有内胎全钢载重子午线轮胎质量缺陷问题初探

hhy11 · 发表于 2007-5-4 12:50:48

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有内胎全钢载重子午线轮胎质量缺陷问题初探
我国的轮胎工业经过几十年的发展，已经达到相当大的规模，目前国内轮胎总产量居世界前列。自八十年代以来，汽车工业和道路交通事业作为我国的基础支柱产业得到了迅猛发展，与此同时，轮胎工业也随之得到空前的发展。汽车工业和公路运输业的发展对轮胎工业提出了越来越高的要求，在我国加入WTO后，轮胎工业更是面临越来越激烈的国际竞争环境，各国列强也对我国轮胎市场展开了激烈的争夺，我国轮胎工业正面临白热化的竞争势态。众所周知，子午线轮胎是斜交轮胎的更新换代产品，因其具有高速、节油、耐用、安全、舒适以及行驶性能方面的优越性已被汽车行业、交通运输业和用户的普遍认同。工业发达的国家无论是汽车原配胎，还是用户的替换胎，都要求配备子午线轮胎。在中国全钢载重子午线轮胎销量在国内市场呈直线上升的趋势，我国载重胎的子午化率还很低，产品结构尚处于起步阶段。而且子午胎本身正在向无内胎和扁平化方向发展，向更加高速安全、节油、滚动阻力小、操作稳定性和安全综合性能更好的方向发展。
二十世纪九十年代初我国几个大型轮胎企业从意大利皮列里公司、美国费尔斯通公司和英国登录普公司引进全钢子午线轮胎生产技术，从而使该技术在国内轮胎行业生根发芽，尤其是意大利皮列里公司的全钢子午线轮胎生产技术因适合中国国情而在国内得到推广，并且迅速发展壮大。
我公司一期工程向北京橡胶工业研究设计院购买了经引进消化吸收的意大利皮列里全钢载重子午线轮胎生产技术，经过两年的建设生产，不断消化吸收并创新，逐渐形成自己的技术。
我公司2001年9月正式生产至今已生产80万条全钢载重子午线轮胎。由于子午线轮胎制造工艺复杂，要求精度高。在试生产当中出现一些质量问题，积累了一些经验和教训，下面就全钢载重子午线轮胎常见质量缺陷进行原因分析，并提出相应的解决措施。
1、胎里露钢丝与肩部帘线弯曲
胎里露线是指轮胎里面钢丝骨架材料内表面覆胶不足，钢丝露出胎里表面。胎里露线多在肩部或侧部出现帘线露出或“露肋骨”现象。在使用中胎里露出的钢丝容易损坏内胎，使轮胎胎体鼓包甚至爆破。肩部帘线弯曲是指轮胎肩部胎体帘线出现周向弯曲。帘线弯曲在轮胎行驶当中受力不均，使钢丝与胶的生热增加，导致轮胎脱层或爆破，引起轮胎的早期损坏。全钢丝载重子午线轮胎胎里露线和肩部帘线弯曲是生产和使用中困扰轮胎技术人员的一大难题。由于胎里露线和肩部帘线弯曲是相辅相成，是一对矛盾的统一体，所以将两个问题一起讨论。
1.1原因分析
1.1.1胎里露钢丝与肩部帘线弯曲主要原因是机头宽度与帘线假定伸张值选取的不合理。胎体由一层钢丝帘布组成，帘线断裂伸张率为1.8～2.3之间，胎体的钢丝帘线伸张值一般在1.0～1.8％之间。帘线伸张值大，成型机头宽度窄，帘线长度短，当伸张值达到极限值，帘线会抽出内衬层导致胎里露线。帘线伸张值小，成型机头宽度宽，帘线长度长，容易导致肩部胎体帘线。半成品的尺寸和重量是跟据材料分布图计算出来，当半成品尺寸和质量过大材料过剩，会导致胎体帘线的材料过剩会导致胎体帘线弯曲，材料分布不足就会产生胎里露线，胎面或垫胶的厚度或长度超公差，使得肩部材料过剩，厚度增加，内轮廓帘线舒展不开，导致肩部帘线弯曲。反之，内轮廓帘线伸展过渡，易出现胎里露线现象。
1.1.2胎坯外周长的大小也是影响胎里露线和肩部帘线弯曲一个因素，胎坯外周长达不到标准，则轮胎在硫化过程中伸张变形大，出现胎里露线；反之，胎坯外周长大，轮胎在硫化过程中伸张变形小，将易出现帘线肩部弯曲。
1.1.3　一次法成型机传递环故障或鼓的撑块出现故障，成型过程中胎圈定位，撑块定位发生漂移或者平宽设定有误，造成内轮廓帘线较标准帘线长度增大，造成胎体帘线伸张不足，硫化后产生肩部帘线弯曲。反之，内轮廓帘线较标准帘线长度短，将易出现胎里露线现象。
1.2　解决措施：
1.2.1　结构设计是内在因素，工艺和操作是外部因素。若存在着普遍的胎里露线现象，应重新计算、检查校核机头宽度的选取和胶囊设计选取是否合理。严格控制挤出、压型半成品部件的的尺寸，不合格的半成品部件严禁使用。
1.2.2　对于成型鼓的周长，在班前和生产过程中不定期进行检查测量，以防鼓板松动或其他异常现象的发生。
1.2.3　对胎圈定位、平宽等参数参数重新进行设定，同时在生产过程中经常检测以防止发生变化。对超定型和定型过程中存在胎圈撑块锁紧问题的设备必须停止生产，通知维修人员解决后方可生产。检查各种半成品部件是否符合施工条件，不合格的半成品严禁使用。正确设定硫化的定型压力，并在生产过程中周期性的检查，以防止发生波动。
2、胎体劈缝
胎里劈缝是指胎体钢丝帘线排列不均、密度局部变稀，轮胎使用过程中单根帘线应力局部过大，导致轮胎胎侧鼓包甚至早期爆破。
2.1　原因分析:
2.1.1　操作时，由于胎侧、内衬层、肩垫胶、胎面及上工序产生的胎圈中的三角胶接头过大，由于各种胶料的流动是相对径向流动，而周向流动较小，硫化过程中局部过剩的胶料渗入到胎体帘布中，造成胎体帘布局部劈缝。
2.1.2　在成型操作时，为避免或调整帘布接头错边，手工调整使其端部对正，用力过量导致帘布拉伸；同时，由于部件的粘性互相粘合在一起，未使用汽油将其润开，而是用力拉扯帘布导致帘布拉伸。另外内衬层、胎侧、胎面接头过大、胶料过多在硫化时，产生胶料流动并渗入钢丝中，导致帘线排列错位，反包充气后帘布拉伸。
2.1.3　设备发生故障时，由于光电开关等设备故障导致帘布拉伸而未发现。由于成型内压压力过大造成胎体帘布劈缝。在胎体贴合时，由于设备或人为因素造成贴合定位超出公差时手动调整用力过大导致帘布拉伸。
2.1.4　在成型进行胎体帘布接头时，由于气动拉链式接头压力相对过大，或帘布长度过短，帘布接头时两端多胶等，造成接头两侧帘布劈缝。
2.1.5　压延工序生产过程中产生的帘布劈缝。
2.1.6　成型后胎胚由于受到硬伤，破坏帘线排列，导致帘布拉伸稀线。
2.2　解决措施：
2.2.1　依据工艺要求对胎侧、内衬层、肩垫胶、胎面、三角胶进行接头，保证成型时各部件的贴合质量。
2.2.2　规范操作工的操作手法，上胎体帘布时尽量避免对胎体帘布的直接拉伸和用力，防止破坏帘线的原有排列。
2.2.3　加强设备巡检频次，定期检查设备易损件，防止设备非正常故障的发生。
2.2.4　设定好成型机的毛刷辊压力适当调节气动拉链式接头机的压力，帘布导开速度必须与贴合速度相匹配。不定期检修设备相关元器件，以防设备故障的发生。
2.2.5　检查整径辊和压力辊的压力，控制好钢丝帘线的张力，提高压延帘布的质量。
2.2.6　在卸胎和胎胚运输过程中尽量轻拿轻放，避免对胎胚造成局部冲击。
3、胎里气泡
胎里气泡是是指胎里、胎肩或气密层窝藏空气、水、汽油或隔离剂，硫化后胎里部位产生起鼓脱开现象。
3.1　原因分析：
3.1.1　成型过程中定型压力不足或组合压辊各段压力及轨迹设置不当，导致造成胎肩部位、气密层等部件未压实，存有空气。硫化后产生气泡。
3.1.2　造成胎里鼓包的一个重要原因是肩垫胶的定位偏歪。将会使带束层与胎体帘布之间产生空隙，硫化后出现脱层或气泡。
3.1.3　半成品喷霜是胎里鼓包的另一个主要原因由于胶料或半成品部件没有按照生产时间顺序使用造成胶料出现喷霜现象。尤其是肩垫胶、胎面、带束层包胶胶片、冠带层、气密层以及各种中间胶片喷霜后没有经过处理，或刷汽油、胶浆未干情况下，在成型当中辊压不实导致胎里脱层。
3.1.4　硫化定型压力不足，胎坯与胶囊之间的空气未排干净，在内压的作用下，窜入的空气进入气密层与胎体帘布之间，造成胎里气泡。
3.2　解决措施：
3.2.1　成型机的压力、各个压合辊的轨迹参数、各种定位参数，如有必要重新设定，保证成型时各部件的贴合质量，使胎肩部位和气密层的部件接牢压实。
3.2.2　检查各种半成品部件的灯光定位，防止定位灯光线的偏移。
3.2.3　半成品部件按照顺序使用，刷汽油时要挥发干后方可成型。
3.3.4　适当延长定型时间和提高定型压力，使胶囊充分伸展，保证胶囊的排气线畅通。
4、胎里窝气
胎里窝气指轮胎硫化时胶囊没有舒展开，使得轮胎胎里模印不清。
4.1　产生原因：
4.1.1因为设备或人为原因，硫化机定型合模后没打入一定时间压力的蒸汽。
4.1.2新胶囊预热时间不够不能充分伸张，胶囊和胎胚内轮廓吻合不好造成窝气。
4.1.3定型压力过小，胶囊壁与胎胚内壁存在空气。
4.1.4胶囊排气线堵塞，定型时气体不能排除，造成胎里模印不清。
4.1.5硫化机停机时间太长，胶囊在硫化锅内自然下坠变形，硫化时不能充分舒展造成窝气。
4.1.6胎胚太凉，胶囊与胎胚吻合不好造成窝气。
4.2解决措施：
4.2.1操作工精心操作硫化按照程序自动的进行。
4.2.2新胶囊在使用前进行预热处理。
4.2.3定型时保证胶囊的舒展。
4.2.4及时清理胶囊上的杂物，尤其是残余隔离剂。
4.2.5胶囊的存放要尽量保持原有的形状。
4.2.6在装第一锅的时候对胶囊进行多次的伸张动作。
5、胎侧缺胶裂口
胎侧裂口是轮胎胎侧部位窝藏空气、水、汽油和隔离剂产生径向或周向裂口。
胎侧缺胶是胎侧部位产生表面少胶凹陷现象。
5.1　原因分析：
5.1.1　新胎胎侧裂口的直接原因是隔离剂，轮胎制造过程中使用各种隔离剂，成型用的皂液和硫化脱模剂。胎坯或模具上粘有油污或隔离剂，硫化时胶料在流动过程中发生隔离，硫化出锅后就会出现重皮裂口或缺胶现象。
5.1.2　如果在硫化合模过程中定型压力过小，胎侧胶没有充分舒展开，模具内的气体不能排出，气体在受热后占据模具空间，造成周向缺胶。
5.1.3　胎胚温度存放环境温度太低，影响胶料在硫化时的流动性能，胎胚侧部胶料发生喷霜、自硫现象，则胶料的流动性会严重下降，造成缺胶现象。
5.1.4　成型超定型位置不当，胎侧、子口加强层等部件成型定位错误，造成胎侧拉伸不均匀，硫化轮胎轮廓不能与模型接触吻合好，胎侧胶容易沿模型表面滑动，在胎圈部分容易造成胎侧挤压形成裂口。
5.1.5　由于胶料在混炼和压出过程中操作时间过长，排胶温度过高，半成品部件胶料反复掺用。导致门尼焦烧时间缩短，胎侧胶的门尼粘度过低，胶料流动性增大，焦烧时间短，胎侧胶得不到充分流动，造成胎侧表面向里挤，在隔离剂的作用下出现胎侧裂口。
5.1.6　由于模型排气孔堵塞造成胎侧部分空气排不出去，硫化后使得胎侧缺胶。
5.1.7　由于胎侧、三角胶的部件半成品尺寸的不规则或重量不足，造成帘布端点附近胶料不能充满，成型时胎坯就会有一凹槽，硫化时正好将凹陷的胎侧的表面隔离剂挤到里面，硫化后出现端点或附近胎侧出现间断裂口。
5.2　解决措施：
5.2.1　操作工刷隔离剂时要避免掉在模具或胎胚上。成型工在操作时不得在胎胚或部件上涂抹隔离物质。并在装胎坯之前吹干净模型中的水，对中心机构“O”密封圈、胶囊的夹盘等容易漏水的部位定期检查及时发现并及时处理。
5.2.2　适当提高定型压力，保证胎坯在硫化当中能够充分舒展。
5.2.3　保证胎坯存放区域和硫化区域的温度恒定，胎坯存放环境温度不得低于22℃，有必要是时单独建立胎坯烘胎房，对胎坯进行预热处理。胎坯在硫化机前避免停放时间过长或过短，胎胚应按顺序使用。对于发生喷霜、自硫现象的胎胚经过处理后方可使用。

hhy11 · 发表于 2007-5-4 12:52:07

5.2.4　正确调整设备的各种参数，对各种部件的定位进行校正，严格按工艺标准执行。
5.2.5　正确调整混炼、压出温度控制系统，在保证胶料和半成品部件合格的情况下，尽量缩短操作时间，减少胶料的门尼焦烧时间的损失。必要时，对胶料的配方和硫化条件进行适当调整。
5.2.6　期及时的疏通排气孔清洗模具表面，保证模型表面清洁和排气孔畅通。
5.2.7　经常检查成型当中的各种半成品，不合格的半成品严禁使用。
6、口圆角
子口圆角是轮胎胎趾周向棱角不饱满呈圆形。
6.1.因分析：
6.1.1　由于胎侧、三角胶的部件等半成品尺寸的不规则或厚度不够，重量不足使得硫化中此处材料不足，导致胎圈部位整周子口胎趾圆花。
6.1.2　二次定型后压力低、定型时间短。，中心机构密封不好，胶囊厚薄不均定型时伸展不开。使得胎圈部位里残留的空气和水来不及排不出去，形成子口胎趾圆花。
6.1.2　硫化定型压力太高，使得胎体帘线上抽，导致胎圈子口胎趾圆花。
6.1.3　胶囊与胶囊卡盘涂刷隔离剂太多，胶囊表面有裂口，胶囊漏水，胎圈部位胶料不能充满模腔。
6.2解决措施
6.2.1　检查半成品部件的尺寸：胎圈、帘布层、气密层、子口包布，填充胶和胎侧胶厚度和尺寸是否达到要求。
6.2.2　检查半成品部件的定位、辊压胎圈部件的压力。检查硫化机胶囊夹持环中心结构“O”密封圈是否的滲露。
6.2.3　适当降低硫化的定型压力。
6.2.4　在成型过程中检查隔离剂用量是否过量,清理未硫化胎圈；在硫化过程中, 检查胎体上的喷涂脱模剂的均匀性，减少隔离剂在模具上的喷涂量。检查胎圈部位跑风道,保证其畅通不堵塞。
综合上述观点硫化钢丝子午线轮胎比斜交轮胎难度大，生产钢丝子午线轮胎的机器装备的设备精度和工艺精度要求高。一次法成型机成型的子午胎由于成型机头直径小，胎体帘布直径膨胀大，所以对压延帘布的质量要求比二次法成型的子午胎的更高，硫化活络模比两半模更适合子午线轮胎硫化。提高轮胎质量在于不断提高职工的质量意识，规范操作工的操作手法，严格按照标准操作法进行操作。严格执行工艺条件和施工标准，不断的提高产品质量。

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