全钢载重子午线轮胎耐磨胶与钢丝圈包布打褶的原因分析及解决措施

李庆瑞，丁小朋，杨希超，陈 科

（风神轮胎股份有限公司，河南 焦作 454150）

近年来，随着我国国民经济的发展，轮胎需求量呈现快速增长态势，由于子午线轮胎的优越性，其在轮胎市场的占有比例会逐年增大，尤其是无内胎子午线轮胎，在安全性、经济性和环保性方面具有优势，随着道路的升级及汽车使用荷载量的严格规定，其使用量逐将年增大[1]。

近几年我公司无内胎轮胎产量不断增大，但通过成品轮胎断面切割分析发现，耐磨胶与钢丝圈包布打褶现象较多，且得不到有效控制。耐磨胶和钢丝圈包布打褶会造成钢丝圈包布端点与胎体帘布端点差级过小，引起轮胎行驶过程中应力集中，易造成轮胎使用早期胎圈裂口（见图1）、趾口爆破等风险。钢丝圈包布与胎体帘布差级过小还会造成两处端点摩擦生热，引起胎踵与防水线之间开裂。因此我公司成立攻关小组，经过持续跟踪分析和处理，目前耐磨胶与钢丝圈包布打褶现象基本得到控制，现将其原因分析与解决措施介绍如下。

图1 耐磨胶与钢丝圈包布打褶造成的胎圈裂口现象

1 耐磨教育钢丝圈包布打褶原因分析与解决措施

由于子午线轮胎骨架材料均为钢丝帘线，胎坯成型后，胎体反包外端点及钢丝圈包布反包外端点由于弯曲产生回弹应力，易造成圈口处钢丝帘布翘起（见图2），出现鼓包现象。翘起的胎坯受硫化机合模压力作用胎里帘布端点被压合后，胎侧中耐磨胶与钢丝圈包布就会发生弯曲甚至打褶现象，如图3所示。这种胎坯硫化后要进行降级处理，不能作为合格品直接出售。

图2 胎坯圈口胎体帘布端点翘起现象

图3 耐磨胶与钢丝圈包布打褶现象

1.1 耐磨胶宽度

无内胎轮胎钢丝圈包布反包端点多数高于胎体帘布反包端点，在结构上起承受耐磨胶压力的作用，如果耐磨胶宽度过大，其端点超出钢丝圈包布反包端点，且在钢丝圈包布边部胶片为包边结构、无多余胶料来减小耐磨胶向内侧流动的趋势时，就会造成耐磨胶端点打褶现象。解决措施为根据弯曲情况适当减小耐磨胶宽度，使耐磨胶内侧能全部被钢丝圈包布支撑。

1.2 钢丝圈包布定位

耐磨胶打褶主要发生在无内胎载重轮胎或部分轻载轮胎上，因为此类规格轮胎钢丝圈包布反包端点在胎体帘布反包端点上方，耐磨胶通过钢丝圈包布向内的压力无支撑点，造成耐磨胶与钢丝圈包布弯曲甚至打褶现象。针对此类情况，钢丝圈包布应采取外侧定位（即激光灯标在包布部件的外侧），稳定外侧钢丝圈包布与胎体帘布的差级，减少因钢丝圈包布宽度波动造成端点位移问题。

1.3 钢丝圈包布胶片包边结构

无内胎轮胎钢丝圈包布反包端点一般高于胎体帘布反包端点，钢丝圈包布下方有三角胶与包边胶片起支撑作用，而对于耐磨胶打褶的产品，应将钢丝圈包布胶片包边改为出边结构。根据打褶程度与位置计算钢丝圈包布包边胶片的厚度和出边大小，使包边胶片的出边结构在断面中起支撑耐磨胶的作用，减轻耐磨胶向内弯曲程度。

1.4 胎圈三角胶形状

胎圈三角胶中间呈现凹陷既会造成硫化过程中耐磨胶胶料向里侧移动，又会造成钢丝圈包布变形增大，引起打褶。解决措施是修改胎圈三角胶形状，使胶料表面平滑过渡，保证胎体帘布和钢丝圈包布外端上方胶料充足，以支撑耐磨胶，避免耐磨胶和钢丝圈包布向内塌陷。

1.5 成型机反包臂压力与速度

对于胎体帘布反包端点应力过大造成圈口材料翘起引起的耐磨胶打褶现象，解决措施是在胎坯成型过程反包臂伸出后，在胎侧滚压的起始位进行5～8 s的暂停，反包臂使用高压充气（不小于0.6 MPa）进行滚压、压实，反包臂压合后退速度减慢，应为（400±100） mm·s-1，延长对胎体帘布压合的时间，使胎体帘布端点压实，减小翘起应力。

1.6 胎坯停放时间

胎坯成型完毕后等待硫化的停放时间过长，尤其是立式存放胎坯，胎体帘布反包端点回弹应力持续作用在胎侧耐磨胶上，会引起胎体帘布反包端点翘起，造成圈口处鼓包，使胎坯在硫化时经过模具挤压引起耐磨胶打褶。解决措施是控制成型机胎坯前存量，缩短胎坯停放时间。对于易发生胎坯圈口帘布翘起的产品，每台成型机最多留存对应各台硫化机2条胎坯（给硫化储备一轮前存量），不允许超出。

1.7 成型机胶囊充气形式

耐磨胶打褶主要发生在胶囊鼓成型机上，两鼓或三鼓胶囊鼓成型机采用胶囊充气，将胎体帘布与钢丝圈包布等预压合至钢丝圈根部，再采用反包臂将胎侧、胎体帘布与钢丝圈包布压合。此种压合方式没有机械反包指力量大，解决措施是成型机必须采用助推胶囊，反包助推胶囊压力在0.15～0.30 MPa之间，三鼓胶囊成型鼓压力在0.35～0.45 MPa之间，利用助推胶囊充气，进一步对胎体反包端点位置进行压实。

1.8 耐磨胶胶料门尼粘度

耐磨胶门尼粘度过低，胶料在硫化过程中流动过大，耐磨胶自身的形状会变化过大，造成硫化后出现弯曲甚至打褶现象。解决措施是调整耐磨胶胶料的门尼粘度，确保其门尼粘度值不小于65。

2 检测方法

2.1 外观

在胎坯的钢丝圈根部至三角胶端点部位画10 mm×10 mm的网格线并标记，硫化后测量每2个网格线之间的距离，如果硫化后网格距离缩短不超过40%，则耐磨胶打褶风险较小。

2.2 轮胎断面

轮胎断面检测方法最可靠，轮胎断面切割后查看胎圈处相应材料分布即可，但断面切割会造成成本增加，因此应酌情使用。

3 结语

经过攻关，先后对不同规格产品采取上述不同的措施，我公司全钢载重子午线轮胎耐磨胶与钢丝圈包布打褶问题得到解决。

采用断面切割的检测方法，根据打褶程度和位置采取不同的解决措施，可有效解决轮胎耐磨胶与钢丝圈包布打褶问题。