全鋼子午線輪胎鋼絲圈包膠技術(shù)性能淺析

王　芳，明　輝，賀平均(風(fēng)神輪胎股份有限公司， 河南 焦作 454003)

全鋼子午線輪胎鋼絲圈包膠技術(shù)性能淺析

Analyse of technical performance of rubber isolated for all steel radial tyre steel bead

王芳，明輝，賀平均
(風(fēng)神輪胎股份有限公司， 河南 焦作 454003)

主要介紹全鋼子午線輪胎鋼絲圈包膠設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，重點(diǎn)闡述鋼絲圈包膠設(shè)備的工藝技術(shù)優(yōu)勢，采用該設(shè)備后，完全滿足質(zhì)量要求，全鋼子午線輪胎超載的問題及胎圈耐久壽命有大幅度提升，減少子口缺陷，提升了產(chǎn)品質(zhì)量及勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

鋼絲圈；包膠；工藝流程；產(chǎn)品性能

隨著輪胎行業(yè)的發(fā)展，全鋼子午線輪胎市場慢慢飽和，外資、日資、臺資等輪胎生產(chǎn)廠家為形成獨(dú)有的核心競爭力，提升產(chǎn)品品質(zhì)，降低企業(yè)投資成本，已相繼開發(fā)使用適合本企業(yè)的鋼絲圈生產(chǎn)設(shè)備——TBR鋼絲圈包膠設(shè)備。

TBR鋼絲圈包膠設(shè)備主要是用來生產(chǎn)20″規(guī)格耐載型系列輪胎，在目前的市場上，國內(nèi)多家輪胎生產(chǎn)廠家已將此新技術(shù)、新工藝引進(jìn)亦相繼研制并投入生產(chǎn)使用，通過近年來市場對比分析，驗(yàn)證了此工藝可行性，確實(shí)有效解決載重的問題，減少子口缺陷，提升胎圈耐久壽命及勞動(dòng)生產(chǎn)效率，使全鋼子午輪胎占有更大的市場份額。

TBR鋼絲圈包膠（如圖1）設(shè)備采用Siemens S7-400/300系列控制系統(tǒng)，設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性、輪胎質(zhì)量所要求的鋼圈技術(shù)指標(biāo)保證手段等方面，與國內(nèi)目前普遍采用的螺旋包布纏繞形式的鋼圈包布都有很大區(qū)別，并將鋼絲圈纏繞包布的水平推上了一個(gè)新臺階，也使我們?nèi)抡J(rèn)識了全鋼載重子午線輪胎的一個(gè)嶄新的階段。

圖1　鋼絲圈包膠示意圖

目前國內(nèi)全鋼載重子午線輪胎胎圈的生產(chǎn)方式采用的是六角形鋼絲圈纏繞加上傳統(tǒng)的鋼圈螺旋包布纏繞結(jié)合的生產(chǎn)方式，與鋼絲圈包膠在設(shè)備配置、成本投入、工藝流程、產(chǎn)品性能、人工勞效及工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上面有很大的區(qū)別。

1　傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞與鋼圈包膠的設(shè)備配置對比

傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞機(jī)需要前工序操作人員、設(shè)備、產(chǎn)能的投入：

（1）斜交S壓延生產(chǎn)纖維簾布的操作人員、設(shè)備、產(chǎn)能的投入；

（2）纖維簾布縱裁生產(chǎn)線人員3名、設(shè)備1套、產(chǎn)能的投入；

（3）纖維簾布多刀縱裁生產(chǎn)線人員3名、設(shè)備1套、產(chǎn)能的投入；

（4）鋼圈尼龍包布生產(chǎn)線人員3名、設(shè)備1套、產(chǎn)能的投入；

（5）纖維簾布及尼龍包布的PE膜墊布的成本投入。

采用鋼絲圈包膠新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)在線膠片熱貼。鋼絲圈纏繞膠片擠出采用Ф60 CF-擠出機(jī)，包括包膠儲積裝置、包膠供給裝置和包膠鋼絲圈裝卸裝置。包膠速度可達(dá)25 s一根圈，只需1名操作者，可減少纖維簾布縱裁生產(chǎn)線、纖維簾布多刀縱裁生產(chǎn)線及鋼圈尼龍包布生產(chǎn)線的設(shè)備、人員配置及墊布的投入，每年可直接給企業(yè)創(chuàng)造價(jià)值。

2　傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞與鋼圈包膠的原材料及人工成本投入對比

2.1原材料成本投入對比

（1）傳統(tǒng)的螺旋包布原材料成本投入/條胎

0.176kg×0.3×40元/kg+0.01 kg×12元/kg+0.176 kg×0.7×15元/kg+0.251/m× 3.61 m×0.538元=5.05元。

（2）鋼絲圈包膠技術(shù)原材料成本投入/條胎

0.316kg/條胎×15元/kg=4.74元。

若按照全鋼子午線輪胎年產(chǎn)100萬套生產(chǎn)能力計(jì)算：

每年原材料成本可節(jié)約（5.05-4.74）元×100萬套=31萬。

2.2人工成本投入對比

采用鋼絲圈包膠技術(shù)后可由原來的三班18人節(jié)省9人，每年節(jié)約人工成本36萬元。

采用鋼絲圈包膠技術(shù)后每年可節(jié)約原材料和人工成本31萬元+36萬元=67萬元。

3　傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞與鋼圈包膠的工藝流程對比

（1）傳統(tǒng)的鋼圈螺旋包布纏繞工藝流程較復(fù)雜（如圖2）。

（2）鋼絲圈包膠新技術(shù)工藝流程簡化(如圖3)。

圖2　螺旋包布纏繞工藝流程圖

圖3　鋼絲圈包膠工藝流程圖

4　傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞與鋼圈包膠的產(chǎn)品性能對比

傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞增加了六邊形鋼圈在硫化過程中扭轉(zhuǎn)變形的風(fēng)險(xiǎn)，并且輪胎運(yùn)行中胎圈鋼絲會橫向剪切胎體簾布，造成胎圈子口爆。

傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞工藝，在輪胎超載時(shí)，應(yīng)力集中及迅速升溫，尼龍包布變形后無法恢復(fù)產(chǎn)生空隙，導(dǎo)致胎體簾布易出現(xiàn)抽絲爆、拉鏈爆。

鋼圈包膠纏繞均勻，膠料流動(dòng)性能好，與三角膠芯貼合后黏著性好，硫化時(shí)不易產(chǎn)生氣泡，產(chǎn)品穩(wěn)定性能好。

鋼圈包膠與三角膠貼合后與子口鋼圈之間吻合度好、密實(shí)、基本無空隙，三角膠變形量小且均勻，提高輪胎的動(dòng)平衡和均勻性。

5　傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞與鋼圈包膠的產(chǎn)能對比

傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞35 s/圈，而鋼絲圈包膠裝置現(xiàn)在可達(dá)到25 s/圈，鋼圈生產(chǎn)效率提高10 s/圈。

傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞產(chǎn)能（班產(chǎn)）：

7 h/班×60 min×60 s/35 s /圈≈720圈/班

鋼絲圈包膠產(chǎn)能（班產(chǎn)）：

7 h/班×60 min×60 s/25 s/圈≈1 008圈/班

6　鋼絲圈包膠的工作性能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

鋼絲圈包膠設(shè)備由擠出機(jī)、三工位牽引儲存裝置、包膠膠片供料裝置、包膠貼合裝置、包膠驅(qū)動(dòng)輥、包膠導(dǎo)輥，以及包膠卷取輥和包膠鋼絲圈裝卸等裝置組成，參見圖4。

鋼絲圈包膠設(shè)備的工作性能描述：

圖4　鋼絲圈包膠設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖

6.1三工位牽引儲存裝置

三工位牽引儲存裝置前部配有接近開關(guān)記速裝置，通過力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)牽引輥，由于起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，具有下垂特性，可調(diào)速范圍寬大，可通過交流變頻調(diào)速進(jìn)行固定張力控制，控制擠出機(jī)擠出速度與儲積段儲積量之間的配比。擠出機(jī)主機(jī)采用交流變頻電機(jī)，控制與流程之間速比，可避免鋼絲圈包膠膠片斷面拉伸現(xiàn)象。

三工位儲積段驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于檢測料位并調(diào)整牽引速度；單獨(dú)采用光電檢測開關(guān)控制儲積量，用于檢測料位并調(diào)整牽引速度，后兩個(gè)工位儲積段配置可調(diào)速電機(jī)，更好地控制包膠斷面拉伸現(xiàn)象。

6.2包膠膠片供料裝置

包膠膠片供料裝置實(shí)現(xiàn)前進(jìn)后退之目的，確保包膠膠片對鋼絲圈貼合時(shí)順利供料。配有防倒卷散熱輥裝置，實(shí)現(xiàn)儲積段包膠膠片散熱效果并確保包膠膠片無拉伸。

供應(yīng)臺前后移動(dòng)由氣缸驅(qū)動(dòng)，直線導(dǎo)軌導(dǎo)向。供料角度調(diào)節(jié)裝置，通過氣缸驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)角度調(diào)整，保證供膠位置準(zhǔn)確。先端設(shè)有中心自由導(dǎo)向裝置，保證包膠膠片供料時(shí)順利進(jìn)行供料。

帶角度裁刀裝置，可自動(dòng)定長裁切，由氣缸驅(qū)動(dòng)。氣缸驅(qū)動(dòng)定位壓輥，將包膠膠片膠頭與鋼絲圈進(jìn)行壓緊定位。

6.3包膠貼合裝置

包膠貼合裝置可根據(jù)不同規(guī)格范圍，實(shí)現(xiàn)包膠膠片與鋼絲圈的貼合。機(jī)座為主機(jī)主體構(gòu)架，整體為剛性較強(qiáng)的框架形式，減震效果強(qiáng)，結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)耐用可靠。包膠貼合裝置配置有上下定位排氣輥、反包輥、側(cè)面定位排氣輥、壓合輥、下側(cè)定位輥，溫控輥及變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)包膠膠片平整的貼合于鋼絲圈上。包膠貼合裝置下方帶有電機(jī)驅(qū)動(dòng)的升降調(diào)節(jié)裝置，以適應(yīng)不同規(guī)格鋼絲圈的包膠膠片貼合。

6.4電氣控制系統(tǒng)全線采用Siemens S7-400/300系列系統(tǒng)進(jìn)行控制，交流變頻調(diào)速，控制擠出機(jī)的啟停，實(shí)現(xiàn)全線的聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制。

6.5安全防護(hù)裝置

鋼絲圈包膠設(shè)備操作側(cè)配備安全緊急拉繩開關(guān)，并在必要位置配備急停按鈕，安全防護(hù)裝置與全線聯(lián)鎖，保護(hù)操作人員人身安全。

7　結(jié)束語

通過傳統(tǒng)的螺旋包布纏繞與鋼絲圈包膠的設(shè)備配置、成本投入、工藝流程、產(chǎn)品性能、人工勞效及工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的比較，鋼絲圈包膠設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是：包膠纏繞均勻，膠料流動(dòng)性能好，與三角膠芯貼合后黏著性好，硫化時(shí)不易產(chǎn)生氣泡，且保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性；解決鋼圈氣泡問題；實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)化作業(yè)，提升設(shè)備、工藝、技術(shù)管理和創(chuàng)新力度；設(shè)備性能強(qiáng)大，操作步驟簡單，安全性能大大提升，設(shè)備自動(dòng)化程度高，又是一種新技術(shù)、新工藝的突破；優(yōu)化人力資源配置，減少設(shè)備及人員浪費(fèi)，最大限度的發(fā)揮人力資源的優(yōu)勢，提高設(shè)備產(chǎn)能。

（XS-05）

TQ330.4

1009-797X(2015)05-0027-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.05.005

王芳（1982－），女，助理工程師，學(xué)士，畢業(yè)于空軍第一航空學(xué)院，主要從事全鋼子午胎工藝技術(shù)管理工作。

2014-04-22