CN115195171B - 载重轮胎的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于轮胎制造领域，针对现有工艺在生产载重轮胎时存在的钢丝圈刮蹭胎体、胎侧和子口包布堆料、反包困难、胎胚变形大、硫化时出现子口重皮、裂口、缺胶的问题，本发明提供载重轮胎的生产方法，包括：增大钢丝圈内径，增加将钢丝子口包布和尼龙包布的角，度限定钢丝圈底部材料径向压缩比、钢丝圈最宽处材料横向压缩比；子口包布分段敷贴；胎胚成型压合结束、卸胎前增加拉平宽工艺。本发明实现了一次法成型机生产重载产品，使现有设备得到充分利用，既保证了产品的质量，又为节约了制造成本。

Description

载重轮胎的生产方法
技术领域
本发明属于轮胎制造领域，具体涉及载重轮胎的生产方法。
背景技术
为了满足市场对轮胎承载性能的需求，提升轮胎圈部的刚性，减小轮胎的圈部变形，使得轮胎的圈部材料分布越来越厚，种类越来越多，对生产设备和工艺提出了更高的要求。全钢轮胎的生产通常使用一次成型机，一次法成型机对圈部材料分布厚的产品，存在成型时钢丝圈刮蹭胎体，胎侧和子口包布堆料，反包困难，胎胚变形大，硫化时出现子口重皮、裂口、缺胶等诸多问题，导致产品废次品率高、产品材料分布不均匀，产品性能不稳定，轮胎使用寿命短。目前有的轮胎厂商使用二次法成型机以及和成型工艺配套的钢丝圈包胶机、子口包布型胶敷贴机等设备来改善上述问题，但这些设备的投资需要上千万元，生产成本增加。
发明内容
针对现有工艺在生产载重轮胎时存在的钢丝圈刮蹭胎体、胎侧和子口包布堆料、反包困难、胎胚变形大，导致硫化时出现子口重皮、裂口、缺胶的上述问题，本发明提供载重轮胎的生产方法，通过对轮胎结构和一次法三鼓成型胎胚的工艺设计，提升产品质量，减少设备投入，降低生产成本。
本发明通过以下技术方案实现：
一种载重轮胎的生产方法，包括：
(一)对轮胎结构的改进：
将钢丝圈的内径加大4-8mm，将钢丝子口包布的角度增大8-12°，将尼龙包布的角度增大6-8°；
确定胎侧内侧到平面宽的中心的距离C＝D/2-d-k1，确定内衬层宽度L＝D-2d+2k2，其中D：平面宽；d：钢丝圈宽度，含钢丝圈缠绕布；k1：常数8～12；k2：常数7～10；
钢丝圈底部材料径向压缩比μ＝0.92～0.97，μ＝(Φ1-Φ2)/2a，其中，Φ1:钢丝圈内径；Φ2：钢丝圈正下方模具钢圈直径；a：压缩前钢丝圈底部材料总厚度，含钢丝圈缠绕包布；
钢丝圈最宽处材料横向压缩比ζ＝0.84～0.88，ζ＝BW/g，BW:钢丝圈最宽处的成品宽度；g：钢丝圈最宽处的半成品总厚度；
(二)胎体贴合工艺的改进：
子口包布分段敷贴：第一段，将钢丝包布裁断，依次在线进行包边胶片Ⅰ和Ⅱ、隔离胶片Ⅰ和Ⅱ的敷贴；包边胶片Ⅰ和Ⅱ分别敷贴在钢丝包布的两端，隔离胶片Ⅰ和隔离胶片Ⅱ敷贴在钢丝包布上与胎体相邻的一侧；第二段，在第一段组成部件的基础上离线敷贴尼龙包布，尼龙包布敷贴在子口包布的最外侧；第三段，成型时，在第二段组成的部件基础上，单独敷贴子口型胶；
(三)增加拉平宽工艺：
胎胚成型压合结束、卸胎前增加拉平宽工艺：扇形块伸张，拉动胎胚，拉平宽距离a＝((ΦD-Φd)/2)*k4，ΦD:轮胎标准直径；Φd：标准轮辋直径；k4：常数0.2～0.3。
进一步的，(一)对轮胎结构的改进：还包括：胎侧内侧耐磨胶端点位置厚度拐点设在内衬层端点的外侧，内衬层的过渡层和气密层的差级部件与胎侧厚度拐点位置的斜面搭接。
进一步的，内衬层的过渡层宽度与气密层宽度的单侧差级10～15mm。
进一步的，还包括(四)硫化装胎工艺的改进：胎胚成型后、硫化前采用平放工艺，所述托盘由水平的底部和向外倾斜的两个侧壁组成，侧壁与底部之间的夹角为钝角，胎胚放置在侧壁上。
进一步的，(四)硫化装胎工艺的改进：还包括：硫化装胎高度B＝h-c+k3，h：胎胚高度；c：模具钢圈子口宽度；k3:常数10～15。
进一步的，(四)硫化装胎工艺的改进：还包括：硫化定型时硫化胶囊与胎胚上侧子口相对位移S＝H-B，H：硫化胶囊拉直高度；B：硫化装胎高度。
进一步的，还包括(五)对硫化外胎模具的改进：硫化外胎模具的钢圈网状排气线，由相互平行的周向排气线和若干条径向排气线组成网状结构，周向排气线同心间隔分布，径向排气线将圆周等分并连接周向排气线并延伸到子口曲线以外的排气沟槽，周向排气线与径向排气线交汇处为排气孔。
进一步的，所示硫化外胎模具的钢圈网状排气线，由3条周向排气线和12-20条径向排气线组成网状结构，周向排气线Ⅰ在胎踵中间位置，周向排气线Ⅱ距胎趾13-17mm，周向排气线Ⅲ距胎趾5-9mm；径向排气线线将圆周等分。
进一步的，所述硫化外胎模具的钢圈网状排气线，由3条周向排气线和16条径向排气线组成网状结构，周向排气线1在胎踵中间位置，周向排气线2距胎趾15mm，周向排气线3距胎趾7mm；径向排气线线将圆周16等分。
进一步的，(五)对硫化外胎模具的改进：还包括：将硫化外胎模具的轮廓的下胎侧弧与轮缘的连接弧半径减小10mm～15mm。
进一步的，所述载重轮胎为20寸有内胎轮胎。
进一步的，所述胎胚子口内径周长L,1580mm≤L≤1600mm。
进一步的，所述钢丝圈内直径从526mm加大到532mm。
本发明的有益效果：
解决了一次法成型机生产重载产品胎体刮蹭钢丝圈，反包困难、材料分布不均，胎胚子口材料分布不合理导致的子口气泡、子口大边和胎圈过小，圈部压合不实，硫化子口缺胶、重皮、裂口等问题；实现了一次法成型机生产重载产品，使现有设备得到充分利用，避免大规模的设备投入，既保证了产品的质量，又为节约了制造成本。
附图说明
图1为圈部轮廓改进对比示意图；
图2为实施例半成品材料平铺示意图；
图3为实施例圈部位置结构示意图；
图4为实施例模具排气线、排气孔位置示意图；
图5为实施例子口包布组成示意图；
图6为实施例硫化装胎相对位置示意图；
图7为三鼓胶囊鼓结构示意图；
图8为实施例胎胚平放示意图。
以上图中：1-钢丝圈；2-模具钢圈曲线；3-胎体；4-钢丝包布；5-尼龙包布；6-尼龙包布；7-内衬层；8-胎侧；9-尼龙包布；10-型胶；11-填充胶；12-包边胶片Ⅰ；13-包边胶片Ⅱ；14-隔离胶片Ⅰ；15-隔离胶片Ⅱ；
2-硫化外胎模具；21-周向排气线Ⅰ；22-周向排气线Ⅱ；23-周向排气线Ⅲ；24-径向排气线；25-排气孔；
3-胎胚；
41-反包胶囊；42-扇形块；43-助推胶囊；
5-托盘；51-底部；52-侧壁。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例20寸有内胎载重轮胎的生产方法
整体步骤：利用三鼓成型法成型载重轮胎，包括：带束层贴合：在带束层贴合鼓上依次将各层带束层和胎面进行定位铺贴，压合胎面，形成带束层组合件，带束层传递环对中夹取带束层组合件，移离带束层贴合鼓；
胎体贴合：在胎体贴合鼓上，依次将胎侧、内衬层、尼龙包布、钢丝包布、胎体与垫胶定位铺贴，然后进行胎圈定位，并进行胎体预定型和定型；
胎胚成型：带束层传递环将带束层组合件移到成型鼓上对中贴在充气膨胀的胎体上；辊压胎面；胎侧反包，辊压胎侧并反包到胎肩，胎胚成型；
胎胚转移至硫化模具进行硫化。
本发明在上述工艺基础上，进行如下改进：
设计工艺
1、针对一次法成型机的反包形式容易造成圈部堆料问题，如图1所示，硫化外胎模具的轮廓的下胎侧弧与轮缘的连接弧半径时比正常设计小10mm～15mm，改善因成型时反包堆料对胎体轮廓的影响，保持胎体轮廓形状。
2、子口型胶、尼龙包布和胶片包边，并且子口包布高于胎体，圈部材料加厚度，一次法成型机成型时钢丝圈要穿过胎体筒，钢丝圈内径加大到Φ532mm(正常Φ526mm)，避免成型时胎体刮蹭钢丝圈问题。
3、钢丝子口包布、尼龙包布的大角度设计，钢丝子口包布的角度增大10°至40，尼龙包布角度增大7°至45°，减少一次法成型机成型反包时的阻力。
4、合理布置圈部的材料分布，如图2所示，以钢丝圈的位置为基准设计胎侧定位、尺寸以及内衬层的宽度：
胎侧定位C＝D/2-d-k1
D:平面宽；d:钢丝圈宽度(含钢丝圈缠绕布)；k1：常数(8～12)；
内衬层宽度L＝D-2d+2k2
D:平面宽；d:钢丝圈宽度(含钢丝圈缠绕布)；k2：常数(7～10)；
过渡层宽度与气密层宽度单侧差级10～15mm。
5、内衬层与胎侧搭接面样式如图2，胎侧内侧耐磨胶端点位置厚度拐点在内衬层端点的外侧，内衬层的过渡层和气密层的差级部件和胎侧内端点位置的斜面搭接，二者搭接部分平整，解决因端点位置厚度差大部件间存气而出现子口气泡问题。
6、设计圈部材料的丰满度，确保圈部材料的用量合理，避免出现子口大边或胎圈过小的问题：
钢丝圈底部材料径向压缩比μ＝0.92～0.97
μ＝(Φ1-Φ2)/2a
Φ1:钢丝圈内径；Φ2：钢丝圈正下方模具钢圈直径；a：压缩前钢丝圈底部材料总厚度，含钢丝圈缠绕包布；
钢丝圈最宽处材料横向压缩比ζ＝0.84～0.88
ζ＝BW/g
BW:钢丝圈最宽处的成品宽度；g：钢丝圈最宽处的半成品总厚度(包括钢丝圈宽度、胎体厚度、子口包布厚度、内衬层厚度及胎侧厚度)；如图3所示。
7、为提高子口位置胶料的流动，减少子口缺胶和裂口，模具钢圈进行网状排气线设计，如图4所示，3条周向排气线周Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和16条径向排气线24组成网状结构。周向排气线Ⅰ在胎踵中间位置，周向排气线Ⅱ距胎趾15mm，周向排气线Ⅲ距胎趾7mm；径向排气线24将圆周16等分，连接周向排气线并延伸到子口曲线以外的排气沟槽，排气线Ⅰ与径向排气线24的交汇处为Φ0.8mm的排气孔25。
制造工艺
1、选用三鼓胶囊成型鼓进行生产，三鼓胶囊成型鼓如图7所示，主要由扇形块42、反包胶囊41、助推胶囊43以及传动系统组成，此结构样式的成型鼓扇形块没有橡胶环，反包胶囊41的两个安装夹持环分布在扇形块42的一侧，因此两层胶囊直接覆盖在扇形块42上，在反包时反包胶囊41有从胎圈底部抽出的趋势，易使胎胚圈部胶料有向上抽的趋势，使胎胎胚圈部材料压缩紧密；反包胶囊为单独气路，反包压力大，反包同步性好，可减小材料堆积，两侧材料对称性好。
2、子口包布分段敷贴：如图5所示，所述子口包布由钢丝包布、尼龙包布、包边胶片和型胶组成；第一段，将钢丝包布裁断，依次在线进行包边胶片Ⅰ12和包边胶片Ⅱ13、隔离胶片Ⅰ14和隔离胶片Ⅱ15的敷贴；包边胶片Ⅰ和Ⅱ分别敷贴在钢丝包布4的两端，隔离胶片Ⅰ14和隔离胶片Ⅱ15敷贴在钢丝包布上，与胎体相邻，作用是减小胎体和子口包布间的剪切；第二段，在第一段组成部件的基础上离线敷贴尼龙包布5，尼龙包布5敷贴在子口包布的最外侧；第三段，成型时，在上完第二段组成的部件后，单独敷贴型胶6。
3、为了防止硫化时胎胚子口部位与模具钢圈刮蹭形成重皮裂口，20寸有内胎产品胎胚子口内径周长L,1580mm≤L≤1600mm；
4、成型压合结束、卸胎前增加拉平宽工艺，解决重载产品圈部部件多、材料厚，成型卸胎后容易胎胚子口凹陷问题，具体操作是：扇形块向两侧移动，拉动胎胚；
拉平宽距离a＝((ΦD-Φd)/2)*k4
ΦD:轮胎标准直径；Φd：标准轮辋直径；k4：常数(0.2～0.3)；
通过卸胎前拉平宽防止胎胚子口凹陷变形，影响硫化胎胚装锅。
5、胎胚成型后、硫化前采用平放方式，如图8所示，托盘5由水平的底部51和向外倾斜的两个侧壁52组成，侧壁与底部之间的夹角为钝角，胎胚3放置托盘上，两侧壁对胎胚3产生支撑作用力，胎胚3与底部51不接触。与立放相比，胎胚平放，能够减小胎胚变形和钢丝圈变形，改善硫化装胎胚时子口刮蹭模具钢圈。
6、硫化装胎高度设计，让胎胚定型前胎胚子口和模具钢圈处在一个比较合适的相对位置，如图6所示：
硫化装胎高度B＝h-c+k3
h：胎胚高度；c：模具子口宽度；k3:常数(10～15)；
位置过低会使胎胚与模具过早接触，在定型过程中胎胚子口部位的胶料受热粘连，影响子口部位材料的流动，容易产品轮胎子口缺陷；位置过高容易导致胎胚定型偏歪，局部出现子口大边或胎圈过小。
7、在硫化定型时减少硫化胶囊与胎胚上子口的移动距离，降低胎胚上子口刮蹭胶囊隔离剂的几率，降低上模子口重皮的发生率。
硫化定型时硫化胶囊与胎胚上侧子口相对位移S≤270mm，S＝H-B
H：硫化胶囊拉直高度；B：硫化装胎高度；各参数位置见图6。
采用以上方法，可以利用现有的三鼓成型设备，生产出高质量的载重轮胎产品。
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)

1.一种载重轮胎的生产方法，其特征在于，包括：
(一)对轮胎结构的改进：
将钢丝圈的内径加大4-8mm，将钢丝子口包布的角度增大8-12°，将尼龙包布的角度增大6-8°；
确定胎侧内侧到平面宽的中心的距离C＝D/2-d-k1，确定内衬层宽度L＝D-2d+2k2，其中D：平面宽；d：钢丝圈宽度，含钢丝圈缠绕布；k1：常数8～12；k2：常数7～10；
钢丝圈底部材料径向压缩比μ＝0.92～0.97，μ＝(Φ1-Φ2)/2a，其中，Φ1:钢丝圈内径；Φ2：钢丝圈正下方模具钢圈直径；a：压缩前钢丝圈底部材料总厚度，含钢丝圈缠绕包布；
钢丝圈最宽处材料横向压缩比ζ＝0.84～0.88，ζ＝BW/g，BW:钢丝圈最宽处的成品宽度；g：钢丝圈最宽处的半成品总厚度；
(二)胎体贴合工艺的改进：
子口包布分段敷贴：第一段，将钢丝包布裁断，依次在线进行包边胶片Ⅰ和Ⅱ、隔离胶片Ⅰ和Ⅱ的敷贴；包边胶片Ⅰ和Ⅱ分别敷贴在钢丝包布的两端，隔离胶片Ⅰ和隔离胶片Ⅱ敷贴在钢丝包布上与胎体相邻的一侧；第二段，在第一段组成部件的基础上离线敷贴尼龙包布，尼龙包布敷贴在子口包布的最外侧；第三段，成型时，在第二段组成的部件基础上，单独敷贴子口型胶；
(三)增加拉平宽工艺：
胎胚成型压合结束、卸胎前增加拉平宽工艺：扇形块伸张，拉动胎胚，拉平宽距离a＝((ΦD-Φd)/2)×k4，ΦD:轮胎标准直径；Φd：标准轮辋直径；k4：常数0.2～0.3。
2.根据权利要求1所述的载重轮胎的生产方法，其特征在于，(一)对轮胎结构的改进：还包括：胎侧内侧耐磨胶端点位置厚度拐点设在内衬层端点的外侧，内衬层的过渡层和气密层的差级部件与胎侧厚度拐点位置的斜面搭接。
3.根据权利要求1所述的载重轮胎的生产方法，其特征在于，还包括(四)硫化装胎工艺的改进：
胎胚成型后、硫化前采用平放工艺，托盘由水平的底部和向外倾斜的两个侧壁组成，侧壁与底部之间的夹角为钝角，胎胚放置在侧壁上。
4.根据权利要求3所述的载重轮胎的生产方法，其特征在于，(四)硫化装胎工艺的改进：还包括：
硫化装胎高度B＝h-c+k3，h：胎胚高度；c：模具钢圈子口宽度；k3:常数10～15。
5.根据权利要求3所述的载重轮胎的生产方法，其特征在于，(四)硫化装胎工艺的改进：还包括：
硫化定型时硫化胶囊与胎胚上侧子口相对位移S＝H-B，H：硫化胶囊拉直高度；B：硫化装胎高度。
6.根据权利要求1所述的载重轮胎的生产方法，其特征在于，还包括(五)对硫化外胎模具的改进：
硫化外胎模具的钢圈网状排气线，由相互平行的周向排气线和若干条径向排气线组成网状结构，周向排气线同心间隔分布，径向排气线将圆周等分并连接周向排气线并延伸到子口曲线以外的排气沟槽，周向排气线与径向排气线交汇处为排气孔。
7.根据权利要求6所述的载重轮胎的生产方法，其特征在于，所示硫化外胎模具的钢圈网状排气线，由3条周向排气线和12-20条径向排气线组成网状结构，周向排气线Ⅰ在胎踵中间位置，周向排气线Ⅱ距胎趾13-17mm，周向排气线Ⅲ距胎趾5-9mm；径向排气线线将圆周等分。
8.根据权利要求6所述的载重轮胎的生产方法，其特征在于，(五)对硫化外胎模具的改进：还包括：将硫化外胎模具的轮廓的下胎侧弧与轮缘的连接弧半径减小10mm～15mm。
9.根据权利要求1所述的载重轮胎的生产方法，其特征在于，所述载重轮胎为20寸有内胎轮胎。
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