胎面擠出復(fù)合生產(chǎn)線生產(chǎn)工藝配方的建立及應(yīng)用

錢熠，鄭曉驍，樓洪

(杭州朝陽(yáng)橡膠有限公司，浙江 杭州 310018)

胎面由胎冠膠、基部膠和胎面緩沖膠構(gòu)成，其作用是防止胎體受機(jī)械損傷，傳遞車輛牽引力和制動(dòng)力，緩沖車輛在行駛過程中所承受的沖擊力，是影響輪胎質(zhì)量的重要因素。

胎面擠出復(fù)合生產(chǎn)線是生產(chǎn)胎面的主要設(shè)備，該設(shè)備生產(chǎn)工藝復(fù)雜，對(duì)控制協(xié)調(diào)性要求較高。在生產(chǎn)過程中，為獲得滿足工藝要求的胎面制品，生產(chǎn)人員往往需要根據(jù)胎面規(guī)格設(shè)置不同的生產(chǎn)工藝參數(shù)，而這些參數(shù)的設(shè)置是否合理又依賴于生產(chǎn)人員的工作經(jīng)驗(yàn)，這就導(dǎo)致胎面質(zhì)量的穩(wěn)定性難以保證。

基于此，本文根據(jù)胎面擠出復(fù)合生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝原理，通過分析影響胎面質(zhì)量的影響因素，提取了關(guān)鍵的生產(chǎn)工藝參數(shù)，結(jié)合生產(chǎn)人員的工作經(jīng)驗(yàn)，建立生產(chǎn)工藝配方模型，從而提高了胎面質(zhì)量穩(wěn)定性，獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

1 胎面擠出復(fù)合生產(chǎn)線簡(jiǎn)介

胎面擠出復(fù)合生產(chǎn)線主要由二復(fù)合擠出主機(jī)或三復(fù)合擠出機(jī)加聯(lián)動(dòng)線輔線構(gòu)成，其生產(chǎn)工藝流程一般包括擠出、復(fù)合、接取、收縮、貼合、噴淋、浸泡、定長(zhǎng)裁斷、秤重、拾取等，各公司會(huì)根據(jù)實(shí)際情況在此工藝基礎(chǔ)上適當(dāng)增減工藝流程，如圖1所示。

二復(fù)合擠出主機(jī)由一臺(tái)250熱喂料擠出機(jī)、一臺(tái)150冷喂料擠出機(jī)、供膠機(jī)、溫控等組成。

定長(zhǎng)裁斷前為聯(lián)動(dòng)線輔線Ⅰ，生產(chǎn)的胎面為連續(xù)狀態(tài)，主要由接取裝置、四段收縮輥道、連續(xù)秤、定中裝置、壓延過橋、90擠出機(jī)以及壓延機(jī)供膠橫向、縱向運(yùn)輸帶、雙工位貼膠片裝置、貼薄膜裝置、上坡運(yùn)輸帶、噴淋冷卻裝置、一次吹水裝置、定長(zhǎng)裁斷裝置等組成。

定長(zhǎng)裁斷后為聯(lián)動(dòng)線輔線Ⅱ，胎面為非連續(xù)狀態(tài)，主要由快速分離輥道、二次吹水裝置、拾取輥道等組成。

由于不同規(guī)格胎面材質(zhì)、斷面尺寸以及長(zhǎng)度各不同，要求的生產(chǎn)線速度、螺桿轉(zhuǎn)速、溫控等等生產(chǎn)工藝配方也不盡相同。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，往往依靠生產(chǎn)人員的工作經(jīng)驗(yàn)自行設(shè)置和調(diào)節(jié)這些生產(chǎn)工藝參數(shù)，導(dǎo)致生產(chǎn)出的胎面質(zhì)量穩(wěn)定性波動(dòng)很大。

2 生產(chǎn)工藝配方模型的建立

2.1 模型參數(shù)提取

結(jié)合生產(chǎn)人員操作習(xí)慣，分析二復(fù)合胎面擠出復(fù)合生產(chǎn)線工藝流程可知，需要人為設(shè)置或調(diào)節(jié)的生產(chǎn)工藝參數(shù)主要有250熱喂料擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速、250熱喂料擠出機(jī)溫控、熱喂料供膠速度、150冷喂料擠出機(jī)轉(zhuǎn)速、150冷喂料擠出機(jī)溫控、冷喂料供膠速度、復(fù)合主機(jī)溫控、聯(lián)動(dòng)線輔線Ⅰ速度、聯(lián)動(dòng)線輔線Ⅱ速度、四段收縮輥道收縮率、連續(xù)秤重量、分選秤重量等，而其他諸如定長(zhǎng)裁斷長(zhǎng)度、生產(chǎn)規(guī)格編號(hào)、預(yù)口型編號(hào)、終口型編號(hào)、色標(biāo)條碼等均可由各工藝施工表提供。

圖1 胎面擠出復(fù)合生產(chǎn)線工藝流程示意圖

為簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝參數(shù)模型，進(jìn)一步分析上述生產(chǎn)工藝參數(shù)發(fā)現(xiàn)：

進(jìn)埔站#1、#2、#3接地變和#1、#2站用變保護(hù)裝置統(tǒng)一使用351F，351F為由微機(jī)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式保護(hù)、測(cè)控一體化裝置，實(shí)現(xiàn)饋電線路的保護(hù)，完成遙測(cè)、遙信、遙控、遙脈等運(yùn)動(dòng)功能。351F采用標(biāo)準(zhǔn)6U（半層）機(jī)箱，由交流（WB511）、電源（WB560）、CPU（WB520）、操作（WB540）等4個(gè)插件

（1）熱喂料供膠是由前端塑化機(jī)和開煉機(jī)混煉后，由供膠輸送帶直接提供至250熱喂料擠出機(jī)，當(dāng)供膠寬度和厚度通過開煉機(jī)調(diào)整至固定值時(shí)，供膠速度可通過角位移檢測(cè)供膠擺架的位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速。

（2）冷喂料供膠由前工序煉膠生產(chǎn)，供膠輸送帶與150冷喂料擠出機(jī)喂料口設(shè)計(jì)有儲(chǔ)料坑，通過高、低位光電開關(guān)可實(shí)現(xiàn)供膠速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

（3）各規(guī)格胎面要求的250熱喂料擠出機(jī)溫控和150冷喂料擠出機(jī)溫控相差在±5℃，可以嘗試采用一組溫控設(shè)定值。

（4）根據(jù)小口率及制品重量數(shù)據(jù)采集，設(shè)定四段收縮，一般保證生產(chǎn)時(shí)制品不拱起的最大收縮，聯(lián)動(dòng)線輔線Ⅱ速度設(shè)定為50 m/min。

（5）分選秤重量

分選秤重量分為分選秤標(biāo)準(zhǔn)重量、分選秤重量上限和分選秤重量下限。分選秤標(biāo)準(zhǔn)重量由工藝施工表提供，分選秤重量上限和分選秤重量下限均設(shè)定為分選秤標(biāo)準(zhǔn)重量的3%，通過程序自動(dòng)計(jì)算。

2.2 模型建立

考慮到生產(chǎn)工藝參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)線頻繁震蕩和誤信號(hào)干擾，影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)的設(shè)定遵循分段設(shè)計(jì)、人工微調(diào)的原則。建立的生產(chǎn)工藝參數(shù)模型如下：

（1）250熱喂料擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速

250熱喂料擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速可根據(jù)口型小口率和擠出機(jī)擠出量進(jìn)行設(shè)計(jì)，具體體現(xiàn)在定長(zhǎng)裁斷后的胎面重量。根據(jù)我公司生產(chǎn)的規(guī)格，將胎面重量分為3檔，胎冠膠重量在8 kg以下，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為20 r/min；胎冠膠重量在8～25 kg范圍內(nèi)，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為26 r/min；胎冠膠重量在25 kg以上(出現(xiàn)頻次非常少主要針對(duì)工程胎)，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為30 r/min。每檔均給予操作人員±2 r/min的微調(diào)權(quán)限。

（2）150冷喂料擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速

150冷喂料擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速在保證胎面對(duì)搭門尼的前提下，可參考250熱喂料擠出機(jī)螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)方案，胎面重量在8 kg以下，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為7 r/min；胎面重量在8 kg以上，螺桿轉(zhuǎn)速設(shè)定為13 r/min。同樣，每檔均給予操作人員±2 r/min的微調(diào)權(quán)限。

（3）連續(xù)秤重量

連續(xù)秤重量包括連續(xù)秤標(biāo)準(zhǔn)重量、連續(xù)秤重量上限和連續(xù)秤重量下限。連續(xù)秤標(biāo)準(zhǔn)重量計(jì)算公式為:

(理論重量/理論長(zhǎng)度)/(1-強(qiáng)制收縮率）

其中，理論重量和理論長(zhǎng)度均可由工藝施工表獲得。

連續(xù)秤重量上限和連續(xù)秤重量下限均設(shè)定為連續(xù)秤標(biāo)準(zhǔn)重量的3%，通過程序自動(dòng)計(jì)算。

（4）聯(lián)動(dòng)線輔線Ⅰ速度

聯(lián)動(dòng)線輔線Ⅰ速度對(duì)擠出的胎面溫度影響較大，可將接近標(biāo)準(zhǔn)擠出溫度的最快線速度作為設(shè)定值，并給予操作人員±0.3 m/min的微調(diào)權(quán)限。

生產(chǎn)工藝配方模型建立后，生產(chǎn)人員只需根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃選擇相應(yīng)的配方下載，即可生產(chǎn)出滿足工藝要求的胎面。

3 生產(chǎn)工藝配方模型驗(yàn)證

為驗(yàn)證生產(chǎn)工藝配方模型，挑選2個(gè)規(guī)格胎面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)定的主要生產(chǎn)工藝配方如表1所示。以胎面連續(xù)秤重量、分選秤重量評(píng)判生產(chǎn)工藝配方是否合理，分別對(duì)各班組生產(chǎn)的胎面共100條進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，部分結(jié)果如表2所示。

表1 生產(chǎn)工藝配方

表2 統(tǒng)計(jì)結(jié)果

利用CPK（能力比率）分析表2中的數(shù)據(jù)以此評(píng)判生產(chǎn)工藝配方是否合理，其中CP反映結(jié)果居中和分散的程度，計(jì)算公式如下：

其中，USL為偏差上限，LSL為偏差下限，為目標(biāo)值，s為樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差。

規(guī)格為385/65R22.5的胎面連續(xù)秤重量CPK為1.87，分選秤重量CPK為1.55，規(guī)格為7.25R16的胎面連續(xù)秤重量CPK為1.77，分選秤重量平均誤差為CPK為1.33，完全滿足生產(chǎn)工藝質(zhì)量的要求。

4 結(jié)論

本文根據(jù)胎面擠出復(fù)合生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝原理，通過分析影響胎面質(zhì)量的影響因素，提取了關(guān)鍵的生產(chǎn)工藝參數(shù)，結(jié)合生產(chǎn)人員的工作經(jīng)驗(yàn)，建立生產(chǎn)工藝配方模型，從實(shí)際使用使用情況來(lái)看，可以減少對(duì)生產(chǎn)人員經(jīng)驗(yàn)的依賴，提高胎面生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性。