輪胎胎圈打褶和胎里窩氣的原因分析及解決措施

慕振興，胥建剛，王俊霞，王明偉，孫宗濤

[浦林成山（山東）輪胎有限公司，山東 榮成 264300]

輪胎生產(chǎn)過程中的外觀質(zhì)量問題主要有以下幾類[1-5]：（1）墊傷缺陷包括胎肩墊傷、胎側(cè)墊傷、胎冠墊傷、胎里墊傷、胎肩雜物墊傷、胎側(cè)雜物墊傷、胎冠雜物墊傷和胎里雜物墊傷；（2）損傷缺陷包括胎圈彎曲、胎體變形、割傷、胎冠損傷、胎肩損傷、胎側(cè)損傷、胎圈損傷、內(nèi)襯層損傷、烙傷、削傷和胎體損傷[6]；（3）胎圈缺陷包括胎圈寬窄不一、胎趾圓角和胎圈大邊（局部、整周、露鋼絲）[7-9]；（4）胎里缺陷包括膠囊打褶、胎圈打褶、窩氣、胎里不平、膠囊裂口、粘膠囊、膠囊碎、胎里起凸和胎內(nèi)裂口；（5）缺膠缺陷包括花紋圓角、胎冠出溝、胎冠缺膠、胎肩出溝、胎肩缺膠、胎圈缺膠、下胎側(cè)/胎圈（重皮）、上/下胎側(cè)缺膠和胎里缺膠[10]；（6）模具缺陷包括胎肩出臺(tái)、胎圈出臺(tái)、花紋塊錯(cuò)位和大邊。

本工作主要對(duì)輪胎生產(chǎn)過程中比較常見、數(shù)量較多的胎里缺陷中的胎圈打褶和胎里窩氣進(jìn)行原因分析，并提出相應(yīng)的解決措施。

1 胎圈打褶

胎圈打褶是輪胎硫化過程中硫化膠囊未完全舒展開、圈口部位膠料堆積造成的圈口部位局部凹陷現(xiàn)象，見圖1。通過現(xiàn)場(chǎng)查看和分析，胎圈打褶主要是由裝胎偏歪和硫化膠囊打褶造成的。

圖1 輪胎胎圈打褶

匯總統(tǒng)計(jì)半個(gè)月的胎圈打褶缺陷，發(fā)現(xiàn)12R22.5規(guī)格輪胎胎圈打褶數(shù)量及占比最大（見表1），因此優(yōu)先對(duì)該規(guī)格輪胎進(jìn)行分析及改善。

表1 胎圈打褶輪胎數(shù)量及占比統(tǒng)計(jì)

1.1 裝胎偏歪

裝胎偏歪主要是胎坯下降到下鋼圈位置時(shí)，圈口部位一側(cè)翹起卡在鋼圈上無法下落，另一側(cè)落到鋼圈底部造成的，如圖2所示。

圖2 裝胎偏歪

1.1.1 機(jī)械手伸張直徑大

1.1.1.1 原因分析

機(jī)械手伸張直徑過大，胎坯吊起后牢固地卡在機(jī)械手抓片中上部，不能自動(dòng)滑到機(jī)械手抓片底端位置，造成抓胎偏歪。

1.1.1.2 解決措施

（1）機(jī)械手伸張直徑公差調(diào)整。機(jī)械手伸張直徑公差由±10 mm調(diào)整為±3 mm，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)所有硫化機(jī)的機(jī)械手伸張進(jìn)行確認(rèn)和調(diào)整，確保胎坯吊起后能夠自動(dòng)下滑，保持水平不偏歪。機(jī)械手伸張直徑調(diào)整前后吊胎坯情況如圖3所示。

圖3 機(jī)械手伸張直徑調(diào)整前后吊胎坯對(duì)比

（2）機(jī)械手精度校驗(yàn)。通過在機(jī)械手抓片上安裝校準(zhǔn)測(cè)量環(huán)，定期對(duì)機(jī)械手對(duì)中精度、水平精度進(jìn)行校驗(yàn)，如圖4所示。

圖4 機(jī)械手精度校驗(yàn)

1.1.2 胎坯變形

1.1.2.1 原因分析

胎坯變形過大，造成圈口部位呈橢圓或不規(guī)則形狀，胎坯降落到下鋼圈位置時(shí)不能與鋼圈緊密配合，一側(cè)翹起，另一側(cè)落到鋼圈底部，造成裝胎偏歪，如圖5所示。

圖5 胎坯變形裝胎情況

1.1.2.2 解決措施

對(duì)容易變形的大規(guī)格輪胎胎坯車進(jìn)行改造，損壞的胎坯車必須修理合格后再使用。將胎坯車帆布帶后方固定位置下移150 mm，并將帆布帶總長(zhǎng)度減小100 mm。此改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是不增加額外費(fèi)用，改造前后胎坯車如圖6所示。

圖6 胎坯車改造前后對(duì)比

1.2 膠囊打褶

膠囊打褶主要是由于膠囊在胎坯內(nèi)部舒展不暢，不能完全張開及與胎坯緊密貼合，造成胎坯口部膠料在膠囊打褶處堆積。

1.2.1 膠囊未噴涂隔離劑或隔離劑噴涂過少

1.2.1.1 原因分析

未噴涂隔離劑或隔離劑噴涂過少，膠囊與胎坯接觸面的摩擦力增大，不利于膠囊的舒展，易造成膠囊的堆積打褶。

1.2.1.2 解決措施

（1）規(guī)定膠囊噴涂方法。膠囊每班噴涂1—2次，每次均勻噴涂2周；新膠囊要連續(xù)噴涂2鍋；使用超過300次的膠囊可適當(dāng)增加噴涂次數(shù)，每班噴涂3—4次。

（2）膠囊替代。用光面膠囊替代碎石花紋膠囊，減小膠囊與胎坯之間的摩擦力，便于膠囊更好地舒展。膠囊外觀對(duì)比見圖7。

圖7 光面膠囊與碎石花紋膠囊外觀

1.2.2 內(nèi)套高度低

1.2.2.1 原因分析

胎坯一次定型時(shí)，胎坯上胎圈高于模具上夾盤，造成膠囊在胎坯內(nèi)部舒展不暢，導(dǎo)致膠囊堆積，產(chǎn)生打褶缺陷，一般會(huì)造成輪胎上胎圈打褶。

1.2.2.2 解決措施

內(nèi)套高度由290 mm調(diào)整為320 mm，胎坯口部與膠囊上夾盤平齊，見圖8。

圖8 內(nèi)套高度調(diào)整對(duì)比

1.2.3 膠囊收縮不均

1.2.3.1 原因分析

硫化結(jié)束啟模后進(jìn)行抽真空動(dòng)作，膠囊收縮不均造成膠囊打褶，重新裝胎坯硫化時(shí)，胎坯內(nèi)部膠料在膠囊堆積打褶處造成膠料堆積。

1.2.3.2 解決措施

在硫化結(jié)束及胎坯定型過程中增加膠囊“呼吸”動(dòng)作，讓打褶的膠囊充分伸展，收縮時(shí)形成6瓣?duì)睿阌谘b胎，減少打褶缺陷。改善前后膠囊收縮形狀見圖9。

圖9 定型改進(jìn)前后膠囊收縮形狀對(duì)比

1.2.4 裝胎高度不合適

1.2.4.1 原因分析

胎坯裝入時(shí)偏高，膠囊定型時(shí)下口膠囊擠在胎坯口部未裝進(jìn)去，導(dǎo)致膠囊堆積，產(chǎn)生打褶，此原因一般會(huì)造成下胎圈打褶。

1.2.4.2 解決措施

（1）規(guī)范裝胎高度，機(jī)械手裝胎時(shí)，胎坯下口距離下鋼圈10～15 mm。

（2）安裝機(jī)械手定位桿，控制裝胎高度在規(guī)定范圍內(nèi)，防止機(jī)械手降落不到位或降落過低。

1.3 改善效果

統(tǒng)計(jì)2018年5月至2019年6月的胎圈打褶輪胎數(shù)量，改善后胎圈打褶輪胎數(shù)量明顯減小，控制相對(duì)穩(wěn)定，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表2。

表2 改進(jìn)前后胎圈打褶輪胎數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

2 胎里窩氣

胎里窩氣是輪胎硫化過程中硫化膠囊與胎坯沒有完全結(jié)合、其間的氣體未完全排出造成的。胎里窩氣缺陷主要發(fā)生在胎里的肩部位置，如圖10所示。

圖10 胎里窩氣

2.1 數(shù)據(jù)分析

對(duì)12R22.5規(guī)格輪胎的84條胎里窩氣輪胎進(jìn)行原因分析，結(jié)果見表3。

表3 胎里窩氣原因分析

由表3可以看出，產(chǎn)生胎里窩氣的主要原因是停機(jī)時(shí)間過長(zhǎng)。停機(jī)時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)造成定型管路產(chǎn)生大量冷卻水，胎坯定型時(shí)冷卻水不易排出，膠囊不能充分伸張，與胎坯不能緊密結(jié)合，使得膠囊與胎坯之間的氣體不能及時(shí)排出，造成窩氣現(xiàn)象。

2.2 解決措施

2.2.1 工藝控制

（1）膠囊在定型狀態(tài)下噴涂脫模劑，噴涂時(shí)噴槍距離膠囊15～25 cm，脫模劑呈扇形，沿膠囊表面上下噴涂，每次均勻噴涂2周，每班噴涂1—2次；新膠囊要連續(xù)噴涂2鍋；使用超過300次的膠囊可適當(dāng)增加噴涂次數(shù)，每班3—4次。

（2）新膠囊首鍋噴涂后均勻膨脹10次，每次膠囊直徑需超過側(cè)板直徑。

2.2.2 定型時(shí)間調(diào)整

由一次定型結(jié)束后進(jìn)行二次定型改為一次定型未結(jié)束提前進(jìn)行二次定型，防止一次定型與二次定型轉(zhuǎn)換時(shí)出現(xiàn)瞬間掉壓?jiǎn)栴}。

2.2.3 增加定型排放裝置

在主排管路增加定型排放裝置，一次定型開始的同時(shí)，自動(dòng)打開定型排放閥門，將定型管路的冷凝水充分排放，保證定型壓力穩(wěn)定。

2.3 改善效果

試驗(yàn)選擇生產(chǎn)12R22.5規(guī)格輪胎的309#—311#和317#—319#共6臺(tái)1 727 mm（68英寸）硫化機(jī)進(jìn)行改進(jìn)試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表4。

表4 胎里窩氣改善效果

由表4可以看出，改進(jìn)后胎里窩氣輪胎數(shù)量及占比明顯減小，改善效果明顯。

3 結(jié)語(yǔ)

通過現(xiàn)場(chǎng)原因分析及采取一系列整改措施，解決了輪胎胎圈打褶和胎里窩氣問題，取得了初步成效，提升了產(chǎn)品合格率，改進(jìn)后1年中胎圈打褶和胎里窩氣缺陷輪胎數(shù)量分別減少458和65條，節(jié)約生產(chǎn)成本近18萬(wàn)元。這也為其他規(guī)格輪胎及其他缺陷的改善工作提供了理論依據(jù)。