全鋼載重子午線輪胎0°帶束層壓延長度和張力差異的原因分析及解決措施

張志堅，張 超，田冬冬，薛 冬，王紀增，賈肖陽，譚 云，高 翔

（八億橡膠有限責任公司，山東 棗莊 277800）

隨著國家對交通運輸行業(yè)重視程度的不斷加大，公路運輸獨有的便捷性和及時性等優(yōu)點被快速挖掘，使其成為城市間物料運輸?shù)闹饕α?，但石油和煤炭等價格持續(xù)上漲，壓縮了運輸行業(yè)的利潤空間。為保證經濟效益的最大化，機動車輛大負荷承載現(xiàn)象較為普遍，市場對全鋼載重子午線輪胎的負荷性能提出了更高的要求[1-4]。

0°帶束層作為輪胎承受載荷的主要部件，它起著箍緊冠帶層、強化輪胎負荷性能的作用[5-6]。我公司在投用17和23根0°帶束層壓延工序初期，雙條0°帶束層在壓延和使用過程中頻繁出現(xiàn)不同程度的左右兩側長度和張力差異問題，單側長度超出公差的0°帶束層無法使用，只能報廢處理，導致生產成本增加；同時，兩條張力存在差異的0°帶束層用于同一條輪胎，輪胎在使用過程中會出現(xiàn)冠部受力不均、偏磨、跳胎和抽絲爆等異?，F(xiàn)象，特別是對于高速度級別輪胎產品，車輛在行駛過程中存在嚴重的爆胎隱患。

為提高成本管控質量，我公司成立了專項攻關小組，對0°帶束層左右兩側長度和張力差異的產生原因進行分析，并采取解決措施，取得良好效果。

1 0°帶束層左右兩側長度和張力差異現(xiàn)象

圖1示出了0°帶束層壓延生產線布局。在雙條0°帶束層同步壓延過程中，每卷取450 m左右時左側與右側長度會出現(xiàn)不同步異常（兩側長度差不小于15 m，并伴隨著0°帶束層表面鋼絲簾線起筋問題）。為確保雙條0°帶束層的同步卷取，只能對左側0°帶束層長度超出的部分進行裁剪報廢處理。卷取的0°帶束層在胎坯成型使用時，每卷0°帶束層尾部右側通常會較左側長15 m，剩余的單側0°帶束層無法單獨使用，只能報廢處理。為保證生產的有序進行，平均每卷次0°帶束層造成30 m鋼絲簾線廢料，對生產成本影響較大。此外，因0°帶束層張力差異問題引發(fā)的輪胎偏磨、磨冠等理賠輪胎數(shù)量居高不下，嚴重影響公司的品牌形象。

圖1 0°帶束層壓延生產線布局示意

2 原因分析

2.1 儲步裝置兩側質量差異

為預留雙工位卷取切換時間，設置左右兩組在線儲步裝置是行業(yè)內的通用辦法。為防止兩側儲步裝置質量差異帶來的兩側0°帶束層張力差異，對兩側10對儲步輪質量進行對比，發(fā)現(xiàn)左側儲步輪質量明顯比右側儲步輪質量大，兩側儲步輪質量差異是造成兩側0°帶束層張力和長度差異的主要原因。

2.2 0°帶束層兩側厚度對稱性差異

為防止0°帶束層左右兩側厚度對稱性差異帶來的0°帶束層卷取長度差異[7]，對0°帶束層厚度進行系統(tǒng)檢測，發(fā)現(xiàn)左側與右側厚度存在差異。技術人員對左右兩側0°帶束層厚度進行對稱性多次修正并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，結果見圖2。

圖2 報廢物料質量與左右兩側0°帶束層厚度差的對應關系

從圖2可以看出，左右兩側0°帶束層厚度差越大，則報廢物料質量越大，左右兩側0°帶束層厚度差為0時，物料報廢質量最小。

2.3 鋼絲簾線排線板結構設計不合理

通過測試鋼絲簾布擠出壓力發(fā)現(xiàn)，左右兩側0°帶束層擠出壓力存在差異，排線板兩側結構設計不合理，存在兩側壓力失衡問題，即左側0°帶束層擠出壓力大于右側0°帶束層擠出壓力，如圖3所示。這造成膠料對左右兩側鋼絲簾線排列、鋼絲簾線張力的沖擊不同，從而使左右兩側0°帶束層厚度、鋼絲簾線排列、鋼絲簾線張力出現(xiàn)不同程度的差異。

圖3 鋼絲排線板結構設計

2.4 錠子架鋼絲簾線放線張力差異

通過對壓延0°帶束層鋼絲簾線排列質量進行排查發(fā)現(xiàn)，左側0°帶束層鋼絲簾線水平排列較為均勻，鋼絲間距統(tǒng)一，右側0°帶束層鋼絲簾線排列存在上下起伏，使用時單絲有起筋現(xiàn)象，如圖4所示。

圖4 0°帶束層左右兩側排列質量差異

攻關小組進一步鎖定排查方向，對0°帶束層錠子導開裝置進行專項檢查，錠子架左側與右側風壓表均顯示為0.1 MPa，但測量的兩側鋼絲簾線單絲放線張力不同，通過計量部門對兩側錠子導開張力風壓表進行重新校準，左右兩側錠子導開張力實測值分別為0.08和0.11 MPa。雙側錠子導開張力差異是0°帶束層長度和張力對稱性異常的原因之一。

2.5 終煉膠門尼粘度過大

終煉膠的門尼粘度過大，則0°帶束層壓延表面凹凸不平。經過對多批次0°帶束層生產過程進行跟蹤、對比發(fā)現(xiàn)，終煉膠的門尼粘度[ML（1＋4）100 ℃]控制在62以下時0°帶束層壓延表面較為平整，表面粘性較好；終煉膠的門尼粘度在65以上時0°帶束層壓延表面粗糙（呈磨砂狀），凹凸不平狀態(tài)較為嚴重。分析認為，0°帶束層表面不規(guī)則的凹凸不平狀態(tài)對部件厚度與卷取長度對稱性干擾較大。

3 解決措施

3.1 確保儲步裝置兩側質量相同

聯(lián)合公司計量部門對設備兩側的儲步輪質量進行精確稱量，并根據(jù)雙側質量差異進行配重，防止因兩側儲步輪質量差異導致兩側0°帶束層張力失衡。同時，制定了專項設備周期性點檢制度，對專項設備進行校準和記錄，保證設備精度滿足工藝要求，從根本上解決設備精度問題對產品質量及成本控制的影響。

3.2 優(yōu)化0°帶束層口型設計

重新優(yōu)化0°帶束層厚度對稱性要求，并優(yōu)化0°帶束層口型設計，確保兩側0°帶束層厚度差不大于0.02 mm，并成立了0°帶束層厚度對稱性專項檢查小組對執(zhí)行情況進行不定期抽查，同時規(guī)范新0°帶束層口型的投用，聯(lián)合質量管控部門對新投用工裝對稱性狀態(tài)進行共同驗收，有效解決了因0°帶束層兩側厚度差異帶來的異常問題。

3.3 優(yōu)化鋼絲簾線排線板結構設計

對鋼絲簾線排線板結構進行優(yōu)化調整，增大右側導流槽的橫向距離，確保擠出機機頭壓力范圍涵蓋整個右側，消除因擠出壓力的差異造成膠料對鋼絲簾線排列、鋼絲簾線張力的沖擊差異。

3.4 改進錠子架鋼絲簾線放線張力控制系統(tǒng)

對錠子架風壓控制方式進行改進，在總風壓滿足工藝要求的狀態(tài)下對風壓控制系統(tǒng)進行整合[8]，即兩側采用同一個風壓系統(tǒng)進行控制，確保左右風壓輸出的一致性，該方案投用后兩側0°帶束層鋼絲簾線排列一致性得到有效提升，右側0°帶束層鋼絲簾線水平排列起伏問題得到有效解決。

3.5 嚴格控制終煉膠門尼粘度

界定終煉膠門尼粘度最優(yōu)參數(shù)，嚴格控制終煉膠門尼粘度。對0°帶束層壓延用終煉膠的門尼粘度和公差進行重新標定，從下限至上限門尼粘度每隔3個門尼值分別生產1桌終煉膠進行試驗[9]，驗證不同門尼粘度膠料的工藝通過性，界定膠料塑化效果、0°帶束層表面平整性的終煉膠門尼粘度最優(yōu)參數(shù)，制定膠料門尼粘度控制標準，并將終煉膠門尼粘度嚴格控制在合理區(qū)間。

4 結語

通過上述措施的落實，我公司雙條0°帶束層導開后左右兩側長度和張力差異問題得到了有效的解決，穩(wěn)定了產品質量，每日0°帶束層廢料減少了540 m，0°帶束層鋼絲廢料減少了62.13%，全年降低過程成本326萬元。同時，因該問題引發(fā)的輪胎抽絲爆和偏磨等質量隱患得到有效避免，改進后成品輪胎對應病象三包理賠率下降了52.67%。改進產品投放市場后，產品性能得到了廣大客戶的一致認可，提升了公司品牌聲譽。