12R22.5無內(nèi)胎全鋼子午線輪胎成型工藝的改進(jìn)

李冬陽

（寧夏神州輪胎有限公司，寧夏 平羅 753400）

隨著交通網(wǎng)絡(luò)的不斷完善以及我國貨運(yùn)物流量的不斷增大，公路運(yùn)輸也朝著高速、中長途的方向發(fā)展。輪胎市場(chǎng)日益加劇的競(jìng)爭對(duì)生產(chǎn)安全無內(nèi)胎全鋼子午線輪胎提出更高的要求，高速性能和耐久性能好以及使用壽命長是輪胎的發(fā)展趨勢(shì)。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭白熱化，高性能、低成本的輪胎成為眾多輪胎企業(yè)的研究、開發(fā)重點(diǎn)。

成型工序是輪胎生產(chǎn)的核心步序，通過改進(jìn)成型工藝可以有效提高成型工序效率，降低生產(chǎn)成本[1]，提高成品輪胎的合格率，在保證輪胎質(zhì)量的前提下減少胎側(cè)部位氣泡，降低成品輪胎修品量，提高產(chǎn)能，增加企業(yè)效益。如果產(chǎn)能低，就會(huì)造成能源浪費(fèi)、生產(chǎn)成本增加，可以通過降低修補(bǔ)胎坯步序的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高輪胎質(zhì)量和生產(chǎn)效率，達(dá)到節(jié)能降耗的目的[2]，這是我公司輪胎開發(fā)工作的重中之重。本工作采取調(diào)整三角膠膠片、胎側(cè)膠片的方法對(duì)12R22.5無內(nèi)胎全鋼子午線輪胎成型工藝進(jìn)行改進(jìn)。

1 改進(jìn)前成型工藝存在的問題

我公司12R22.5無內(nèi)胎全鋼子午線輪胎分為經(jīng)濟(jì)系列和高端系列，12R22.5輪胎花紋較多，胎面厚度有所差異，平面寬不同，胎圈部位端點(diǎn)較多，胎側(cè)反包后存在三角膠上膠片和胎側(cè)上膠片級(jí)差幾乎為零、胎側(cè)過渡點(diǎn)（填充膠外端點(diǎn)）或胎側(cè)上膠片與三角膠端點(diǎn)重合等問題，導(dǎo)致成型胎坯三角膠部位氣泡較多，修補(bǔ)胎坯步序復(fù)雜，成品外觀及X光檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)較多氣泡。

2 改進(jìn)方案

成型工序相同條件下，通過確定胎側(cè)上膠片寬度、三角膠高度、三角膠上膠片寬度確定各部件膠片及端點(diǎn)的級(jí)差。圖1示出了胎側(cè)半部件材料分布。圖2示出了三角膠半部件材料分布。

圖1 胎側(cè)半部件材料分布

圖2 三角膠半部件材料分布

2.1 經(jīng)濟(jì)系列輪胎

經(jīng)濟(jì)系列輪胎胎側(cè)上膠片寬度為100 mm，三角膠上膠片寬度為55 mm，以各端點(diǎn)級(jí)差為5，10，15 mm方案進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)胎側(cè)上膠片和三角膠上膠片寬度作相應(yīng)調(diào)整，調(diào)整方案如表1所示。

表1 經(jīng)濟(jì)系列輪胎調(diào)整方案 mm

2.2 高端系列輪胎

高端系列輪胎胎側(cè)上膠片寬度為120 mm，三角膠上膠片寬度為65 mm，以各端點(diǎn)級(jí)差為5，10，15 mm方案進(jìn)行試驗(yàn)，將胎側(cè)上膠片寬度作相應(yīng)調(diào)整，同時(shí)胎側(cè)過渡點(diǎn)厚度H3增大0.5 mm，三角膠膠片寬度不作調(diào)整，調(diào)整方案如表2所示。

表2 高端系列輪胎調(diào)整方案 mm

3 改進(jìn)后成型工藝

3.1 經(jīng)濟(jì)系列輪胎

根據(jù)調(diào)整方案1—3試制相同批量胎坯，硫化后進(jìn)行檢驗(yàn)，方案1成品輪胎有少量氣泡（氣泡率為5%），方案2成品輪胎幾乎無氣泡（氣泡率為1.8%），方案3成品輪胎有少量氣泡（氣泡率為5.6%）。由此可知，方案2的10 mm端點(diǎn)級(jí)差對(duì)氣泡的改善效果最佳，方案1和3雖然能有效減少氣泡，但與方案2對(duì)比，氣泡率下降不明顯，且生產(chǎn)過程中成型工藝存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 高端系列輪胎

根據(jù)調(diào)整方案4—6試制相同批量胎坯，硫化后進(jìn)行檢驗(yàn)，方案4成品輪胎有少量氣泡（氣泡率為4%），方案5成品輪胎幾乎無氣泡（氣泡率為0.8%），方案6成品輪胎有少量氣泡（氣泡率為5.6%）。由此可知，方案4和6氣泡改善效果一般，方案5最優(yōu)。

4 成品性能

4.1 靜負(fù)荷性能

成品輪胎靜負(fù)荷性能按照HG/T 2443—2012進(jìn)行測(cè)試。將用改進(jìn)成型工藝生產(chǎn)的成品輪胎（方案2）安裝在測(cè)量輪輞上，在充氣壓力為930，1 100，1 300 kPa下，輪胎充氣外直徑、充氣斷面寬和充氣斷面高（見表3）均符合設(shè)計(jì)要求。

表3 成品輪胎靜負(fù)荷性能 mm

4.2 常規(guī)檢測(cè)

在輪胎性能測(cè)試前需保證外觀、X光檢驗(yàn)等指標(biāo)合格，這也是輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝改善中使用的一種直觀方法。圖3示出了成型工藝改進(jìn)前后輪胎的外觀照片。圖4示出了成型工藝改進(jìn)前后輪胎的X光檢驗(yàn)照片。從圖3和4可以看出，成型工藝改進(jìn)后成品輪胎三角膠的氣泡問題比改進(jìn)前有很大改善。

圖3 成型工藝改進(jìn)前后輪胎的外觀照片

圖4 成型工藝改進(jìn)前后輪胎的X光檢驗(yàn)照片

4.3 耐久性能

輪胎耐久性試驗(yàn)分為里程試驗(yàn)、轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)和快速磨耗拖車試驗(yàn)。里程試驗(yàn)可以鑒定輪胎的綜合性能，轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)主要用于鑒定輪胎的耐熱性能和耐疲勞性能，快速磨耗拖車試驗(yàn)則專門鑒定輪胎的耐磨性能[3]。耐久性能測(cè)試按照GB/T 4501—2016進(jìn)行，試驗(yàn)條件和結(jié)果見表4。累計(jì)行駛時(shí)間達(dá)到82.27 h時(shí)輪胎肩部起鼓，停機(jī)試驗(yàn)。從表4可以看出，成型工藝改進(jìn)對(duì)輪胎的耐久性能幾乎無影響。

表4 耐久性試驗(yàn)條件和結(jié)果

4.4 高速性能

隨著行駛速度不斷增大，輪胎溫度逐漸升高，輪胎強(qiáng)度相應(yīng)下降，當(dāng)速度達(dá)到臨界速度時(shí)，輪胎使用壽命縮短，其主要原因是輪胎高速轉(zhuǎn)動(dòng)，局部作用力促使輪胎變形幅度斷崖式增大，另外生熱也會(huì)產(chǎn)生熱破壞。按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行高速性能測(cè)試，試驗(yàn)條件和結(jié)果見表5。從表5可以看出，累計(jì)行駛時(shí)間達(dá)到13.77 h時(shí)，輪胎肩部起鼓，成型工藝改進(jìn)對(duì)輪胎高速性能無影響。

表5 高速性能試驗(yàn)條件和結(jié)果

5 結(jié)語

12R22.5無內(nèi)胎全鋼子午線輪胎成型工藝改進(jìn)后，成型胎坯胎側(cè)部位的氣泡減少，經(jīng)濟(jì)系列輪胎和高端系列輪胎修品率分別降低約8.5%和6.5%，生產(chǎn)效率提高，成本和退賠率降低。成型工藝改進(jìn)方案輪胎的外觀有所改善，且靜負(fù)荷性能、耐久性能和高速性能均能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。