王宗環(huán),楊洪彬,鄭 濤,趙啟偉,徐 超,湯環(huán)宇
(山東豐源輪胎制造股份有限公司,山東 棗莊 277300)
胎里不平是轎車子午線輪胎的主要質(zhì)量問題之一。我公司EXTRA FRD88花紋轎車輪胎批量生產(chǎn)時出現(xiàn)胎里不平問題,表現(xiàn)為胎里中心區(qū)域呈波浪狀,造成輪胎外觀通過率低。
本工作針對此問題,對該花紋輪胎的冠帶條纏繞方式進行優(yōu)化設(shè)計。
EXTRA FRD88花紋輪胎胎里不平主要是由于胎面局部膠料不充分造成的。EXTRA FRD88花紋輪胎的胎面中心區(qū)域設(shè)計有較寬(約30 mm)的凸起筋條,所需材料較多,若材料不足,極易造成胎里不平現(xiàn)象。
EXTRA FRD88花紋輪胎的胎面口型結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 EXTRA FRD88花紋輪胎的胎面口型結(jié)構(gòu)
從圖1可以看出,相對充足的膠料才能充滿胎面中心筋條區(qū)域,否則膠料會在硫化定型壓力的作用下沿徑向向外流動,導(dǎo)致胎里中心筋條區(qū)域凹陷,而相鄰花紋凹槽對應(yīng)的胎里部分相對凸起,造成胎里凹凸不平,中心區(qū)域呈波浪狀。
改善此類胎里不平的解決方案主要有3種。
(1)增大胎面長度。通過增大帶束鼓周長,使整個胎面的長度加大,硫化時筋條區(qū)域的材料相應(yīng)增加,但帶束鼓周長需要增大15 mm以上,會導(dǎo)致整個胎坯的質(zhì)量大幅增大,且胎里不平現(xiàn)象改善效果不顯著。
(2)調(diào)整胎面口型。在增大胎面中心筋條厚度的同時適當(dāng)減小胎面凹槽厚度,使膠料流動相對減少,筋條區(qū)域材料得到補充,從而達到改善胎里不平的目的。此方案的缺點是口型板往往不能通過一次調(diào)整而達到預(yù)期效果,反復(fù)調(diào)整耗時較長,而且在墊布卷繞時易造成胎面半成品過分擠壓。
(3)采用新型2-1冠帶條纏繞方式。新的冠帶條纏繞方式即在胎面中心區(qū)域(寬度約為30 mm)多纏繞兩圈冠帶條。我公司的冠帶條寬度為15 mm,通過在距胎面中心7.5 mm的左右兩側(cè)多纏繞一圈冠帶條,使胎面中心筋條區(qū)域材料厚度加大,進而消除胎里不平缺陷。此方案實際使用效果較好,且操作方便、簡捷,能夠保證生產(chǎn)正常運轉(zhuǎn)。
原2-1冠帶條纏繞方式采用3步對稱性纏繞(如圖2所示),新型2-1冠帶條纏繞方式采用7步非軸對稱性纏繞(如圖3所示)。
圖2 原2-1冠帶條纏繞方式
圖3 新型2-1冠帶條纏繞方式
從圖2和3可以看出,與原2-1冠帶條纏繞方式相比,新型2-1冠帶條纏繞方式在距胎面中心7.5 mm的左右兩側(cè)多纏繞了一圈冠帶條。
新型2-1冠帶條纏繞方式分為7個步序(步序流程如圖4所示),具體如下。
圖4 新型2-1冠帶條纏繞步序流程
(1)步序1,從距胎面中心右側(cè)7.5 mm處開始原地纏繞一整圈;(2)步序2,以每圈行程16 mm向左平鋪纏繞至冠帶條總寬的左邊緣,纏繞圈數(shù)=1/2冠帶條總寬度/16×360;(3)步序3,對左邊緣進行一整圈的鎖圈行為;(4)步序4,以每圈行程16 mm向右平鋪纏繞至冠帶條總寬的右邊緣,纏繞圈數(shù)=(冠帶條總寬度-15)/16×360;(5)步序5,對右邊緣進行一整圈的鎖圈行為;(6)步序6,以每圈行程16 mm向左平鋪纏繞至距胎面中心左側(cè)7.5 mm處,纏繞圈數(shù)=1/2冠帶條總寬度/16×360;(7)步序7,從胎面中心左側(cè)7.5 mm處開始原地纏繞一整圈。
通過以上7個纏繞步序,在距胎面中心15 mm的區(qū)域左右兩側(cè)多纏繞了一圈冠帶條,從而使該區(qū)域的材料加厚。
成型選擇VMI 245 EXXIUM一次法成型機,成型機參數(shù)設(shè)置如表1所示。該成型機及參數(shù)設(shè)置能夠保證7步序纏繞張力的穩(wěn)定性。
表1 新型2-1冠帶條纏繞方式成型機參數(shù)設(shè)置
優(yōu)化前后成品輪胎斷面如圖5所示。
從圖5可以看出,采用新型2-1冠帶條纏繞方式后,成品輪胎的胎里不平現(xiàn)象明顯改善,外觀通過率高。
圖5 成品輪胎斷面
按照GB/T 4502—2016進行成品輪胎耐久性試驗,試驗條件為:充氣壓力 180 kPa,額定負荷1 120 kg,試驗速度 120 km·h-1。輪胎的累計行駛時間為39 h,耐久性能符合國家標(biāo)準要求。
新型2-1冠帶條纏繞方式工藝穩(wěn)定,操作簡單、快捷,不僅能夠消除胎里不平問題,而且成品輪胎外觀通過率高,輪胎性能符合國家標(biāo)準要求。