勞龍龍，楊京輝，李 濤，袁金琪，代玉龍

[特拓（青島）輪胎技術(shù)有限公司，山東 青島 266100]

輪胎胎面指胎冠部位緩沖層或帶束層以上的外胎膠層或外胎與地面接觸的輪胎行駛面，由胎冠膠、基部膠和胎面翼膠構(gòu)成，其作用是防止胎體遭受機(jī)械損傷、傳遞車輛牽引力和制動(dòng)力、減緩輪胎在行駛過程中受到的沖擊[1-3]。胎面應(yīng)該具有良好的彈性、耐磨和抗刺扎性能、抓著性能。胎面翼膠與胎側(cè)膠搭接，可以起到緩沖的作用[4-5]。

針對(duì)胎面翼膠在擠出過程中的破邊問題，本工作從設(shè)備、工藝和口型工裝方面分析其產(chǎn)生原因，以期使胎面翼膠破邊現(xiàn)象得到有效改善。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 配方

天然橡膠 50，順丁橡膠 50，炭黑N375 22，炭黑N660 30，氧化鋅 3，環(huán)保芳烴油 12，防老劑4020 3.5，硫黃 1，促進(jìn)劑CBS 1，防焦劑CTP 0.2。

1.2 擠出設(shè)備

三復(fù)合擠出設(shè)備，桂林橡膠設(shè)計(jì)院有限公司產(chǎn)品，由上、中、下機(jī)頭及冷喂料擠出機(jī)加生產(chǎn)輔線組成。其中：冷喂料擠出機(jī)型號(hào)為QSM 120/k-16D（Φ120），3段螺桿直徑分別為120，250和150 mm，運(yùn)行壓力為0.5～0.6 MPa，機(jī)頭最大壓力為22 MPa，其工作參數(shù)如表1所示；口型采用電加熱、熱電偶測(cè)溫形式，口型可設(shè)定溫度；生產(chǎn)輔線主要由接取裝置、輸送輥道、冷卻線、卷取裝置等組成。

表1 Φ120冷喂料擠出機(jī)工作參數(shù)

2 胎面翼膠擠出破邊問題分析

2.1 破邊問題

生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)擠出胎面翼膠端點(diǎn)處存在鋸齒狀、不規(guī)則的破邊現(xiàn)象，且擠出膠料表面不光滑，有輕微麻面現(xiàn)象，經(jīng)冷卻線拉伸后，破邊情況較出型后更為嚴(yán)重，出現(xiàn)多個(gè)不合格品。

雖然采用加大口型邊部厚度的方法可以使破邊問題得到一定改善，但胎面翼膠出型邊部的厚度超出施工要求（0.6 mm），達(dá)到0.9～1.4 mm，成型后胎坯在胎面翼膠與胎側(cè)交接處厚度落差較大，硫化后成品輪胎在胎面翼膠交接處易出現(xiàn)周向缺膠和裂口等問題。

2.2 影響因素分析

2.2.1 口型開型比

胎面口型設(shè)計(jì)如圖1所示，設(shè)計(jì)參數(shù)如表2所示，口型開型比為口型尺寸/擠出斷面尺寸。

圖1 胎面口型設(shè)計(jì)

表2 調(diào)整前胎面口型設(shè)計(jì)參數(shù)

膠料通過擠出機(jī)剪切、塑化后，由高彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)并且膨脹，當(dāng)口型開型比不小于100%時(shí)，胎面出型后實(shí)際寬度大于半成品設(shè)計(jì)寬度。為達(dá)到設(shè)計(jì)寬度，只能加快生產(chǎn)輔線速度（如擠出機(jī)頭轉(zhuǎn)速及牽引線速度），對(duì)胎面拉伸量較大，胎面翼膠破邊的幾率增大，因此應(yīng)減小口型開型比。

2.2.2 口型進(jìn)膠口倒角樣式

口型進(jìn)膠口與出膠口（見圖2和3）在端點(diǎn)位置面積不同，進(jìn)膠口倒角較小，進(jìn)膠口面積與出膠口面積比為1∶1.5，且前后端面積分布較為均勻，易造成胎面翼膠端點(diǎn)處擠出壓力相對(duì)偏小，易導(dǎo)致胎面翼膠破邊的情況。

圖2 口型進(jìn)膠口

2.2.3 口型溫度設(shè)置

口型板溫度低，膠料不能從高彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，易造成胎面翼膠破邊。一般情況下，口型板的加熱溫度在95～100 ℃，胎面翼膠及胎側(cè)擠出口型溫度設(shè)置一致。

生產(chǎn)胎面翼膠的Φ120冷喂料擠出機(jī)溫度設(shè)定如表3所示。

圖3 口型出膠口

從表3可以看出，口型溫度為（100±5）℃，但胎面翼膠仍出現(xiàn)破邊，可以考慮增大口型溫度。

3 胎面翼膠破邊問題解決措施

根據(jù)上述分析，為解決胎面翼膠破邊問題，本工作從口型開型比、口型進(jìn)膠口倒角和口型溫度3個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整。

3.1 減小口型開型比

調(diào)整后胎面口型設(shè)計(jì)參數(shù)如表4所示。

從表4可以看出，調(diào)整后口型開型比均小于100%，胎面翼膠出型后寬度達(dá)到設(shè)計(jì)寬度要求，不需要加快輔線速度，減小了胎面翼膠出型破邊的幾率。

3.2 調(diào)整口型進(jìn)膠口倒角樣式

胎面翼膠端點(diǎn)處破邊表明該處膠料擠出量不足、擠出壓力過小，加大口型端點(diǎn)處倒角面積、提升出膠量、加大胎面翼膠端點(diǎn)處的擠出壓力可以保證胎面擠出效果良好。

調(diào)整前口型進(jìn)膠口倒角高度和深度分別為5和6 mm，調(diào)整后分別為10和8 mm。調(diào)整后口型進(jìn)膠口如圖4所示。

圖4 調(diào)整后口型進(jìn)膠口

調(diào)整后口型進(jìn)膠口倒角高度和深度均增大，胎面翼膠端點(diǎn)處的進(jìn)膠量和擠出壓力也相應(yīng)增大，可以改善胎面翼膠出型破邊問題。

3.3 調(diào)整口型溫度

為使膠料從高彈性狀態(tài)順利地轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)，避免胎面翼膠破邊，本工作將Φ120冷喂料擠出機(jī)口型溫度調(diào)整為120 ℃，其他部位溫度不變。

3.4 胎面翼膠破邊問題改善效果

口型調(diào)整后生產(chǎn)的胎面翼膠如圖5所示。

從圖5可以看出，口型調(diào)整后胎面翼膠擠出表面光滑，胎面翼膠破邊問題得到有效改善。

圖5 口型調(diào)整后生產(chǎn)的胎面翼膠

4 結(jié)語

通過減小口型開型比、增大口型進(jìn)膠口倒角高度和深度、提高口型設(shè)置溫度，胎面翼膠擠出破邊問題可以得到有效改善。