劑過(guò)多等顯而易見的問題都不難解決,在此不再詳述。3胎坯圈口直徑或形狀在實(shí)際生產(chǎn)中,嚴(yán)格監(jiān)控胎坯圈口處膠料快檢性能及胎坯圈口直徑和形狀的變化是解決胎圈缺陷的切實(shí)可行的方法。這兩