如何提高155/165型輪胎動平衡合格率

黃耀 姜磊 張海峰

摘 要：文章介紹了整車制造廠采用的自動化輪胎裝配線工藝流程，分析了輪胎裝配過程中動平衡合格率低問題，提出了優化落料沖孔模上壓模R角、適當增加平衡機卡爪高度等措施，以優化輪胎動平衡檢測過程中輪轂與設備卡爪匹配程度，從而提高輪胎總成裝配過程中的動平衡合格率。

關鍵詞：自動化輪胎裝配;動平衡合格率;動平衡機

輪胎作為汽車唯一與地面直接接觸的部件，在車輛行駛使用過程中起著承受載荷、驅動、制動、緩沖、減震、改變方向的作用，是保證汽車舒適和安全性的重要組件。隨著汽車產業的不斷發展和人們對汽車品質需求的不斷提升，用戶對產品性能及質量要求越來越嚴格。而動平衡作為輪胎的關鍵參數之一，直接影響到行駛過程中是否會出現顛簸、抖動、方向跑偏、轉向異常、油耗增加、輪胎磨損等現象，嚴重者甚至會導致傳動系統出現異常磨損。

目前主流整車廠輪胎總成均采用廠內自動化組裝線完成輪胎裝配工作，而在輪胎自動化裝配過程中，常常遇到輪胎動平衡合格率偏低的問題，造成嚴重的返修成本浪費，以及質量、成本損失。如何提高輪胎總成動平衡合格率，在保障產品質量和效率上面就尤為重要。

1 輪胎裝配自動化線簡介

主流的輪胎自動化裝配線一般由傳送帶、抓取機器人、潤滑機器人、裝胎機器人、爆充機、動平衡機等設備組成。員工分別將輪轂和輪胎放到傳送帶上，機器人抓取輪胎/輪轂配合潤滑液噴涂機器人將其潤滑，潤滑完成后通過鋼托盤傳動帶輸送到自動裝配工位，裝胎機器人將輪轂和輪胎組裝為一體，爆充設備對裝配好后的輪胎進行充氣操作，塑膠履帶式傳送帶將輪胎輸送到動平衡測試工位，由初檢平衡機對輪胎進行動平衡初次檢測，翻轉站工位員工對不平衡輪胎進行補償，復檢動平衡機對輪胎動平衡進行復測，復測合格輪胎通過滾筒輸送帶傳輸到主線輪胎裝配崗位，見圖1。

2 輪胎動平衡

2.1 動平衡檢測工藝

整個系統由3臺平衡機組成，其中1#和2#平衡機采用并聯方式進行動平衡初檢，經由翻轉站補償平衡塊后，再由3#平衡機進行動平衡復檢，見圖2。

2.2 動平衡檢測原理

如圖3和圖4所示，車輪及輪胎總成通過平衡機卡爪被固定在平衡機上（卡爪夾住輪胎中心孔），通過電機驅動車輪及輪胎總成轉動，平衡機上的測力傳感器檢測離心力并生成波形圖，通過軟件計算出輪胎不平衡量和位置。

2.3 動平衡合格率影響因素

動平衡機卡爪與輪轂中心孔匹配程度會直接影響動平衡合格率，匹配度差輪胎在旋轉過程中容易晃動，導致F不穩定，軟件計算出的值偏差較大，導致合格率偏低。匹配程度主要受卡爪設計形式和輪轂中心孔型面影響。

3 動平衡合格率低

自項目投產以來，輪胎自動化裝配線155/165型輪胎動平衡合格率持續偏低，嚴重影響輪胎裝配線效率和質量輸出，造成大量返修成本浪費。近兩月下線復檢動平衡合格率僅為84.4%，連續兩月不達標（車間過程監控指標合格率≥95%）。提高155/165型輪胎動平衡合格率迫在眉睫，輪胎裝配線屬于全自動化生產線，各項質量數據記錄完善，團隊決定用“層別法”將各數據對比分析，尋找問題癥結。

3.1 輪胎型號別

輪胎裝配線共生產155/165/175/185四種輪胎，小組決定按輪胎型號別分析三個月合格率數據，尋找可疑癥結點。

將數據制作成折線圖，見表2：

通過輪胎別合格率數據分析可得出，155/165型輪胎動平衡合格率明顯低于175/185型輪胎。說明輪胎總成存在較大差異，155/165型共用1種鐵輪轂，175用1種鐵輪轂，185為鋁合金輪轂，進一步分析輪胎與設備接觸中心孔，發現鐵輪轂中心孔為沖壓孔，底面與中心孔結合處有倒角圓弧偏大（查詢數模發現112車型為R6.5，111車型為R7），動平衡機卡爪夾住的是倒角圓弧處;鋁合金車輪中心孔為機加工孔，底面與中心孔結合處倒角圓弧角很小，與卡爪配合處為機加工面，見圖5 。

將該處差異輸入供應商整改，優化壓型2序模上模芯結構，成型圓角由R7改進為R6，改進后跟蹤驗證1000件，合格率穩定在96.5%左右。

綜上所述，我們可以得出鐵輪轂與底面連接處倒角大小直接影響卡爪與輪胎中心孔接觸面大小，若出現鐵輪轂動平衡合格率偏低時，可以測量該處倒角值，并適當調小R角度。

3.2 設備別

輪胎裝配線動平衡設備有1#、2#、3# 3臺設備，小組決定在115/165胎型情況下，

按設備別分析三個月合格率數據，尋找可疑癥結點。

通過同型號輪胎設備別數據分析可得出，2#設備合格率明顯高于1# 3#。說明設備存在較大差異，對比三套設備發現卡爪設計有明顯不同，2#動平衡機是將卡爪深入到車輪中心孔上端，卡爪與中心孔的圓柱面接觸，配合良好合格率較高;1# 3#動平衡機卡爪夾入車輪中心孔較淺，僅夾住車輪中心孔下端的圓弧面上，配合不良合格率較低。

將該處差異輸入給設備供應商，將1# 3#設備卡爪高度增加5mm，改進后跟蹤驗證1000件，合格率穩定在98.5%左右。

綜上所述，我們可以得出動平衡設備卡爪高度直接影響卡爪與輪胎中心孔接觸面大小，卡爪過短，不能卡住車輪中心孔圓弧段，僅僅卡住車輪倒角位置，卡爪與車輪中心孔匹配不良，導致動平衡合格率偏低。為提高動平衡合格率，可以改造平衡機卡爪，適當增加平衡機卡爪高度。

4 結語

通過分析在全自動化輪胎裝配線生產條件下，輪轂中心孔與動平衡機卡爪匹配程度影響因素，針對生產過程出現的動平衡合格率低的問題，從輪轂中心孔型面和制造設計，以及動平衡機卡爪高度設計方面提出相應的改進提升措施及建議，有助于提高輪胎動平衡合格率，減少企業制造生產過程中的返修浪費和質量成本損失。

參考文獻：

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