CN114043704A - 实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于轮胎生产技术领域，针对现有的生产胶片的工艺不能满足钢丝圈定位胶片生产要求的问题，本发明提供一种实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺,包括以下步骤：设计口型板：口型板的进胶端设有锥角，W0＝kW，W为钢丝圈定位胶片全宽，W0为口型板全宽，k为宽度变形系数；Wm＝fm*Wa,Wm为成型齿宽度，fm为成型齿宽度变形系数，Wa为钢丝圈定位胶片上定位槽的宽度；Hn＝tn*H0，Hn为钢丝圈定位胶片的厚度，H0为口型板厚度，tn为厚度变形系数；将原胶片通过喂料口送入冷喂料挤出机，胶片通过收缩辊道,在牵引皮带的作用下，进入冷却水槽，进行三阶段降温，冷却后通过吹水装置。本发明生产的定位胶片尺寸精度高，稳定性好，不易变形。
Description
技术领域
本发明属于轮胎生产技术领域，具体涉及实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺。
背景技术
实心轮胎制造过程一般采用缠绕法来成型。第一步是基部胶层成型，根据不同的规格设定不同的胶片宽度，在开炼机上热炼好的胶片在成型鼓上缠绕一定的厚度，摆放一定数量的钢丝圈(钢筋环)。普通工艺一般采用手工摆放或简易的定位工具摆放钢丝圈，由于是同时摆放多个钢丝圈，钢丝圈或钢环位置间距需要靠目视或简易的工具来确定，极难保证位置准确的准确性，无法实现设计标准的要求。并且这种手工摆放钢丝圈的生产方式效率低，精度差。钢丝圈位置偏歪后，容易引发硫化外观缺陷和内在钢圈损坏缺陷的问题，以及轮胎装配轮辋困难，轮辋与轮胎打滑、子口部位早期爆胎等影响轮胎寿命的质量问题。
申请人制作出一种带有凹槽的钢丝圈定位型胶胶片，在橡胶实心胎制造过程中，将钢丝圈放入定位型胶胶片中，由于这种胶片的固定和限位作用，确保钢丝圈的位置准确度符合产品设计要求，有效的解决了钢丝圈位置偏歪的问题，不但提高橡胶实心轮胎产品质量，而且使的橡胶实心轮胎的生产效率得到有效提高。同时也避免了硫化外观缺陷，轮胎与轮辋装配及轮胎早期损坏等问题的发生。
钢丝圈定位胶片的结构特点如下：(1)厚度公差要求严，例如，胶片总厚11mm，钢丝圈槽厚度6mm，厚度公差±0.5mm；(2)胶片宽度变化大，最小宽度100mm，最大宽度350mm；(3)钢丝圈定位槽数量多，且定位槽数量变化大，最少2个，最多8个；(4)钢丝圈定位槽宽度变化较大，不同规格从10mm到16mm不等。另外，钢丝圈定位胶片的胶料硬度高，约为邵氏85～90(轮胎现有部件胶料硬度一般不超过邵氏硬度65)，硬度高挤出过程生热高，易出现焦烧问题。
目前轮胎行业中的各种形状的胶条(片)如三角胶，子口护胶，垫胶，胎侧，胎面等，一般采用压型法或挤出法制作。压型法是两个辊筒，一个辊筒是光面，另一个辊筒刻上各种部件断面形状的凹槽，热炼胶料通过两个辊筒的挤压后，形成各种断面形状不同的胶条(片)；挤出法是胶料经过螺杆挤出机机头上安装的口型板，形成一定形状的胶条。轮胎部件中，形状较为简单，一般为三角形或梯形，且胶料硬度较低，口型与胶条间的变形系数固定，实现起来比较容易。而实心胎定位胶片结构形状较正常的轮胎部件复杂，胶料硬度大，采用现有的工艺难以生产出满足要求的产品。
发明内容
针对现有的生产胶片(胶条)的工艺不能满足钢丝圈定位胶片生产要求的上述问题，本发明提供一种钢丝圈定位胶片生产工艺。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，包括以下步骤：
(1)设计口型板：口型板的进胶端设有锥角，根据以下公式设计口型板的出胶口的形状，W0＝kW，W为钢丝圈定位胶片全宽，W0为口型板全宽，k为宽度变形系数；Wm＝fm*Wa,Wm为成型齿宽度，fm为成型齿宽度变形系数，m表示不同位置的成型齿，Wa为钢丝圈定位胶片上定位槽的宽度；H＝tn*Hn，H为钢丝圈定位胶片的厚度，Hn为口型板厚度，tn为厚度变形系数，n表示口型板上不同的取值点，取值点在口型板上平均分布，取值点的数量满足在成型齿的两侧均有取值点；
(2)钢丝圈定位胶片的生产装置包括以下组成部分：冷喂料挤出机、收缩辊道、牵引皮带、冷却水槽、吹水装置、定长切割装置及接取辊道，步骤(1)所述口型板作为钢丝圈定位型胶胶片的成形部分；
(2-1)将原胶片通过喂料口送入冷喂料挤出机，胶料通过所述口型板形成钢丝圈定位型胶胶片的基本形状，此时胶片处于膨胀的状态；
(2-2)胶片通过收缩辊道开始收缩并逐步达到工艺设计要求，通过调整收缩辊道的牵引速度，使得胶片的尺寸趋于稳定一致；
(2-3)在牵引皮带的作用下，胶片进入冷却水槽，进行三阶段降温，冷却水温度逐级降低，经过充分冷却，胶片温度稳定至工艺要求的范围内；
(2-4)冷却后的胶片通过吹水装置，将胶片表面的冷却水吹干净，同时进一步冷却至室温温度；
(2-5)吹过水的胶片经过定长切割装置，被切割成符合工艺要求长度。
进一步的，所述钢丝圈定位胶片上均布6个定位槽，则k＝1.02；口型板上均布6个成型齿，自端部到中心的成型齿宽度依次为W1、W2和W3；对应位置宽度变形系数f1＝1.15，f2＝1.03，f3＝1.04；口型板上均布15个取值点，各取值点厚度从中心点到端部依次为H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7和H8，对应位置厚度变形系数对应位置厚度变形系数t1＝1.092，t2＝1.021，t3＝1.016，t4＝0.982，t5＝0.965，t6＝0.908，t7＝0.857，t8＝0.845。
进一步的，所述锥角为30°～45°。
进一步的，所述定位槽的宽度Wa为19±5mm，槽间距为20±5mm，定位槽为2～8个。
进一步的，所述定位槽的宽度Wa为19mm，槽间距为20mm，定位槽为6个。
进一步的，所述步骤(2-3)，第一阶段冷却水40℃-28℃，第二阶段冷却水25℃-18℃，第三阶段冷却水12℃-5℃。
进一步的，所述步骤(2-3)，第一阶段冷却水30℃，第二阶段冷却水22℃，第三阶段冷却水7℃。
进一步的，所述步骤(2-1)，冷喂料挤出机的螺杆长径比为1：16，螺杆转速为4.3～43r/min。
进一步的，所述步骤(2-1)，螺杆回水温度为70±5℃；塑化回水温度为75±5℃；挤出机机身温度为75±5℃；挤出机机头温度为90±5℃；挤出机口型预热温度85℃～90℃；胶条挤出温度≤105℃。
有益效果：
本发明克服了胶料硬度大，挤出过程生热高，易出现焦烧问题，生产的定位胶片尺寸精度高，稳定性好，不易变形；本发明的工艺操作简单。
附图说明
图1为实施例钢丝圈定位胶片结构示意图；
图2为实施例口型板的剖面示意图；
图3为实施例口型板的出胶口示意图；
图4为实施例口型板的整体结构示意图。
以上图中，1-口型板锥角，2-口型板进胶侧，3-口型板出胶侧，4-定位槽成型齿，5-出胶口，6-定位槽。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明。
实施例
一、生产装置
实心胎钢丝圈定位胶片的生产装置包括以下组成部分：冷喂料挤出机、收缩辊道、牵引皮带、冷却水槽、吹水装置、定长切割装置及接取辊道。
挤出设备：XJD-150×16D销钉式冷喂料挤出机
螺杆直径：Φ150mm
螺杆长径比(L/D＝)1：16
螺杆转速：4.3～43r/min
电机功率：220kW
挤出最大产量：～1500kg/h(敞开机头状态下)
液压挤出机头最大挤出断面：500×20mm
口型板作为钢丝圈定位胶片的成形部分。
1.口型板的选材：45#钢，锻造，调质，硬度34～38HRC。
2.根据口型板与定位胶片的关系设计口型板：
钢丝圈定位胶片的断面结构如图1所示，胶片的厚度H为12mm，钢丝圈槽深度h为6mm，厚度公差±0.5mm；胶片全宽W为254mm；钢丝圈定位槽等间距分布，其数量为6个，定位槽的宽度Wa为＝19mm，槽间距为20mm。
口型板的进胶端，如图2所示，锥角的大小为35°。
口型板的出胶口如图3所示，W1、W2、W3表示出胶口定位槽成型齿的宽度，定位槽成型齿的位置从端部开始算，W1为端部的定位槽成型齿宽度，向中心依次为W2、W3；H1～H8表示出胶口各部位厚度，位置从中心点到端部平均分布，H1为出胶口中心点厚度，从中心点向端部各点的厚度依次为H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8。
根据以下公式设计口型板的出胶口的形状：
W0＝kW，W--钢丝圈定位胶片全宽，W0--口型板全宽，k--宽度变形系数，k＝1.02，经计算口型板全宽W为259mm。
口型板成型齿宽度Wm＝fm*Wa,fm为成型齿宽度变形系数，m＝1～3自然数，Wa为钢丝圈定位胶片的定位槽的宽度。
表1成型齿宽度变形系数fm
经计算，W1＝21.85；W2＝19.57；W3＝19.76。
H＝tn*Hn，H--钢丝圈定位胶片厚度，Hn--口型板厚度，tn--厚度变形系数，n＝1～8自然数。如图3所示，出胶口中心点到端部的厚度依次为H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7和H8。
口型板出胶口各部位厚度如下表所示：
表2厚度变形系数tn
经计算口型板各部位厚度见下表：
表3口型板各部位厚度
| 口型板位置 | H1 | H2 | H3 | H4 | H5 | H6 | H7 | H8 |
| 口型板厚度 | 11 | 11.7 | 11.8 | 12.2 | 12.4 | 13.2 | 14 | 14.2 |
胶料硬度较高，容易焦烧熟胶的胶料，口型厚度应较薄。
口型板的内表面光滑，粗糙度≤3.2微米。
二、挤出工艺
(2-1)将原胶片(邵氏硬度85～90)通过喂料口送入冷喂料挤出机，胶料通过所述口型板形成钢丝圈定位型胶胶片的基本形状，此时胶片处于膨胀的状态。
挤出工艺标准：
螺杆回水温度；70±5℃；塑化回水温度：75±5℃；
挤出机机身温度：75±5℃；挤出机机头温度：90±5℃。
挤出机口型预热温度：85～90℃
喂料胶片尺寸：宽度650±50mm、厚度9±1mm；
胶条挤出温度：≤105℃；
返回胶掺用比例≤20％；
压出速度≤10r/min。
(2-2)胶片通过收缩辊道开始收缩并逐步达到工艺设计要求，通过调整收缩辊道的牵引速度，使得胶片的尺寸趋于稳定一致。
(2-3)在牵引皮带的作用下，胶片进入冷却水槽，进行三阶段降温，冷却水温度逐级降低，经过充分冷却，胶片温度稳定至工艺要求的范围内，≤40℃；
冷却水温度：
第一阶段室温冷却水30℃，
第二阶段地下水冷却水22℃，
第三阶段是冰冻冷却水7℃。
(2-4)冷却后的胶片通过吹水装置，将胶片表面的冷却水吹干净，同时进一步冷却至室温温度；
(2-5)吹过水的胶片经过定长切割装置，被切割成符合工艺要求长度。
(2-6)胶片进入接取辊道，接取并摆放到专用存放架停放，备用。
胶片存放温度：≤40℃；
胶片停放时间：4-72小时；
胶片存放：最多不超过10层，型胶条不得挤压变形。
三、产品
外观：定位胶片表面无杂物、无自硫胶、无水迹、无破边、无气泡、无喷霜。
定位胶片公差(停放后)：宽度：±3mm；厚度：±1mm；长度：±5mm；重量：±0.1kg；大头小尾：≤5mm。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (9)
1.一种实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)设计口型板：口型板的进胶端设有锥角，根据以下公式设计口型板的出胶口的形状，W0＝kW，W为钢丝圈定位胶片全宽，W0为口型板全宽，k为宽度变形系数；Wm＝fm*Wa,Wm为成型齿宽度，fm为成型齿宽度变形系数，m表示不同位置的成型齿；Wa为钢丝圈定位胶片上定位槽的宽度；H＝tn*Hn，H为钢丝圈定位胶片的厚度，Hn为口型板厚度，tn为厚度变形系数，n表示口型板上不同的取值点，取值点在口型板上平均分布，取值点的数量满足在成型齿的两侧均有取值点；
(2)钢丝圈定位胶片的生产装置包括以下组成部分：冷喂料挤出机、收缩辊道、牵引皮带、冷却水槽、吹水装置、定长切割装置及接取辊道，步骤(1)所述口型板作为钢丝圈定位型胶胶片的成形部分；
(2-1)将原胶片通过喂料口送入冷喂料挤出机，胶料通过所述口型板形成钢丝圈定位型胶胶片的基本形状，此时胶片处于膨胀的状态；
(2-2)胶片通过收缩辊道开始收缩并逐步达到工艺设计要求，通过调整收缩辊道的牵引速度，使得胶片的尺寸趋于稳定一致；
(2-3)在牵引皮带的作用下，胶片进入冷却水槽，进行三阶段降温，冷却水温度逐级降低，经过充分冷却，胶片温度稳定至工艺要求的范围内；
(2-4)冷却后的胶片通过吹水装置，将胶片表面的冷却水吹干净，同时进一步冷却至室温温度；
(2-5)吹过水的胶片经过定长切割装置，被切割成符合工艺要求长度。
2.根据权利要求1所述的实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，其特征在于，所述钢丝圈定位胶片上均布6个定位槽，则k＝1.02；口型板上均布6个成型齿，自端部到中心的成型齿宽度依次为W1、W2和W3；对应位置宽度变形系数f1＝1.15，f2＝1.03，f3＝1.04；口型板上均布15个取值点，各取值点厚度从中心点到端部依次为H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7和H8，对应位置厚度变形系数对应位置厚度变形系数t1＝1.092，t2＝1.021，t3＝1.016，t4＝0.982，t5＝0.965，t6＝0.908，t7＝0.857，t8＝0.845。
3.根据权利要求1所述的实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，其特征在于，所述锥角为30°～45°。
4.根据权利要求1～3任一项所述的实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，其特征在于，所述定位槽的宽度Wa为19±5mm，槽间距为20±5mm，定位槽为2～8个。
5.根据权利要求4所述的实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，其特征在于，所述定位槽的宽度Wa为19mm，槽间距为20mm，定位槽为6个。
6.根据权利要求1所述的实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，其特征在于，所述步骤(2-3)，第一阶段冷却水40℃-28℃，第二阶段冷却水25℃-18℃，第三阶段冷却水12℃-5℃。
7.根据权利要求1所述的实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，其特征在于，所述步骤(2-3)，第一阶段冷却水30℃，第二阶段冷却水22℃，第三阶段冷却水7℃。
8.根据权利要求1所述的实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，其特征在于，所述步骤(2-1)，冷喂料挤出机的螺杆长径比为1：16，螺杆转速为4.3～43r/min。
9.根据权利要求1所述的实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，其特征在于，所述步骤(2-1)，螺杆回水温度为70±5℃；塑化回水温度为75±5℃；挤出机机身温度为75±5℃；挤出机机头温度为90±5℃；挤出机口型预热温度85℃～90℃；胶条挤出温度≤105℃。
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