全钢重载子午线轮胎胎圈缺陷原因分析

全钢重载子午线轮胎胎圈缺陷原因分析

在全钢重车的生产过程中，各种胎圈的缺陷经常被认为是错误的。胎圈缺陷主要包括胎圈缺胶、胎趾圆角、胎圈露线、胎圈宽窄不一、胎圈气泡和胎圈变形等。针对这些问题,我们进行了系统的试验及统计分析,提出了相应的解决措施,较好地解决了胎圈缺陷问题。1原因1.1通过压盘放线使胎坯圈口直径面胎圈缺胶主要出现在胎趾上部边缘或胎踵两个部位,从外观看胎趾上部边缘易出现整周或局部胶料不足的痕迹,且大都出现在下模,而胎踵处缺胶往往是局部胶料不足,上下模都可能出现。胎趾上部边缘缺胶主要有下述原因。(1)胎坯圈口直径过小,圈口部位胶料不能正确流动。硫化装模时圈口处胶料被卡盘挤向胎趾方向,而胶囊又把这些胶料压到胎趾上部边缘,在此过程中胶囊和卡盘上的隔离剂不可避免地被带到胶料中,形成隔离层而导致此处胶料不能理想溶合,出现胎趾上部边缘缺胶。造成胎坯圈口直径过小的原因有两个:一是成型机头胎圈锁紧扇形块推动连杆及轴销磨损过大,当扇形块上升锁紧胎圈时扇形块未能达到应有的高度;二是钢丝圈缠绕盘长期磨损,直径已经小于标准要求,或者可调直径缠绕盘直径控制不严格,致使钢丝圈直径低于标准要求。(2)胶料流动性差。(3)硫化时隔离剂使用过多使胎圈部位的胶料不能很好地溶合到一起。(4)轮胎结构设计时胎圈部位骨架材料分布不合理。(5)胎圈锁紧扇形块上所套的胎圈锁紧环规格不符、老化变形或断裂,导致胎坯圈口形状与硫化后成品形状相差过大。(6)胎侧耐磨胶厚度偏大。胎踵缺胶主要有下述原因:(1)胎坯圈口部位胶料流动性差;(2)胶料门尼粘度低,焦烧时间短;(3)胎侧耐磨胶厚度偏小;(4)胎坯圈口部位扇形块压痕过深;(5)胎侧上偏;(6)胎圈部位排气孔堵塞。1.2胎坯圈口直径、形状胎趾圆角主要出现在下模,产生的原因如下:(1)胶囊与卡盘涂隔离剂太多,圈口部位胶料不能充分充满模腔;(2)胎坯圈口直径过大,圈口部位胶料不足以填充圈口与卡盘之间的空隙;(3)胎坯圈口形状与硫化后成品形状相差过大;(4)装胎时胎圈定位不正,胎圈部位空隙过大,合模后气体不能排出;(5)定型高度过高;(6)胶囊与卡盘间内压过热水泄露;(7)胎侧或胎圈包布上偏或厚度偏小,导致胎趾处胶料不足。1.3胎圈和接头处角胎圈露线也主要出现在下模,在胎圈部位能看到胎圈包布的帘线。产生的主要原因如下:(1)胎坯圈口直径过小,硫化装模时卡盘挤压圈口部位胶料,严重时挤偏胎圈包布,在胎趾处形成大边;(2)胎圈包布位置上偏,在硫化过程中胶料流走,将帘布钢丝暴露出来;(3)装胎高度过低或硫化定型尺寸过大,胎坯圈口处与卡盘非正常接触,在硫化内、外压作用下,胶料非正常流动,将帘布钢丝暴露出来;(4)胎侧、内衬层、胎体帘布和胎圈包布组合件厚度过大;(5)胎圈椭圆度过大,短轴方向经常会出现露帘线;(6)胎圈接头处宽度和厚度过大;(7)硫化时胎坯装偏会造成胎圈厚度局部偏大而对面偏薄,且胎圈偏厚处往往有大边出现。1.4胎圈局部偏窄胎圈宽多出现在下模,是指轮胎的一侧或两侧出现胎圈区过厚,在胎趾位置可能出现周向胶边或胎圈包布出现问题。产生的主要原因如下:(1)胎侧、内衬层、胎体帘布、胎圈包布组合件厚度过大,胎圈处材料过多;(2)胶囊充气膨胀不均匀,造成胎圈周向材料分布不均,局部胎圈宽度超标;(3)定型高度过低,胶料非正常流动;(4)硫化机定中心精度偏差过大;(5)二次定型胎坯位置偏歪,圈口不能与卡盘很好吻合;(6)更换胶囊时胶囊规格搞错;(7)硫化时定型不足,影响硫化过程中圈口部位胶料的正常流动。胎圈窄多出现在下模,是指轮胎一侧或两侧出现胎圈区厚度过小或内轮廓缩小。产生的主要原因如下:(1)胎侧、内衬层、胎体帘布、钢丝包布组合件厚度过小,胎坯圈口部位材料不足;(2)胶囊充气膨胀不均匀或胶囊膨胀过大,过分挤压圈口部位材料,导致圈口部位材料不足;(3)硫化定型尺寸过大,胎坯圈口部位材料移动过大;(4)硫化机定中心偏差过大造成硫化模具中胎体位置偏下;(5)胎坯成型时胎圈定中不正造成胎圈偏,也会导致胎圈局部偏窄;(6)胎坯圈口椭圆度过大,受硫化内外压作用,圈口处材料非正常移动,导致胎圈局部偏窄。1.5成型工艺对胎坯地位的影响胎圈气泡是指轮胎的一侧或两侧胎圈部位有气泡。产生的主要原因如下:(1)三角胶接头搭接过大或过小,接头处的存气在成型时不能顺利排出;(2)胎坯帘布反包端点上翘,内部存气在硫化时很难排出(无内胎轮胎易出现此问题);(3)胎侧、胎体帘布、胎圈包布或内衬层胶料粘性不够高,导致成型时部件间存在气体过多;(4)胎圈包布上敷贴的胶片下面有气泡;(5)成型时胎侧定位偏差过大,成型反包胎侧时不利于气体的排出;(6)硫化温度、压力不标准;(7)成型时胎圈锁紧压力过低,帘布反包端与三角胶之间的存气不易排净。1.6硫化胶囊压力胎圈变形是指轮胎的一侧或两侧胎圈部位沿胎圈周向产生变形。产生的主要原因如下:(1)开模时硫化胶囊压力的影响,应确保开模时硫化胶囊内压为零;(2)硫化胶囊老化,胎圈区周向膨胀不均一;(3)胎侧的耐磨胶宽度和厚度不均匀,导致圈口部位材料分布不均一;(4)硫化定型不足,胶料不能合理流动;(5)隔离剂使用过量;(6)硫化装模时对胎坯圈口部位的机械损伤。2胎坯反方向装模硫化在实际生产中,各种胎圈缺陷在下模出现的机会远大于上模。以10.00R20规格轮胎为例作对比试验。100条10.00R20规格胎坯分2组(每组50条),第一组胎坯正常方向装模硫化;第二组胎坯反方向装模硫化。不论胎坯正、反装模,在上模出现胎圈缺陷数均为1,而在下模则分别为11和9。由此可见,下模产生胎圈缺陷的数量总是远大于上模,也就是说胎圈缺陷问题与硫化工序有很大的关系。综上所述,硫化装模时,胎坯圈口能否与卡盘合理吻合、圈口部位胶料能否合理流动是胎圈缺陷出现与否的关键。硫化装模时,上模圈口处操作者可以仔细检查,但下圈口操作工不易检查调整,因此胎圈缺陷主要出现在下模。而圈口能否与卡盘合理吻合由胎坯圈口直径及形状所决定。因此,从胎坯圈口直径及形状和胎坯圈口胶料的流动性能两方面入手解决胎圈问题,确保上、下模都能顺利正确装胎。2.1胎坯圈口直径胎坯圈口直径与胎圈缺陷率的关系如图1所示(以508mm胎坯圈口直径为例)。从图1可以看出,确保胎坯圈口直径在508mm左右是非常关键的。从引起胎坯圈口直径和形状变化的4个方面说明解决胎圈缺陷的措施。(1)创业圈口直径过小如果成型机头胎圈锁紧扇形块推动连杆及轴销磨损过大,当连杆推动扇形块上升锁紧胎圈时,扇形块不能达到应有的高度,导致胎坯圈口直径过小。此时应定期检查更换成型机头胎圈锁紧扇形块推动连杆及轴销,确保扇形块锁紧胎圈时达到应有的高度。(2)扇形块上文化检查调整扇形块上所装的胎圈锁紧环规格不对、方向装反、锁紧环老化变形及断裂等都会造成胎坯圈口形状发生变化。当胎坯圈口形状与成品圈口形状相差较大时,胎坯圈口处胶料就不易合理流动充满模腔而出现圆角等缺陷。因此应对扇形块上锁紧环进行定期检查。另外,成型时胎圈在扇形块中的位置也会影响胎坯圈口的形状,而成型机扣圈盘上的垫片厚度是决定胎圈在扇形块中位置的关键,必须按标准要求安装扣圈盘上的垫片,这也是避免因圈口形状不合适而造成胎圈缺陷的主要问题。(3)组合材料厚度过大时胎坯圈口直径过由于设计或各工序施工不当造成的钢丝圈下部组合材料厚度不合理也是造成胎圈缺陷的一个主要原因。组合材料的厚度过大时胎坯圈口直径过小;组合材料的厚度过小则胎坯圈口直径过大。因此,应从各工序(特别是挤出工序)入手,严格按照部件厚度和宽度标准生产,成型时严格控制各部件定位精度,以确保钢丝圈下部组合材料的厚度符合标准要求。(4)钢丝圈内直径及长度超标钢丝圈缠绕盘直径不符合标准要求会导致钢丝圈内直径及周长超标,造成胎坯圈口直径变动,应定期检查并严格控制钢丝圈缠绕盘直径,生产时应认真作好检查记录。2.2圈缺陷率通过大量试验对比发现,胎圈缺陷与胶料的流动性能有密切关系,如图2所示。胶料门尼粘度适中时,胎圈缺陷率最低,过高或过低都会引起较高的胎圈缺陷率。当然,胶料的流动性能不仅仅与门尼粘度有关,但这确是很重要的一个因素,必须严格监控胶料各项快检指标,确保胶料性能均一稳定。其它像硫化机定中心精度偏差过大、硫化装胎偏歪、胶囊老化及硫化前使用隔离剂过多等显而易见的问题都不难解决,在此不再详述。3胎坯圈口直径或形状在实际生产中,严格监控胎坯圈口处胶料快检性能及胎坯圈口直径和形状的变化是解决胎圈缺陷的切实可行的方法。这两