缺氣保用半鋼子午線輪胎胎里氣泡問題的解決措施

洪 林，李 浩，雷 輝，李娜娜，陳偉峰，楊和濤

（杭州海潮橡膠有限公司，浙江 杭州 310008）

隨著人們生活水平的不斷提高，轎車逐步成為出行的主要工具之一，對車輛行駛安全的要求也越來越高，車輛高速行駛時如果突然失壓或者漏氣可能會導(dǎo)致車輛失控，發(fā)生安全事故[1-2]。為了應(yīng)對這種意外的情況，輪胎研發(fā)人員開發(fā)出缺氣保用輪胎，可以在輪胎發(fā)生失壓或者漏氣時，輪胎和輪輞一起支撐輪胎繼續(xù)行駛，不至于產(chǎn)生失控問題。

我公司缺氣保用輪胎設(shè)計主要通過在胎側(cè)部位增加支撐膠來增大胎側(cè)剛性，由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，生產(chǎn)過程中需要做出工藝改進，以實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。本研究針對缺氣保用半鋼子午線輪胎生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的胎里氣泡問題，從成型鼓的設(shè)計構(gòu)造、半成品部件粘性和成型工藝等方面進行原因分析，并提出相應(yīng)的解決措施[3-6]。

1 胎里氣泡問題

缺氣保用半鋼子午線輪胎的胎里氣泡主要發(fā)生在支撐膠與內(nèi)襯層之間及支撐膠與胎體簾布之間兩個部位，從胎坯和輪胎斷面上可以直觀地看到，如圖1和2所示。

圖1 胎里氣泡

2 原因分析

圖2 胎里氣泡產(chǎn)生位置示意

（1）常規(guī)輪胎生產(chǎn)成型鼓鼓面為平面，由于支撐膠貼合在內(nèi)襯層與胎體簾布之間，支撐膠厚度較大，成型時上支撐膠后再上胎體簾布，導(dǎo)致胎體簾布貼合后支撐膠內(nèi)端點處胎體架空，存在大量氣泡，如圖3所示。

圖3 平鼓面輪胎成型示意

（2）支撐膠的特點是硬度高、粘性差，與內(nèi)襯層貼合時易產(chǎn)生脫離。

（3）支撐膠與內(nèi)襯層在供料架上預(yù)復(fù)合，復(fù)合前拉伸、復(fù)合后急劇收縮造成復(fù)合件變形，易產(chǎn)生氣泡。

（4）半成品部件在成型鼓上貼合時，無敷貼壓合裝置，貼合狀態(tài)不佳，排氣效果不好，內(nèi)襯層與支撐膠之間的氣泡會在成型膨脹時集中在支撐膠端點部位不能及時排出，產(chǎn)生氣泡。

3 解決措施

經(jīng)過公司技術(shù)團隊對胎坯氣泡問題的產(chǎn)生原因進行跟蹤分析，提出了有針對性的解決措施。

（1）針對缺氣保用半鋼子午線輪胎支撐膠的特點，一段成型鼓增加支撐膠凹槽設(shè)計，并配合支撐膠形狀進行凹槽尺寸設(shè)計。支撐膠貼合后鼓面平整，解決了平鼓胎體簾布與內(nèi)襯層之間存在氣泡的問題，凹槽鼓及其與支撐膠配合設(shè)計如圖4所示。

圖4 凹槽鼓及其與支撐膠配合設(shè)計示意

（2）支撐膠硬度較高，接頭自粘性和他粘性較差，因此采用日本精鋼公司生產(chǎn)的手持式粘度測量儀，分別增大內(nèi)襯層及支撐膠的粘性進行兩部件粘合性測試，結(jié)果如表1所示。

表1 內(nèi)襯層和支撐膠粘性增大前后兩部件粘合力對比 N

從表1可以看出，膠料粘性增大后兩層部件貼合致密性有明顯提升。

（3）對二次法成型機支撐膠供料架進行技術(shù)改造，增加支撐膠張力壓合裝置，防止支撐膠導(dǎo)開時粘連造成打褶，并增加支撐膠導(dǎo)開浮動輥調(diào)節(jié)裝置，配合合理的配重。供料架改造如圖5所示。

圖5 二次法成型機供料架改造示意

（4）對二次法成型機半成品部件貼合裝置進行改造，成型鼓上端增加機械貼合糾偏裝置和敷貼千層輥，根據(jù)貼合半成品鼓面狀態(tài)分段調(diào)整壓力，保證半成品在成型鼓上的敷貼穩(wěn)定性，如圖6所示。

圖6 二次法成型機敷貼裝置改造示意

（5）為增強胎坯成型時排氣功能，增加支撐膠刺孔裝置，支撐膠擠出時采用加熱刺針進行刺孔，刺孔貫穿整膠厚度。輪胎成型時，通過敷貼和充氣膨脹將胎里存在的氣體排出，減少胎里氣泡的產(chǎn)生。刺孔后的支撐膠如圖7所示。

圖7 刺孔后的支撐膠

4 改善效果驗證

采取上述措施后，對缺氣保用半鋼子午線輪胎胎里氣泡問題改善效果進行試驗驗證，結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，采取上述措施后，胎里氣泡問題發(fā)生率從1.27%降至0.10%，有效減少了缺氣保用半鋼子午線輪胎胎坯成型時胎里氣泡的產(chǎn)生，明顯提高了輪胎生產(chǎn)質(zhì)量。

表2 缺氣保用半鋼子午線輪胎胎里氣泡問題改善效果

5 結(jié)語

缺氣保用半鋼子午線輪胎是當前輪胎發(fā)展的新方向之一，在一些高檔汽車上逐步被列為原配輪胎，可以取消備用胎使用、有效保證車輛安全行駛。新結(jié)構(gòu)設(shè)計必將依靠生產(chǎn)設(shè)備及工藝工裝優(yōu)化配合解決制造過程中產(chǎn)生的問題，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，才能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，增加企業(yè)經(jīng)營利潤。本研究可為缺氣保用半鋼子午線輪胎生產(chǎn)工藝改進提供參考依據(jù)，有助于帶動整個行業(yè)在缺氣保用輪胎生產(chǎn)方面的快速發(fā)展。