輪胎鋼絲簾線拉伸性能缺陷分析及質(zhì)量控制對策

秦增輝，趙淑霞，李超民，尚榮武，茍金峰

(山東萬達(dá)寶通輪胎有限公司，山東 東營 257500)

我國是汽車輪胎制造大國，汽車輪胎的產(chǎn)量約占世界總產(chǎn)量的25%。由于汽車的輪胎支撐著整輛汽車的重量，必須保證具有足夠的強(qiáng)度和良好附著性。然而，在輪胎生產(chǎn)中由于工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行問題的存在時常帶來輪胎簾線拉伸性能缺陷產(chǎn)生，導(dǎo)致輪胎的強(qiáng)度不夠，車輛在行駛時存在爆胎的隱患。據(jù)全國交通事故原因分析，在高速路發(fā)生的事故中有42%是由輪胎造成的，所以，進(jìn)行輪胎鋼絲簾線拉伸性能缺陷分析，弄清發(fā)生問題的原因，采取有力措施予以解決，有利于提高輪胎生產(chǎn)質(zhì)量，減少汽車交通事故發(fā)生。

1 子午線輪胎概述

1.1 子午線輪胎的概念

子午線輪胎屬于特殊的輪胎結(jié)構(gòu)，區(qū)別于斜交輪胎和調(diào)壓輪胎，子午線輪胎的胎體簾線和外胎的幾乎平行，簾線角度約等于0°，故子午線輪胎的簾線沒有維系交點(diǎn)。在實(shí)際的行駛中，子午線輪胎可能因?yàn)楣诓扛浇膽?yīng)力增加而出現(xiàn)周向伸張，導(dǎo)致輪胎出現(xiàn)輻射狀的裂口。為此子午線輪胎的緩沖層是由與胎體簾線90°相交的簾線層構(gòu)成，讓其在輪胎內(nèi)部構(gòu)成一條剛性的環(huán)形帶，子午線輪胎的緩沖層不僅具有避免輪胎形變的作用，還具有固定輪胎的作用。子午線輪胎的緩沖層又稱為帶束層，是子午線輪胎中主要的部件之一。在正常的行駛中，子午線輪胎的緩沖層會承受約60%的內(nèi)應(yīng)力，提高了汽車行駛的安全性。子午線輪胎誕生于法國的米其林公司，于1946年試制成功，子午線輪胎的研發(fā)改變了整個輪胎行業(yè)，是一項(xiàng)偉大的發(fā)明，提高了汽車行駛的安全性，促進(jìn)了汽車行業(yè)的發(fā)展。

1.2 子午線輪胎的分類

子午線輪胎的結(jié)構(gòu)相對于其他類型輪胎的結(jié)構(gòu)具有非常優(yōu)越的性能，具有很強(qiáng)的耐磨性、良好的緩沖性能，子午線輪胎相對于斜交輪胎具有更加優(yōu)越的耐穿刺性，且在實(shí)際的行駛中胎溫較低，安全性和穩(wěn)定性都遠(yuǎn)高于斜交輪胎。子午線輪胎根據(jù)材料劃分為3種：

（1）全鋼絲子午線輪胎。該類型的輪胎胎體及帶束層都是鋼絲簾線，該類型輪胎常見于重量較重的工程機(jī)械車或載重量較高的運(yùn)輸車輛；

（2）半鋼絲子午線輪胎。該類型輪胎的帶束層是鋼絲簾線，但胎體使用的材料為人造纖維，該種類型的輪胎常見于轎車、公交車及載重量較輕的運(yùn)輸車輛；

（3）全纖維子午線輪胎。該類型的胎體及帶束層的簾線都是人造纖維。該類型的輪胎常見于拖拉機(jī)等行駛速度較慢的車輛中。

2 子午輪胎的生產(chǎn)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)流程

2.1 子午輪胎的生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求

子午輪胎的生產(chǎn)設(shè)計(jì)主要包括：

（1）根據(jù)塑煉和混煉的技術(shù)要求將各種膠料均勻混合，保證其物理機(jī)械性能符合目標(biāo)所需。

（2）輪胎所使用的所有組件都需要保證其符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。

（3）使用骨架材料和膠料進(jìn)行復(fù)合操作時，保證簾線的兩面的膠料厚度一致且密度均勻

（4）保證在對各類型的復(fù)合材料進(jìn)行成型覆帖時的定位準(zhǔn)確和對稱均勻。

（5）在使用各類型的半成品時需保證半成品在有效使用期內(nèi)。

（6）在使用各類型的半成品前需對半成品進(jìn)行質(zhì)量檢查工作，保證質(zhì)量合格且無污染無變形。

（7）在輪胎胎坯的硫化過程需要嚴(yán)格執(zhí)行好硫化三要素并做好定位工作。

（8）在對成品輪胎進(jìn)行包裝、搬運(yùn)和倉儲時需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 子午輪胎制造主要工藝流程

根據(jù)子午輪胎制造工藝的流程可知，子午輪胎的制作包含了14個流程，每個流程都必不可缺。①密煉。②壓出。③型膠壓延。④鋼絲壓延。⑤壓出帶束層。⑥縱裁。⑦胎圈纏繞成型。⑧膠芯敷貼于胎圈。⑨胎圈半硫化 。⑩帶束層和子口的截?cái)唷?簾布截?cái)唷?成型胎坯。?硫化環(huán)節(jié)。?用X光透質(zhì)檢。

3 影響子午輪簾線拉伸性能的案例表現(xiàn)及處理方法

3.1 案例一、胎體簾線排列密度不均導(dǎo)致斷裂

3.1.1 案例表現(xiàn)形式

有胎體的簾線排列密度不均時會導(dǎo)致輪胎內(nèi)部的簾線出現(xiàn)斷裂的情況。簾線排列密度不均勻的輪胎在行駛過程中會出現(xiàn)應(yīng)力不均的情況，局部的單根簾線可能存在過大的應(yīng)力，導(dǎo)致輪胎胎面出現(xiàn)鼓包，甚至導(dǎo)致輪胎爆胎。

3.1.2 成因分析

導(dǎo)致胎體排列不均的可能原因：

（1）在車胎的成型過程中因過量的用力導(dǎo)致簾線出現(xiàn)拉伸。

（2）在車胎的成型過程中因設(shè)備故障或墊布斷裂而導(dǎo)致簾線因拉伸而出現(xiàn)的稀線情況。

（3）硫化的過程中因膠料滲入到簾線中導(dǎo)致胎體簾線出現(xiàn)局部劈縫的現(xiàn)象。

（4）在對車胎進(jìn)行壓延的過程中需要使用到精密輥這一裝置，該裝置經(jīng)過長時間使用后可能出現(xiàn)輥筒的磨損，使輥筒在加工的過程中存在過量的膠或供膠的溫度不足，導(dǎo)致簾布上的膠密度不均勻，造成稀線或劈縫現(xiàn)象的出現(xiàn)。

（5）從錠子房出來的簾線出現(xiàn)扭曲或打彎，若直接使用這種不過關(guān)的簾線進(jìn)行壓延時易出現(xiàn)跳動的情況，進(jìn)而導(dǎo)致簾線的排列不均。

（6）在胎體成型的過程中輪胎各組件存在氣泡，氣泡影響了輪胎的硫化環(huán)節(jié)，進(jìn)而出現(xiàn)簾線頂稀的情況。

（7）在裁斷工序完成后未對接頭進(jìn)行出來，讓過量的膠殘留在接頭兩端，進(jìn)而導(dǎo)致兩側(cè)的簾線存在稀線的情況。

（8）在胎坯成型后受到外界物理沖擊，導(dǎo)致胎坯簾線分布受影響而出現(xiàn)的稀線情況。

（9）在進(jìn)行硫化環(huán)節(jié)中，因硫化膠存在裂縫或膠囊卡盤存在泄露，導(dǎo)致水蒸氣殘留，進(jìn)而出現(xiàn)因硫化內(nèi)壓而導(dǎo)致胎體簾布頂稀。

3.1.3 改善措施

根據(jù)以上分析的原因提出以下具有針對性的措施，以解決上述問題。針對這一問題可以采取以下解決措施：

（1）制定相應(yīng)的操作流程，規(guī)范操作方法。在上胎體層這個生產(chǎn)過程需避免直接在胎體層用力拉伸，以此減少對簾線排列的影響。

（2）在輪胎的成型環(huán)節(jié)，需加強(qiáng)對機(jī)器設(shè)備的管理。

（3）在進(jìn)行接頭操作時需嚴(yán)格落實(shí)工藝要求，保證各部件高質(zhì)量的貼合。

（4）在進(jìn)行壓延這一工序時需要做好對設(shè)備的檢查工作，對鋼絲簾線所受的壓力做好控制，以此提高壓延的質(zhì)量。

（5）使用半成品件時嚴(yán)格執(zhí)行順序要求，保證半成品件在汽油干后才進(jìn)行后續(xù)操作。

（6）在完成90°直接后加強(qiáng)對接頭的檢查工作。

（7）胎坯的運(yùn)輸環(huán)節(jié)做到輕拿輕放，避免胎坯遭受物理沖擊。

（8）在使用新膠囊前需要進(jìn)行預(yù)熱，且需做好檢查膠囊表面的工作，避免雜物或隔離劑的殘留。膠囊的存儲需保持其原有形狀。

3.2 胎體簾布層偏歪所導(dǎo)致胎體反包高度出現(xiàn)差異

3.2.1 案例表現(xiàn)形式

在生產(chǎn)的過程中若胎體的簾布層存在偏歪的情況就會導(dǎo)致胎體兩側(cè)的胎圈反包高度出現(xiàn)差異，致使輪胎在行駛的過程中出現(xiàn)側(cè)向擺動或跑偏的情況，且該輪胎還存在磨損和子口開裂的情況，導(dǎo)致胎圈脫空，甚至出現(xiàn)抽絲爆破的情況，嚴(yán)重影響輪胎的使用壽命，甚至威脅使用者的生命安全。

3.2.2 成因分析

（1）在成型環(huán)節(jié)中未設(shè)置好成型機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。

（2）胎體簾線部件的黏合性能不足導(dǎo)致胎體在滾壓環(huán)節(jié)出現(xiàn)位移。

（3）未對半成品進(jìn)行質(zhì)量檢查，所使用的半成品存在寬度不達(dá)標(biāo)或?qū)捳灰坏那闆r。

（4）操作人員在生產(chǎn)環(huán)節(jié)操作不規(guī)范或使用了不合格的組件。

3.2.3 改善措施

（1）對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行定期的檢查，并根據(jù)需要增加巡檢的次數(shù)，避免因設(shè)備故障而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

（2）使用半成品件時嚴(yán)格執(zhí)行順序要求，保證半成品件在汽油干后才進(jìn)行后續(xù)操作。

（3）落實(shí)好半成品質(zhì)量檢測工作，杜絕使用質(zhì)量不合格或存在問題的半成品件。

（4）建立完善的操作流程并明確操作方法，提高一線操作人員的責(zé)任心和質(zhì)量意識，在生產(chǎn)中嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作。

3.3 胎體簾線彎曲

3.3.1 案例表現(xiàn)形式

胎體簾線彎曲指的是胎體的簾布層存在周向彎曲的情況，該輪胎在行駛的過程中易出現(xiàn)因受力不均而導(dǎo)致輪胎局部熱量過高的情況，最終導(dǎo)致輪胎出現(xiàn)脫層現(xiàn)象。

3.3.2 成因分析

使胎體簾線出現(xiàn)彎曲的原因主要有以下幾種：

（1）在胎體的定型環(huán)節(jié)或硫化環(huán)節(jié)存在壓力過大的情況。

（2）在進(jìn)行成型壓胎的操作環(huán)節(jié)中存在壓力不足的情況，導(dǎo)致壓輥的壓力置于與定性所需的內(nèi)壓存在一定差異，進(jìn)而導(dǎo)致胎坯出現(xiàn)過大變形的情況。

（3）生產(chǎn)裝置存在缺陷。成型機(jī)胎圈的夾持器存在偏移，進(jìn)而導(dǎo)致胎體簾線彎曲。

（4）在胎體的成型過程中，兩側(cè)的壓力不精確所導(dǎo)致胎體簾線長度不一致。

（5）胎體簾線的黏性不足導(dǎo)致半成品之間連接不緊密，因此讓胎體在滾壓環(huán)節(jié)出現(xiàn)位移，進(jìn)而出現(xiàn)簾線彎曲的情況。

（6）生產(chǎn)所需的成型機(jī)的平面寬度不符合生產(chǎn)要求。

3.3.3 改善措施

（1）根據(jù)生產(chǎn)工藝對成型參數(shù)和硫化參數(shù)進(jìn)行設(shè)置并進(jìn)行定期的校準(zhǔn)。

（2）對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行定期的檢查，并根據(jù)需要增加巡檢的次數(shù)，保證生產(chǎn)設(shè)備能夠正常進(jìn)行生產(chǎn)。

（3）落實(shí)好半成品質(zhì)量檢測工作，杜絕使用質(zhì)量不合格或存在問題的半成品件。

（4）根據(jù)工藝要求校對好成型機(jī)的平面寬度，保證生產(chǎn)環(huán)節(jié)能夠順利進(jìn)行。

3.4 胎體簾布層接頭開裂

3.4.1 案例表現(xiàn)形式

在生產(chǎn)的環(huán)節(jié)因鋼絲簾布的裁斷接頭連接不牢或成型拼接不牢而導(dǎo)致拼接部位出現(xiàn)開裂的情況。

3.4.2 成因分析

（1）在對胎體簾布進(jìn)行接頭操作時壓力過大、簾布接頭兩端殘留過量膠或簾布的長度不足導(dǎo)致接頭兩側(cè)的簾布出現(xiàn)拼接不牢的情況。

（2）鋼絲簾線上的黏合性能不足或滲透性能差、表面噴霜或簾布的存儲時間過久導(dǎo)致拼接效果不佳，進(jìn)而出現(xiàn)接頭開裂。

（3）在胎體的定型環(huán)節(jié)或硫化環(huán)節(jié)存在壓力過大的情況，導(dǎo)致胎體的簾線定長不符合要求，進(jìn)而出現(xiàn)接頭開裂。

（4）胎體簾線定長割邊露白，會降低接頭的粘接性能，使胎體在成型定型或硫化定型環(huán)節(jié)中出現(xiàn)接頭被沖開的現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)簾線接頭開裂。

3.4.3 改善措施

（1）對生產(chǎn)設(shè)備設(shè)置好參數(shù)，并做好對生產(chǎn)設(shè)備的定期檢測，保證設(shè)備能夠按要求完成生產(chǎn)。

（2）盡量不使用粘性不足或表面噴霜的簾布進(jìn)行生產(chǎn)。

（3）落實(shí)好半成品質(zhì)量檢測工作，保證所使用的半成品件的各項(xiàng)參數(shù)都符合生產(chǎn)要求，杜絕使用質(zhì)量不合格或存在問題的半成品件。

（4）用少量膠片修復(fù)接頭割邊露白的鋼絲，在完成修復(fù)并質(zhì)檢通過后才可進(jìn)行使用。

3.5 胎體簾線交叉

3.5.1 案例表現(xiàn)形式

胎體簾線交叉主要表現(xiàn)為徑向排列的胎體簾線間出現(xiàn)鋼絲交叉的現(xiàn)象。

3.5.2 成因分析

（1）壓延過程中存在簾線重疊的情況，導(dǎo)致成品輪胎的胎體簾線存在交叉的情況。

（2）在對胎體簾布進(jìn)行成型接頭拼接的過程中過度擠壓，導(dǎo)致胎體簾線出現(xiàn)交叉的情況。

3.5.3 改善措施

在壓延工序中需做好對鋼絲排列的檢查，保證鋼絲從各個錠子到壓延機(jī)的松緊度相同。在壓延工序中做好對生產(chǎn)設(shè)備的調(diào)節(jié)和檢查，保證生產(chǎn)設(shè)備按生產(chǎn)要求進(jìn)行生產(chǎn)。

4 解決子午輪簾線拉伸性能質(zhì)量把控對策

4.1 嚴(yán)格執(zhí)行胎體生產(chǎn)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)建立完善的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的問題制定相應(yīng)的檢測手冊，做好質(zhì)量管理。如胎里出現(xiàn)露線則說明需對設(shè)備的機(jī)頭寬度進(jìn)行調(diào)整。若胎體存在裂縫則需重新審視各部件之間的貼合情況，確定問題點(diǎn)再加以修正。若出現(xiàn)簾線密度不均勻的情況，則需重點(diǎn)關(guān)注壓延生產(chǎn)環(huán)節(jié)，需對設(shè)備中的精密輥進(jìn)行檢查工作，保證設(shè)備能夠良好運(yùn)行。嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量檢測是保證胎體質(zhì)量的基礎(chǔ)保障。

4.2 落實(shí)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的檢查工作

加強(qiáng)對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的巡檢工作，提高巡檢頻率，做到早發(fā)現(xiàn)早處理。在生產(chǎn)的過程中，設(shè)備的異常運(yùn)行會嚴(yán)重影響輪胎的質(zhì)量，所以在巡檢的過程中需要對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行檢測，避免設(shè)備帶病運(yùn)行。在不同的生產(chǎn)階段所需要關(guān)注的問題是不同的，可根據(jù)問題點(diǎn)制定巡檢手冊。如在成型生產(chǎn)環(huán)節(jié)，主要關(guān)注的是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的濕度和溫度，避免水蒸氣影響輪胎質(zhì)量。針對輪胎子口和輪側(cè)存在裂縫的情況，需重點(diǎn)關(guān)注胎圈排風(fēng)口的情況，做好模具表面的清潔工作，避免模具表面殘留雜質(zhì)，進(jìn)而影響輪胎質(zhì)量。在硫化生產(chǎn)環(huán)節(jié)需重點(diǎn)關(guān)注壓力值，保證壓力值符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 規(guī)范操作流程及相關(guān)細(xì)節(jié)

為保證子午線輪胎的質(zhì)量，可根據(jù)生產(chǎn)環(huán)節(jié)建立完善的操作流程，特別是上胎體布簾、硫化和刷隔離劑等的關(guān)鍵環(huán)節(jié)更需具有明確的操作規(guī)范，因?yàn)槿粼陉P(guān)鍵環(huán)節(jié)出現(xiàn)操作失誤，會讓輪胎出現(xiàn)不可逆的質(zhì)量損害，造成原材料的浪費(fèi)。不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)所需注意的事項(xiàng)和操作規(guī)范都不一致，如在成型的生產(chǎn)過程，需注意脫模劑的使用量，實(shí)際操作中可在硫化環(huán)節(jié)前對胎圈進(jìn)行清理工作，然后再均勻地噴涂脫模劑，避免過量使用脫模劑。在成型環(huán)節(jié)中還需關(guān)注簾布的情況，需保證簾布不受到任何拉伸，且還需注意簾布的存放時間。為確保橡膠和半成品的質(zhì)量，需對壓制溫度做好控制。

4.4 重視半成品的質(zhì)檢工作

增加對半成品件的質(zhì)量檢測工作，避免原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)而影響輪胎的質(zhì)量。生產(chǎn)所涉及的半成品件有簾布層、子口包布、胎圈、氣密層和填充膠等。在使用半成品件前需根據(jù)質(zhì)檢要點(diǎn)做好對半成品的質(zhì)量檢測工作，禁止使用質(zhì)量不合格的產(chǎn)品。

5 結(jié)束語

鋼絲子午線輪胎的生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，對生產(chǎn)設(shè)備的要求也比較高，所以在子午線輪胎的生產(chǎn)過程中，一線操作人員需要嚴(yán)格執(zhí)行操作標(biāo)準(zhǔn)和操作流程，對生產(chǎn)設(shè)備做好巡檢工作，對半成品件做好質(zhì)量檢測工作，如此才能有效解決子午輪簾線拉伸性能質(zhì)量問題，不斷地提高輪胎成品質(zhì)量。