全鋼子午線輪胎鋼絲圈包膠技術性能淺析

王　芳，明　輝，賀平均(風神輪胎股份有限公司， 河南 焦作 454003)

全鋼子午線輪胎鋼絲圈包膠技術性能淺析

Analyse of technical performance of rubber isolated for all steel radial tyre steel bead

王芳，明輝，賀平均
(風神輪胎股份有限公司， 河南 焦作 454003)

主要介紹全鋼子午線輪胎鋼絲圈包膠設備的結構特點和工作原理，重點闡述鋼絲圈包膠設備的工藝技術優勢，采用該設備后，完全滿足質量要求，全鋼子午線輪胎超載的問題及胎圈耐久壽命有大幅度提升，減少子口缺陷，提升了產品質量及勞動生產效率。

鋼絲圈；包膠；工藝流程；產品性能

隨著輪胎行業的發展，全鋼子午線輪胎市場慢慢飽和，外資、日資、臺資等輪胎生產廠家為形成獨有的核心競爭力，提升產品品質，降低企業投資成本，已相繼開發使用適合本企業的鋼絲圈生產設備——TBR鋼絲圈包膠設備。

TBR鋼絲圈包膠設備主要是用來生產20″規格耐載型系列輪胎，在目前的市場上，國內多家輪胎生產廠家已將此新技術、新工藝引進亦相繼研制并投入生產使用，通過近年來市場對比分析，驗證了此工藝可行性，確實有效解決載重的問題，減少子口缺陷，提升胎圈耐久壽命及勞動生產效率，使全鋼子午輪胎占有更大的市場份額。

TBR鋼絲圈包膠（如圖1）設備采用Siemens S7-400/300系列控制系統，設備的穩定性、可靠性、輪胎質量所要求的鋼圈技術指標保證手段等方面，與國內目前普遍采用的螺旋包布纏繞形式的鋼圈包布都有很大區別，并將鋼絲圈纏繞包布的水平推上了一個新臺階，也使我們全新認識了全鋼載重子午線輪胎的一個嶄新的階段。

圖1　鋼絲圈包膠示意圖

目前國內全鋼載重子午線輪胎胎圈的生產方式采用的是六角形鋼絲圈纏繞加上傳統的鋼圈螺旋包布纏繞結合的生產方式，與鋼絲圈包膠在設備配置、成本投入、工藝流程、產品性能、人工勞效及工作原理和結構特點上面有很大的區別。

1　傳統的螺旋包布纏繞與鋼圈包膠的設備配置對比

傳統的螺旋包布纏繞機需要前工序操作人員、設備、產能的投入：

（1）斜交S壓延生產纖維簾布的操作人員、設備、產能的投入；

（2）纖維簾布縱裁生產線人員3名、設備1套、產能的投入；

（3）纖維簾布多刀縱裁生產線人員3名、設備1套、產能的投入；

（4）鋼圈尼龍包布生產線人員3名、設備1套、產能的投入；

（5）纖維簾布及尼龍包布的PE膜墊布的成本投入。

采用鋼絲圈包膠新技術，可實現在線膠片熱貼。鋼絲圈纏繞膠片擠出采用Ф60 CF-擠出機，包括包膠儲積裝置、包膠供給裝置和包膠鋼絲圈裝卸裝置。包膠速度可達25 s一根圈，只需1名操作者，可減少纖維簾布縱裁生產線、纖維簾布多刀縱裁生產線及鋼圈尼龍包布生產線的設備、人員配置及墊布的投入，每年可直接給企業創造價值。

2　傳統的螺旋包布纏繞與鋼圈包膠的原材料及人工成本投入對比

2.1原材料成本投入對比

（1）傳統的螺旋包布原材料成本投入/條胎

0.176kg×0.3×40元/kg+0.01 kg×12元/kg+0.176 kg×0.7×15元/kg+0.251/m× 3.61 m×0.538元=5.05元。

（2）鋼絲圈包膠技術原材料成本投入/條胎

0.316kg/條胎×15元/kg=4.74元。

若按照全鋼子午線輪胎年產100萬套生產能力計算：

每年原材料成本可節約（5.05-4.74）元×100萬套=31萬。

2.2人工成本投入對比

采用鋼絲圈包膠技術后可由原來的三班18人節省9人，每年節約人工成本36萬元。

采用鋼絲圈包膠技術后每年可節約原材料和人工成本31萬元+36萬元=67萬元。

3　傳統的螺旋包布纏繞與鋼圈包膠的工藝流程對比

（1）傳統的鋼圈螺旋包布纏繞工藝流程較復雜（如圖2）。

（2）鋼絲圈包膠新技術工藝流程簡化(如圖3)。

圖2　螺旋包布纏繞工藝流程圖

圖3　鋼絲圈包膠工藝流程圖

4　傳統的螺旋包布纏繞與鋼圈包膠的產品性能對比

傳統的螺旋包布纏繞增加了六邊形鋼圈在硫化過程中扭轉變形的風險，并且輪胎運行中胎圈鋼絲會橫向剪切胎體簾布，造成胎圈子口爆。

傳統的螺旋包布纏繞工藝，在輪胎超載時，應力集中及迅速升溫，尼龍包布變形后無法恢復產生空隙，導致胎體簾布易出現抽絲爆、拉鏈爆。

鋼圈包膠纏繞均勻，膠料流動性能好，與三角膠芯貼合后黏著性好，硫化時不易產生氣泡，產品穩定性能好。

鋼圈包膠與三角膠貼合后與子口鋼圈之間吻合度好、密實、基本無空隙，三角膠變形量小且均勻，提高輪胎的動平衡和均勻性。

5　傳統的螺旋包布纏繞與鋼圈包膠的產能對比

傳統的螺旋包布纏繞35 s/圈，而鋼絲圈包膠裝置現在可達到25 s/圈，鋼圈生產效率提高10 s/圈。

傳統的螺旋包布纏繞產能（班產）：

7 h/班×60 min×60 s/35 s /圈≈720圈/班

鋼絲圈包膠產能（班產）：

7 h/班×60 min×60 s/25 s/圈≈1 008圈/班

6　鋼絲圈包膠的工作性能及結構特點

鋼絲圈包膠設備由擠出機、三工位牽引儲存裝置、包膠膠片供料裝置、包膠貼合裝置、包膠驅動輥、包膠導輥，以及包膠卷取輥和包膠鋼絲圈裝卸等裝置組成，參見圖4。

鋼絲圈包膠設備的工作性能描述：

圖4　鋼絲圈包膠設備結構示意圖

6.1三工位牽引儲存裝置

三工位牽引儲存裝置前部配有接近開關記速裝置，通過力矩電機驅動牽引輥，由于起動轉矩大，具有下垂特性，可調速范圍寬大，可通過交流變頻調速進行固定張力控制，控制擠出機擠出速度與儲積段儲積量之間的配比。擠出機主機采用交流變頻電機，控制與流程之間速比，可避免鋼絲圈包膠膠片斷面拉伸現象。

三工位儲積段驅動電機，用于檢測料位并調整牽引速度；單獨采用光電檢測開關控制儲積量，用于檢測料位并調整牽引速度，后兩個工位儲積段配置可調速電機，更好地控制包膠斷面拉伸現象。

6.2包膠膠片供料裝置

包膠膠片供料裝置實現前進后退之目的，確保包膠膠片對鋼絲圈貼合時順利供料。配有防倒卷散熱輥裝置，實現儲積段包膠膠片散熱效果并確保包膠膠片無拉伸。

供應臺前后移動由氣缸驅動，直線導軌導向。供料角度調節裝置，通過氣缸驅動，實現角度調整，保證供膠位置準確。先端設有中心自由導向裝置，保證包膠膠片供料時順利進行供料。

帶角度裁刀裝置，可自動定長裁切，由氣缸驅動。氣缸驅動定位壓輥，將包膠膠片膠頭與鋼絲圈進行壓緊定位。

6.3包膠貼合裝置

包膠貼合裝置可根據不同規格范圍，實現包膠膠片與鋼絲圈的貼合。機座為主機主體構架，整體為剛性較強的框架形式，減震效果強，結構堅實耐用可靠。包膠貼合裝置配置有上下定位排氣輥、反包輥、側面定位排氣輥、壓合輥、下側定位輥，溫控輥及變頻電機驅動裝置，實現包膠膠片平整的貼合于鋼絲圈上。包膠貼合裝置下方帶有電機驅動的升降調節裝置，以適應不同規格鋼絲圈的包膠膠片貼合。

6.4電氣控制系統全線采用Siemens S7-400/300系列系統進行控制，交流變頻調速，控制擠出機的啟停，實現全線的聯動協調控制。

6.5安全防護裝置

鋼絲圈包膠設備操作側配備安全緊急拉繩開關，并在必要位置配備急停按鈕，安全防護裝置與全線聯鎖，保護操作人員人身安全。

7　結束語

通過傳統的螺旋包布纏繞與鋼絲圈包膠的設備配置、成本投入、工藝流程、產品性能、人工勞效及工作原理和結構特點的比較，鋼絲圈包膠設備的優點是：包膠纏繞均勻，膠料流動性能好，與三角膠芯貼合后黏著性好，硫化時不易產生氣泡，且保證產品的穩定性；解決鋼圈氣泡問題；實現在線自動化作業，提升設備、工藝、技術管理和創新力度；設備性能強大，操作步驟簡單，安全性能大大提升，設備自動化程度高，又是一種新技術、新工藝的突破；優化人力資源配置，減少設備及人員浪費，最大限度的發揮人力資源的優勢，提高設備產能。

（XS-05）

TQ330.4

1009-797X(2015)05-0027-03

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10.13520/j.cnki.rpte.2015.05.005

王芳（1982－），女，助理工程師，學士，畢業于空軍第一航空學院，主要從事全鋼子午胎工藝技術管理工作。

2014-04-22