輪胎胎圈敷貼質(zhì)量控制

張志堅，張 超，王紀增，譚 云，田冬冬，崔桐齊，徐祥越，洪 劍

（八億橡膠有限責任公司，山東 棗莊 277800）

隨著新冠肺炎疫情的持續(xù)肆虐，輪胎出口市場嚴重受阻，國內(nèi)輪胎市場的競爭進入了白熱化階段，中小企業(yè)倒閉、兼并、重組頻頻發(fā)生。在此形勢下，堅持走質(zhì)量、品牌路線是提升產(chǎn)品市場競爭力的有效辦法，同時對輪胎質(zhì)量管控提出了新的要求。

胎圈復合件（以下簡稱胎圈）位于輪胎的圈口位置，由三角膠、鋼絲圈和螺旋包布組成，是輪胎重要的組成部件，它與汽車輪轂相接觸，主要起著承載的作用，能承受因內(nèi)壓而產(chǎn)生的伸張力，克服輪胎轉(zhuǎn)彎所帶來的橫向作用力，使外胎不致脫出輪輞[1-7]。胎圈在加工生產(chǎn)過程中需經(jīng)多道工序，關(guān)鍵控制點較多，質(zhì)量管控難度較大（見圖1），加工過程中易出現(xiàn)平整性差、鋼絲圈與三角膠貼合不實等異常，且X光質(zhì)量檢驗無法檢出存在這些異常問題的成品輪胎，問題輪胎在使用過程中會出現(xiàn)胎圈空、胎圈爆和抽絲爆等，造成消費者人身和財產(chǎn)安全隱患，影響品牌形象。為此，我公司成立專項攻關(guān)小組，分析影響胎圈敷貼質(zhì)量的因素，并提出相應(yīng)解決措施，以保證胎圈質(zhì)量的合格率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

1 原因分析

1.1 終煉膠性能不合適

三角膠用終煉膠門尼粘度和硬度偏高。終煉膠門尼粘度和邵爾A型硬度對三角膠質(zhì)量的影響見表1。從表1可以看出，采用門尼粘度較低的膠料生產(chǎn)的三角膠致密性最好，胎圈敷貼質(zhì)量最好。

表1 終煉膠門尼粘度和硬度對三角膠質(zhì)量的影響

1.2 三角膠根部幾何形狀設(shè)計缺陷

三角膠擠出口型設(shè)計時根部形狀設(shè)計不合理，與鋼絲圈外形尺寸、角度差異較大，導致鋼絲圈與三角膠根部匹配性差，三角膠根部存氣高無法貼實，造成胎圈質(zhì)量不合格。

1.3 三角膠結(jié)構(gòu)設(shè)計缺陷

三角膠硬膠面積和寬度小，敷貼時胎圈挺性差。三角膠類型及搭接形式（見圖2）對胎圈敷貼質(zhì)量的影響為：X三角膠（弧形搭接，硬膠寬度為55 mm）敷貼質(zhì)量良好；Y三角膠（折狀搭接，硬膠寬度為40 mm）敷貼質(zhì)量不佳，胎圈外翻，平整性差；Z三角膠（弧形或折狀搭接，硬膠寬度為65 mm）敷貼質(zhì)量好，但其硬膠面積較大，會對成品輪胎質(zhì)量造成不良影響，不建議采用。

1.4 三角膠生產(chǎn)參數(shù)異常

三角膠生產(chǎn)速度快，膠料焦燒，表面粘性差。操作工為提升產(chǎn)出量，作業(yè)時擠出機轉(zhuǎn)速過快（有時達到額定轉(zhuǎn)速的90%），導致部件擠出溫度過高，嚴重時會造成膠料焦燒，膠料流動性差，表面硬度較高，極易導致胎圈敷貼不實。

1.5 部件尺寸不合格

三角膠根部厚度超出公差范圍，易造成鋼絲圈與三角膠根部無法貼實、有間隙；鋼絲圈鋼絲排列異常，貼合面單絲凸起，易導致鋼絲圈與三角膠無法貼實，如圖3所示。

1.6 設(shè)備精度不達標

（1）敷貼機傘貼撐板周向撐起不同步、不同心，易造成三角膠與鋼絲圈貼合局部周向不一致，導致胎圈敷貼質(zhì)量不合格。

（2）敷貼機傘貼爪與敷貼面板間距設(shè)置不合理，易造成鋼絲圈與三角膠整體貼偏、錯位。

（3）鋼絲圈撐起盤撐起不到位，易出現(xiàn)鋼絲圈與三角膠貼合不實、異常。

1.7 物料存放環(huán)境溫度和濕度不合適

三角膠存放環(huán)境溫度較低。季節(jié)交替時胎圈敷貼質(zhì)量波動性較大，因晝夜溫度和濕度變化大，天然橡膠等原材料受溫度和濕度影響，膠料加工性能不穩(wěn)定。終煉膠停放因每桌要擺放3—4車，受停放時間及環(huán)境溫度、濕度等變化影響，整桌終煉膠內(nèi)部與外部的加工性能不一致，極易造成三角膠質(zhì)量不穩(wěn)定，導致胎圈敷貼質(zhì)量不合格。

2 解決措施

2.1 嚴格控制三角膠用膠料性能

對三角膠用膠料門尼粘度及硬度進行重新標定，按標準值至下限值之間每隔3個值分別生產(chǎn)2桌終煉膠用于三角膠生產(chǎn)試驗，驗證不同門尼粘度、硬度膠料生產(chǎn)三角膠工藝通過性，通過評價確定最優(yōu)參數(shù)，然后對終煉膠指標進行嚴格控制。

2.2 優(yōu)化三角膠口型設(shè)計

為保證三角膠與鋼絲圈的完美結(jié)合，應(yīng)用三角膠口型新設(shè)計理念，即三角膠拓印開型法（見圖4），保證鋼絲圈與三角膠根部形狀匹配性較好，使鋼絲圈與三角膠貼合質(zhì)量明顯提升，較大程度上避免了因匹配性差造成的貼合不實問題。

2.3 結(jié)合產(chǎn)品類型制定三角膠設(shè)計參數(shù)對照表

為規(guī)范三角膠的設(shè)計，根據(jù)輕型載重、標準載重、重型載重、礦山防爆、中長途輪胎等產(chǎn)品類型，并結(jié)合花紋使用路況制定了三角膠硬膠設(shè)計標準。新產(chǎn)品設(shè)計時嚴格對照標準落實三角膠尺寸設(shè)計，并落實首批驗證、周期試制評價制度，確保設(shè)計參數(shù)的工藝通過性，穩(wěn)定胎圈敷貼質(zhì)量，提升成品輪胎胎圈耐久與承載性能。

2.4 固定三角膠生產(chǎn)參數(shù)

擠出轉(zhuǎn)速與擠出溫度是成正比的，擠出轉(zhuǎn)速高時擠出溫度同樣也會達到工藝控制的臨界點，為避免擠出轉(zhuǎn)速過高，對擠出參數(shù)（包括擠出機溫度）落實固化，提升膠料流動性，防止胎圈敷貼質(zhì)量異常。

2.5 確保部件尺寸合格

（1）恒定生膠源頭，同批次生膠定向生產(chǎn)三角膠部件，減小三角膠部件尺寸波動，穩(wěn)定三角膠與胎圈敷貼質(zhì)量。

（2）制定三角膠擠出標準操作法，成立三角膠定向生產(chǎn)專班，專職生產(chǎn)三角膠部件，防止因操作差異帶來的三角膠尺寸波動，最大程度上減小半成品質(zhì)量波動。

（3）制定三角膠擠出部件周期性質(zhì)量例行檢查制度，質(zhì)量保證部門和生產(chǎn)系統(tǒng)采用定期例行檢查、不定期抽查的方式檢查三角膠生產(chǎn)質(zhì)量，嚴格管控，降低三角膠質(zhì)量異常發(fā)生率。

2.6 確保設(shè)備精度達標

針對敷貼機機械頻率大、精度保持難的問題，制定設(shè)備全生命周期管理方案，確定設(shè)備包機制度，明確人員專項包機職責，誰包機誰負責，推進設(shè)備專管專責與薪酬掛鉤的管理理念，提升維修人員對設(shè)備的維保力度，確保設(shè)備高精度運行，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。

2.7 固定物料存放環(huán)境條件

對原材料、終煉膠、三角膠、包布后鋼絲圈的存放環(huán)境加強控制，在存放區(qū)域內(nèi)安裝溫度和濕度測量裝置，由質(zhì)量檢查人員落實監(jiān)控，存放區(qū)域門窗禁止隨意開關(guān)，同時對終煉膠停放時間進行重新設(shè)定，縮短終煉膠停放時間，最大程度地防止存放區(qū)域溫度和濕度變化對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

3 結(jié)語

分析影響胎圈敷貼質(zhì)量的因素，通過采取嚴格控制三角膠用膠料性能、優(yōu)化三角膠口型設(shè)計、結(jié)合產(chǎn)品類型制定三角膠設(shè)計參數(shù)對照表、固定三角膠生產(chǎn)參數(shù)、確保部件尺寸合格和設(shè)備精度達標以及固定物料存放環(huán)境條件等措施，胎圈敷貼異常問題得到有效解決，因胎圈質(zhì)量缺陷而產(chǎn)生的理賠輪胎明顯減少，成品輪胎胎圈問題返回率由0.754%降至0.213%，較大程度上避免了因胎圈質(zhì)量異常所引發(fā)的胎圈空和抽絲爆等問題，在提高經(jīng)濟效益的同時，提升了公司產(chǎn)品品牌形象與市場占有率。