半鋼子午線輪胎早期胎圈周向裂口原因分析及解決措施

徐文靜，張鳳杰

（樺林佳通輪胎有限公司，黑龍江 牡丹江 157032）

胎圈周向裂口是半鋼子午線輪胎常見的早期損壞形式，不僅影響輪胎的高速性能和耐久性能，而且會(huì)導(dǎo)致輪胎在行駛中漏氣，甚至爆破，嚴(yán)重威脅駕乘人員安全。

本工作從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝等方面分析半鋼子午線輪胎早期胎圈周向裂口的原因，并提出相應(yīng)的解決措施。

1 原因分析

155R12C半鋼子午線輪胎為我公司胎圈周向裂口（如圖1所示）退賠率最高的輪胎，退賠時(shí)長為40周左右。影響胎圈裂口的原因較多且復(fù)雜，主要原因如下。

圖1 胎圈周向裂口

1.1 胎體簾布伸張值過小

胎體簾布伸張值過小，輪胎硫化時(shí)受內(nèi)壓作用，胎體簾布在反包處易彎曲打褶，出現(xiàn)胎圈周向裂口。

1.2 胎圈處應(yīng)力集中

防擦布的反包端點(diǎn)與耐磨膠接點(diǎn)均集中在輪輞線附近，端點(diǎn)集中處應(yīng)力集中，從而使輪輞線位置成為薄弱點(diǎn)，輪胎使用初期容易出現(xiàn)裂口。

1.3 胎圈處耐磨膠厚度小和耐磨膠接點(diǎn)超出輪輞線

胎圈處耐磨膠厚度小，胎圈與胎側(cè)膠接點(diǎn)處膠料不足，在硫化過程中膠料過度流動(dòng)，使得胎圈強(qiáng)度不足，導(dǎo)致耐磨膠打褶并出現(xiàn)胎圈周向裂口。

胎側(cè)寬度不達(dá)標(biāo)或胎側(cè)設(shè)定偏移，造成耐磨膠接點(diǎn)位置高于輪輞線，耐磨膠在使用過程中易出現(xiàn)老化裂口。

1.4 帶束層寬度大

帶束層寬度設(shè)計(jì)過大，使胎肩部位強(qiáng)度大，應(yīng)力轉(zhuǎn)移到胎圈。輪胎在使用過程中，胎圈長期應(yīng)力過大，導(dǎo)致胎圈整周裂口。

1.5 成型反包不實(shí)

三角膠和胎體簾布粘性不足，成型反包壓力和時(shí)間不符合國家標(biāo)準(zhǔn)，反包后下壓輥的滾壓時(shí)間、打壓位置、壓力不符合國家標(biāo)準(zhǔn)，均會(huì)導(dǎo)致膠芯反包不實(shí)，硫化后三角膠打彎，而在輪胎外觀檢測(cè)中這一問題難以發(fā)現(xiàn)。使用一段時(shí)間后，輪胎由內(nèi)而外在三角膠打彎處出現(xiàn)胎圈整周裂口。

2 解決方案

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）一段成型鼓寬度減小4 mm，相應(yīng)減小胎體簾布寬度，增大胎體簾布伸張值。

（2）防擦布寬度從50 mm減小至40 mm，并減小內(nèi)襯復(fù)合寬度，使輪輞線附近各部件端點(diǎn)分散，均勻過渡。

（3）胎圈處耐磨膠厚度增加1 mm，以提高胎圈強(qiáng)度。

（4）帶束層寬度減小4 mm，適當(dāng)減小胎肩部位強(qiáng)度。

2.2 擠出

（1）檢查擠出工藝執(zhí)行情況，嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定擠出工藝參數(shù)，保證擠出部件寬度和厚度符合標(biāo)準(zhǔn)。

（2）使用門尼粘度合格的膠料，防止胎側(cè)硬度大而擠壓耐磨膠，造成耐磨膠半成品形狀不良。保持胎側(cè)口型板清潔，預(yù)口型和口型無變形、無死角，防止胎側(cè)出現(xiàn)溝痕。

（3）使用離線厚度測(cè)量儀實(shí)時(shí)測(cè)量胎側(cè)尺寸，停止使用尺寸不合格的胎側(cè)，并及時(shí)調(diào)整胎側(cè)預(yù)口型和口型。

2.3 成型

（1）確保車間溫度和濕度符合國家標(biāo)準(zhǔn)，保證各部件粘性，防止成型反包不實(shí)。

（2）更換/開班檢查膠囊反包壓力、膠囊伸到成型鼓的距離和對(duì)稱度，使簾布反包打壓壓力、位置、時(shí)間和反包打壓輥到鼓間距離符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

（3）開班檢查各部件尺寸與燈標(biāo)，確保膠料尺寸合格，并嚴(yán)格按照燈標(biāo)貼合部件，嚴(yán)禁不合格部件成型。

（4）按照國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定成型鼓轉(zhuǎn)速，防止胎側(cè)拉伸量過大而影響胎側(cè)寬度和厚度。

3 改進(jìn)效果

采用以上改進(jìn)措施試制了一批試驗(yàn)輪胎（固定機(jī)臺(tái)和操作員與現(xiàn)生產(chǎn)方案相同），改進(jìn)前后成品輪胎性能見表1。

從表1可以看出，與改進(jìn)前輪胎相比，改進(jìn)后輪胎的高速性能和耐久性能明顯提高。

表1 改進(jìn)前后成品輪胎性能

耐久試驗(yàn)結(jié)束后，改進(jìn)前后輪胎胎圈斷面見圖2。

從圖2可以看出：改進(jìn)前胎圈斷面簾線反包和耐磨膠打褶，防擦布端點(diǎn)接近輪輞線端點(diǎn)，防擦布端點(diǎn)整周裂口；改進(jìn)后胎圈各部件均勻過渡，無皺褶。

圖2 改進(jìn)前后輪胎胎圈斷面

經(jīng)反饋，改進(jìn)后輪胎在使用40周內(nèi)因胎圈周向裂口的退賠率由改進(jìn)前輪胎的3.831‰降低到0.569‰，改進(jìn)效果明顯，輪胎耐久性能和安全性能顯著提高。

4 結(jié)語

通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)、嚴(yán)控?cái)D出和成型工藝，胎圈結(jié)構(gòu)更合理，避免了應(yīng)力集中，提高了胎圈強(qiáng)度，有效解決了半鋼子午線輪胎胎圈早期裂口的問題，提升了產(chǎn)品的市場競爭力。