巨型工程機(jī)械子午線輪胎雙內(nèi)/外溫硫化工藝改進(jìn)

高 利，周 勇，劉 娟

（三角輪胎股份有限公司，山東 威海 264200）

隨著全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展及采礦業(yè)的復(fù)蘇，輪輞直徑1 245 mm（49英寸）及以上的巨型工程機(jī)械子午線輪胎越來越受到市場青睞，但其技術(shù)瓶頸一直困擾國內(nèi)巨型工程機(jī)械子午線輪胎市場的發(fā)展[1]。

為進(jìn)一步提升巨型工程機(jī)械子午線輪胎產(chǎn)品質(zhì)量，本工作對27.00R49巨型工程機(jī)械子午線輪胎進(jìn)行雙內(nèi)/外溫創(chuàng)新硫化工藝改進(jìn)，以期改善輪胎硫化程度，提高輪胎整體性能[2]。

1 動力系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)雙內(nèi)溫硫化工藝，新增一臺除氧罐，提供140 ℃低溫過熱水，將原160 ℃過熱水罐改為173 ℃高溫過熱水罐，提供高溫過熱水。

2 硫化工藝

27.00R49巨型工程機(jī)械子午線輪胎硫化工藝如表1所示。

從表1可以看出：改進(jìn)前硫化內(nèi)溫使用160 ℃單一過熱水，外溫蒸汽先通入145 ℃高溫蒸汽45 min，然后通入130 ℃低溫蒸汽至硫化結(jié)束；改進(jìn)后硫化內(nèi)溫使用2種溫度過熱水硫化，首先通入173℃高溫過熱水55 min，然后切換140 ℃低溫過熱水至硫化結(jié)束，外溫仍使用2種溫度飽和蒸汽，其中高低溫蒸汽溫度分別由改進(jìn)前145和130 ℃調(diào)整為135和125 ℃；改進(jìn)后硫化施工輪胎排壓點(diǎn)由380 min延長至400 min，相應(yīng)總硫化時間延長20 min。

表1 27.00R49巨型工程機(jī)械子午線輪胎硫化工藝

3 升溫曲線

3.1 硫化機(jī)

改進(jìn)后雙內(nèi)/外溫硫化工藝曲線如圖1所示。

從圖1可以看出：內(nèi)溫低溫過熱水切換后內(nèi)壓略有降低，內(nèi)溫逐步降低；外溫低溫蒸汽切換瞬間有輕微波動，切換約60 min后內(nèi)壓、內(nèi)溫和外溫趨于穩(wěn)定并滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

圖1 改進(jìn)后雙內(nèi)/外溫硫化工藝曲線

3.2 胎肩內(nèi)表面

硫化工藝改進(jìn)前后胎肩內(nèi)表面升溫曲線如圖2所示。

圖2 硫化工藝改進(jìn)前后胎肩內(nèi)表面升溫曲線

從圖2可以看出：改進(jìn)前硫化工藝使用160 ℃單一過熱水，上下模胎肩內(nèi)表面溫度逐步上升，上模溫度高于下模；改進(jìn)后硫化工藝內(nèi)溫使用2種過熱水，140 ℃低溫過熱水切換后內(nèi)溫顯著下降，下模溫度下降速率大于上模，低溫過熱水切換約15 min后下模溫度便開始下降，上模溫度在切換60 min后開始下降，溫度平衡后上下模胎肩內(nèi)表面溫度基本一致。

3.3 胎側(cè)外表面

硫化工藝改進(jìn)前后胎側(cè)外表面升溫曲線如圖3所示。

從圖3可以看出：外溫蒸汽溫度降低后，上下模胎側(cè)外表面溫度均明顯降低，整個硫化過程中胎側(cè)外表面上模溫度高于下模；外溫低溫蒸汽切換后，下模胎側(cè)外表面降溫速率大于上模。

圖3 硫化工藝改進(jìn)前后胎側(cè)外表面升溫曲線

3.4 輪胎最薄弱點(diǎn)

硫化工藝改進(jìn)前后輪胎最薄弱點(diǎn)升溫曲線如圖4所示。

圖4 硫化工藝改進(jìn)前后輪胎最薄弱點(diǎn)升溫曲線

2次測溫輪胎硫化程度最弱點(diǎn)位置沒有發(fā)生變化，均在最寬第5層帶束層上表面。從圖4可以看出，由于內(nèi)溫和外溫降低，最薄弱點(diǎn)總體溫度降低10 ℃左右。

4 硫化程度

經(jīng)計算硫化工藝改進(jìn)前輪胎氣泡點(diǎn)為320 min，排壓點(diǎn)定為380 min，硫化工藝改進(jìn)后因內(nèi)外溫降低，輪胎硫化氣泡點(diǎn)延長至350 min，排壓點(diǎn)定為400 min，按該排壓點(diǎn)時間計算27.00R49巨型工程機(jī)械子午線輪胎硫化工藝改進(jìn)前后關(guān)鍵部位硫化程度（包含后硫化程度）如表2所示。

表2 27.00R49巨型工程機(jī)械子午線輪胎硫化工藝改進(jìn)前后關(guān)鍵部位硫化程度 %

從表2可以看出，硫化工藝改進(jìn)后輪胎硫化最薄弱點(diǎn)、輪胎胎側(cè)外表面和輪胎內(nèi)表面總硫化程度均顯著降低，降幅分別為57%，32%和48%。

5 成品輪胎性能

對硫化工藝改進(jìn)前后的成品輪胎進(jìn)行室內(nèi)機(jī)床TKPH（Ton Kilometer per Hour，每小時噸千米）及耐久性能測試[3]。測試結(jié)果表明，硫化工藝改進(jìn)后輪胎TKPH值由405提升至448，提升了10.6%，耐久時間由291 h 延長至345 h，耐久性能提升了18.6%。

6 結(jié)論

對27.00R49巨型工程機(jī)械子午線輪胎進(jìn)行雙內(nèi)/外溫硫化工藝改進(jìn)后，總硫化時間延長20 min；輪胎硫化程度明顯降低，其中輪胎硫化最薄弱點(diǎn)、輪胎胎側(cè)外表面和輪胎內(nèi)表面總硫化程度分別降低57%，32%和48%；輪胎TKPH值提升10.6%，室內(nèi)耐久性能提升18.6%。