侧壁白字轮胎胎侧口型关键点设计

郑 涛, 潘存孝, 路丹丹, 侯文敏, 徐 岩, 刘 伟

（山东丰源轮胎制造股份有限公司, 山东 枣庄 277300）

侧壁白字轮胎胎侧口型关键点设计

郑 涛, 潘存孝, 路丹丹, 侯文敏, 徐 岩, 刘 伟

（山东丰源轮胎制造股份有限公司, 山东 枣庄 277300）

侧壁白字轮胎胎侧从口型板研修到实现两条对称的胎侧（一条白、一条黑）同时完美挤出，须在口型上控制3个关键点，即a点厚度决定胎侧屈挠性能，影响轮胎路面使用性能；b点厚度决定覆盖胶厚度，影响成品轮胎最后一道工序的打磨；c点厚度决定白胶与胎侧胶搭接的坡面，影响部件生产时覆盖胶的贴合质量及胎胚成型后的外观质量。

口型板；胎侧屈挠；侧壁白字

0 前 言

随着社会的发展，汽车已成为现代生活的必需品，更新换代和新产品开发步伐日益加快。人们对汽车轮胎也有了新的要求，不仅仅要求汽车轮胎能提供其特有的性能要求，对外观也越来越重视了，尤其对轿车轮胎的外观要求越来越高[1]。除字体美观外，胎侧颜色的设计也变得更加重要。轮胎侧壁白字技术在此背景下应运而生。该开发项目主要研究的内容包括:1）轮胎侧壁白字技术，主要是将轮胎侧壁商标与花纹标示部分制造成白色的，在整条黑色轮胎中凸显出来，使轮胎外形看起来更加美观；2）轮胎侧壁白边技术，主要是将轮胎侧壁环形部分制造成白色，增加轮胎的美观度。

轮胎侧壁白字技术的关键：

1）白胶、覆皮胶等胶料的配方技术，应能满足产品的性能要求；

2）胎侧部件设计应有专门满足白胶与黑胶的四复合技术，设计的挤出流道、预口型、口型板专门用于侧壁白字轮胎的半部件制造；

3）侧壁白字轮胎产品结构设计。

本文主要针对“胎侧部件设计”方面对白胎侧口型进行优化设计。

白胎侧生产所用三复合压出线为120C/250C/150C复合挤出机组。

Φ120×14D型销钉机筒冷喂料挤出机：

螺杆直径：Φ120 mm

螺杆长径比：L/D=14

螺杆转速：5～55 r/min

销钉数量：6个，10排

挤出最大产量：850 kg/h

Φ250×16D型销钉机筒冷喂料挤出机：

螺杆直径：φ250 mm

螺杆长径比：L／D＝16

驱动电机功率：500 kW，AC380 V

销钉数量：10个，12排，带60个盲销钉

螺杆转速：2.6～26 r/min

螺杆与机筒间隙：＜0.7 mm

最大排胶量（敞开机头）：3500 kg/h

Φ150×16D型销钉机筒冷喂料挤出机：

螺杆直径：Φ150 mm

螺杆长径比：L/D＝16

螺杆转速：4.5～45 r/min

销钉数量：8个，10排

挤出最大产量：1300 kg/h

其中白胶挤出所用挤出机为Φ120×14D型销钉机筒冷喂料挤出机。

开发设计的白胎侧示意图见图1。

图1 白胎侧示意图

1 生产存在的问题

传统式三复合压出线生产胎侧所需的口型板为上下板结构形式，对于简单的胎侧与子口胶的复合，此形式可完美实现胎侧挤出。

针对图1所示的白胎侧挤出，常规的上下板式口型板无法满足白胎侧挤出生产所需。

1.1 口型板形式的改变

针对上述问题，通过综合对比行业内口型板的形式，将常规口型板改造为带内口型的口型板。效果图详见图2。

图2 口型对比图

1.2 侧壁白字轮胎口型关键点设计

1.2.1 口型制作原理

以式（1）的计算为依据，算出新制作的口型外形（profile）的理论设计尺寸。

式中：D为新开口型须研修部位的理论尺寸，mm；A为类似口型板须研修部位的理论尺寸，mm；B为新开口型须研修部位第一次修整后的实测尺寸，mm；C为类似口型板须研修部位修整后的实际尺寸，mm。

根据式（1），以下比例关系成立：类似口型开口/类似口型实际测定值=新口型开口/新口型测定值。

其中A：类似口型开口为之前3个批次或规格的参照值。也就是在相同挤出机进行挤出后，口型各位置类似的宽度、厚度变化。

1.2.2 原因分析

通过多次挤出试验发现，白胎侧口型存在3个关键点。3个关键点对应胎侧位置详见图3。

图3 白胎侧口型关键点

针对白胎侧的3个关键生产点，展开如下工艺研究：

1） a点厚度决定胎侧屈挠性能，影响轮胎路面使用性能。

2） b点厚度决定覆盖胶厚度，影响成品轮胎最后一道工序的打磨、成品美观性、生产成本。

3） c点厚度决定白胶与胎侧胶搭接的坡面，影响部件生产时覆盖胶的贴合质量及胎胚成型后的外观质量。

2 解决措施及结果

2.1 a点厚度

通过白胎侧口型调整，使关键点a呈不同厚度，通过试验测试屈挠性能。

试验设备：屈挠试验机,型号为高铁 GT-7011-DG。具体测试数据详见表1。

表1 屈挠测试数据（第一轮）

实验数据显示,关键点a的厚度范围1.0～1.5 mm，屈挠测试数值显示效果最好。

在第一轮测试数据的提示下，为进一步优化、细化测试数据，并选定最优点，再进行第二轮测试。第二轮测试a点厚度分别通过口型研修控制在1.0～1.5 mm 6个不同的厚度，并对屈挠次数数据进行优化。测试时取相同a点厚度的胎侧，平板硫化后制作三个相同的试样，测量屈挠次数后取平均值。具体测试数据见表2。

表2 屈挠测试数据（第二轮）

经过2次试验后，白胎侧关键点a厚度口型控制标准定为（1.4±0.1）mm。

2.2 b点厚度

通过白胎侧口型调整，使关键点b呈不同厚度，查看白胎侧生产效果。

表3 b点厚度对应生产效果（第一轮测试）

现场生产结果显示，关键点b的厚度在0.7～1.0 mm之间生产的白胎侧半部件，胎侧与覆盖胶之间不会存在胎侧反包后破洞的现象，且使用的覆盖胶数量最少，可降低生产成本。

在第一轮测试数据的提示下，为进一步优化、细化测试数据，并选定最佳覆盖胶厚度，现做第二轮测试。第二轮测试b点厚度分别通过调整两辊压延机辊距，将覆盖胶厚度控制在0.6～0.9 mm之间，取5个不同的厚度，并对贴合效果进行验证，具体生产结果见表4。

表4 b点厚度对应生产效果（第二轮测试）

经过2次试验后，白胎侧关键点b厚度(即覆盖胶厚度)控制标准定为(0.70±0.05)mm。

2.3 c点厚度

在确认了白胎侧关键点a、b点的厚度后，白胎侧的贴合过程仍存在气泡问题。为解决白胎侧贴合覆盖胶的气泡问题，通过对白胎侧口型板及胎侧施工进行分析，决定通过试验调整关键点c的厚度来解决贴合气泡问题。初始施工设计关键点c的厚度为2 mm,具体调整试验数值见表5。

表5 c点厚度对应生产效果

实验数据表明，关键点c的厚度范围0.4～0.5 mm生产的白胎侧半部件，胎侧与覆盖胶之间贴合时基本不会存在气泡问题。

白胎侧关键点c厚度（即白胶与胎侧胶的高点落差厚度）继续降低至0.3 mm时，白字凸显效果受到影响。

最终白胎侧关键点c厚度控制标准定为（0.40±0.05）mm。

上述调整保证了白胎侧轮胎部件生产的稳定性，口型板白胶出胶口位置与白胎侧预口型对应。按白胶宽度设计出白胶所在的位置，与预口型白胶出胶口平行一致，可实现两条对称的胎侧（一条白、一条黑）同时完美挤出。效果图详见图4。

图4 白胎侧的生产

最终生产出了品质优良且外形美观的轮胎。成品效果图详见图5。

图5 侧壁白字轮胎成品

3 结 语

通过对三复合压出线侧壁白字轮胎胎侧口型板进行改造优化，找准影响侧壁白字轮胎胎侧生产的3个关键点。即，在保证胎侧屈挠性能的同时，通过调整白胶与胎侧胶搭接的坡面高度，解决覆盖胶与白胎侧贴合的各项质量问题；通过优化调整覆盖胶厚度，既保证了成品轮胎经过最后一道工序打磨后的外形美观，又降低了生产成本。

[1] 邓世涛，王传铸，单国玲. 白胎侧轮胎设计及生产工艺[J].轮胎工业, 2003,23(6):33-35.

[责任编辑：朱 胤]

TQ 336.1

B

1671-8232(2016)10-0040-04

2016-02-05

郑涛（1982—），男，山东枣庄人，工程师，主要从事轮胎现场工艺研究和管理工作。