王長(zhǎng)鵬

摘要：文章從輪胎硫化所用硫化罐的性能和操作對(duì)外胎質(zhì)量的影響進(jìn)行了闡述，并特別介紹了硫化罐硫化外胎經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷和防治辦法，對(duì)斜交胎的生產(chǎn)、操作具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：硫化罐；外胎硫化；外胎質(zhì)量；斜交胎

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ330

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-2374(2009)14-0180-02

外胎硫化工序是輪胎外胎生產(chǎn)的最后一道工序，也是比較關(guān)鍵的工序。其目的在于改善膠料的物理機(jī)械性能及其他性能，使輪胎能更好地滿足使用要求。在此工序中，半成品胎坯經(jīng)加熱，生膠與硫化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，橡膠由線型結(jié)構(gòu)的大分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，使膠料的物理機(jī)械性能及其他性能有明顯的改善。由于橡膠大分子的交聯(lián)過(guò)程具有單向性，由胎坯硫化變成外胎。不像其他前幾道工序具有可返回性，因此說(shuō)外胎硫化工序是比較關(guān)鍵的工序。

為提高輪胎質(zhì)量，除保證所用的胎坯質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)、工藝條件符合規(guī)定外，外胎硫化設(shè)備的優(yōu)良性能與硫化過(guò)程中的正確操作也是必不可少的，有時(shí)還會(huì)對(duì)外胎質(zhì)量產(chǎn)生重要的影響。同時(shí)外胎硫化設(shè)備的性能與硫化過(guò)程中的操作也是相互影響的，優(yōu)良的設(shè)備性能加上正確的操作才能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的輪胎；如果外胎硫化設(shè)備性能較差，但在硫化過(guò)程中精心操作，避免一些誤差積累，也可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的輪胎；相反，如果外胎硫化設(shè)備性能優(yōu)良，但操作不正確或誤差積累太多，也很難保證硫化出輪胎的質(zhì)量。本文是根據(jù)筆者多年的實(shí)踐和觀察，從外胎硫化所用設(shè)備硫化罐的性能、操作人的習(xí)慣、以及外胎常見(jiàn)的質(zhì)量缺陷等方面進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

一、硫化罐的性能與操作對(duì)輪胎質(zhì)量的影響

(一)結(jié)構(gòu)性能

在現(xiàn)階段，硫化罐按模具在硫化時(shí)克服內(nèi)壓水漲模力的方式分為水壓硫化罐、無(wú)水壓硫化罐(俗稱(chēng)土罐)、帶簡(jiǎn)易鎖緊裝置的硫化罐等幾種。

水壓硫化罐由水壓系統(tǒng)、硫化罐、底座和立柱等部分組成。水壓系統(tǒng)由工作水缸和柱塞組成，柱塞的上端設(shè)有平臺(tái)，硫化時(shí)模具疊放在平臺(tái)上，可隨柱塞升降，這樣可以準(zhǔn)確裝模并能提高效率。硫化罐部分由罐體、罐底、上橫梁、罐蓋、錯(cuò)齒環(huán)和推拉水缸等組成。罐體、罐底和上橫梁焊接組成一個(gè)整體，罐蓋周?chē)糠钟芯匦锡X，與可轉(zhuǎn)動(dòng)的錯(cuò)齒環(huán)相互配合，利用推拉水缸使錯(cuò)齒環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，完成罐蓋的開(kāi)閉。上橫梁和底座用立柱和螺帽連成一體，以克服罐內(nèi)蒸汽和硫化內(nèi)壓對(duì)罐蓋產(chǎn)生的作用力及水壓柱塞對(duì)模型產(chǎn)生的壓緊力。罐內(nèi)蒸汽及高壓水用專(zhuān)用密封圈及盤(pán)根密封。

常用的水壓硫化罐的使用高度在四米以上，直徑比較大的水壓硫化罐的使用高度也在兩米以上，一次裝入的模具較多，因此勞動(dòng)生產(chǎn)率較高。由于水壓硫化罐的自重及模具重量較大，因此安裝要求較高。而且由于水壓硫化罐占用的空間較大，因此一般都是六臺(tái)以上的水壓硫化罐集中安裝在一起。為操作方便、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率，水壓硫化罐群都配備相應(yīng)的附屬設(shè)備。這些附屬設(shè)備包括：輪胎空氣定型機(jī)、膠囊定型機(jī)、運(yùn)模輥道、鏈板運(yùn)模機(jī)、裝胎器、合模機(jī)、揭模機(jī)、起胎機(jī)、拉水胎機(jī)、后充氣裝置以及吊模具用的行車(chē)和單軌吊等。

(二)操作

將硫化罐所用的工藝條件按要求準(zhǔn)備好。

裝罐前，要將罐底的積水放干凈，并檢查托盤(pán)上凸眼和密封墊圈是否完好。將胎坯在空氣定型機(jī)或膠囊定型機(jī)上定型，裝到模具內(nèi)。用水壓硫化罐及帶簡(jiǎn)易鎖緊裝置的硫化罐硫化時(shí)，可以直接將模具裝到硫化罐內(nèi)；用土罐硫化時(shí)，由于無(wú)鎖緊裝置，模具要用螺栓扒緊后再裝入硫化罐。裝罐時(shí)，模具要放正，不能有錯(cuò)位不平的現(xiàn)象，并檢查凸跟墊圈是否完好、水胎插嘴是否適當(dāng)。用土罐硫化，可先開(kāi)一下內(nèi)壓水檢查是否漏水，然后蓋上罐蓋。用水壓硫化罐硫化，罐蓋要蓋正，座嘴(錐型連接體)不得偏歪或脫落；封罐后，關(guān)閉排水閥，先用低壓水頂模具，再轉(zhuǎn)換為高壓水，開(kāi)高壓水之前，一定要關(guān)嚴(yán)低壓水閥門(mén)和排水閥門(mén)。裝罐時(shí)要盡量錯(cuò)開(kāi)時(shí)間，以減少內(nèi)壓水及動(dòng)力水壓力的波動(dòng)。

帶簡(jiǎn)易鎖緊裝置的硫化罐的操作與土罐的操作基本相同，只是不用螺栓緊固模具。將裝好胎坯的模具放到鎖緊裝置的平臺(tái)上，對(duì)準(zhǔn)內(nèi)壓水管，封好瑣緊裝置。先通內(nèi)蒸汽或內(nèi)壓，檢查模具是否漏水，然后蓋上罐蓋，按要求硫化。

裝罐后充內(nèi)壓前，再檢查相關(guān)的閥門(mén)等，若有異常，要處理妥當(dāng)后再裝罐。先充一次水，待充滿內(nèi)壓后再換二次水循環(huán)硫化。在硫化過(guò)程中，要勤觀察、勤調(diào)節(jié)，并定期放外蒸汽乏水。開(kāi)外蒸汽升溫時(shí)，要待半分鐘后把罐內(nèi)空氣排出才能閉上排汽閥門(mén)升溫。正硫化結(jié)束，閉外蒸汽及內(nèi)壓循環(huán)水，停止硫化。打入內(nèi)冷水冷卻到規(guī)定時(shí)間。如有條件，可用外冷卻水進(jìn)行噴淋冷卻。

待外壓蒸汽和內(nèi)壓水壓力降至零，冷卻到規(guī)定時(shí)間后，關(guān)閉高壓水。打開(kāi)罐蓋，開(kāi)低壓水，把模具頂出，然后逐個(gè)吊到運(yùn)模滾道上。出胎后再準(zhǔn)備下—個(gè)周期的硫化。

(三)成各類(lèi)缺膠的主要原因

與硫化機(jī)相比，硫化罐硫化輪胎出現(xiàn)缺陷的幾率耍高一些。有些受人為因素影響較大的質(zhì)量缺陷，可以通過(guò)嚴(yán)格管理、提高操作水平來(lái)杜絕或減少。但是像缺膠和脫層等主要缺陷需要認(rèn)真分析造成缺陷的主要原因，然后采取不同的措施進(jìn)行防治。

缺膠是指在硫化完后輪胎外表面有凹陷或缺肉，且超出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形狀及國(guó)標(biāo)規(guī)定。缺膠部位主要有子口圓角、胎側(cè)缺膠、花紋肩下凹洞和花紋圓角四類(lèi)，其中胎側(cè)防水線處缺膠數(shù)量最多。從色澤上判斷，缺膠部位呈光亮色澤一般系氣體所致；暗污色澤系水分造成；光亮且伴有粘性的為油類(lèi)所致。造成各類(lèi)缺膠的主要原因主要有以下幾種：

1.模具結(jié)構(gòu)不合理、排氣孔排氣線分布不當(dāng)或堵塞，排氣不暢通是造成缺膠的關(guān)鍵因素。

2.半成品形狀不合理，局部材料填充不足或過(guò)剩，壓縮比取值不當(dāng)，導(dǎo)致輪胎在硫化狀態(tài)中輪廓轉(zhuǎn)變上的差異而引起缺膠。

3.輪胎花紋太深或膠料流動(dòng)性差。

4.過(guò)熱水壓力降低。原因有：水胎水嘴穿孔；水胎嘴子嚴(yán)重老化或破損；水胎插嘴膠過(guò)軟，插嘴深度不合適；上下模型之間及罐底的膠墊變形或膠墊的厚度、直徑不合適；管道或閥門(mén)及管件泄露；內(nèi)壓熱水導(dǎo)管插嘴孔徑過(guò)小等。

5.模型溫度過(guò)高，裝模時(shí)會(huì)烙壞胎面，硫化后的輪胎會(huì)留下明疤；裝罐后若升溫太快，膠料流動(dòng)就不充分；模型溫度太低或模具內(nèi)存有積水不能很快蒸發(fā)。

6.模型砂眼或夾縫焊口開(kāi)裂，窩藏水分。

7.胎坯表面或模型內(nèi)存有不易揮發(fā)的油污或其他雜物。

8.突然停電及其他故障的影響。

(四)缺膠的防治措施

針對(duì)不同的缺膠原因，可采取不同的防治措施：

1.改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)，增加排氣孔或排氣線，并保持排氣孔暢通。

2.優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理分布各部位膠料。將定型后的胎坯充氣停放，這樣可使胎坯在裝模硫化前的形狀盡量接近于成品的輪廓，以減少硫化過(guò)程變形所造成的空間；同時(shí)還可防止和避免破損水胎的使用，這一點(diǎn)對(duì)窄斷面的輪胎效果特別明顯。

3.保證胎面膠的質(zhì)量，使膠料的流動(dòng)性穩(wěn)定。硫化花紋較深的水田高花紋拖胎或大規(guī)格工程胎時(shí)，可以先打內(nèi)蒸汽，使

溫度逐步提高，增加膠料的流動(dòng)性，可有效防止花紋肩下凹洞和花紋圓角。

4.加大內(nèi)壓水導(dǎo)管插嘴的孔徑，提高注壓流量。并針對(duì)過(guò)熱水壓力降低的不同原因，采取措施，保證過(guò)熱水壓力。

5.裝模前模型溫度控制在80℃～90℃。若模溫過(guò)高，可先用水冷卻，再用風(fēng)吹干；若模型溫度太低，則需在硫化罐內(nèi)預(yù)熱，吹干凈表面積水后方可裝模。

6.及時(shí)檢查處理模型缺陷，保證模型滿足使用要求。

7.胎坯裝入模具前，要徹底清擦胎坯表面和模型內(nèi)腔，以免存在油污或其他雜物。

8.若外壓升溫前發(fā)生停電，應(yīng)立即放掉內(nèi)外壓，停止硫化，待來(lái)電后，視具體情況不啟罐或重新蓋好罐蓋硫化。若外壓升溫后發(fā)生停電，應(yīng)立即關(guān)嚴(yán)高壓水閥門(mén)，將內(nèi)壓和高壓都關(guān)閉，放掉外蒸汽，不再硫化，待來(lái)電后，繼續(xù)硫化。所有因停電原因而間斷硫化的輪胎，待硫化結(jié)束后，都需單獨(dú)鑒定，判定等級(jí)后方可入庫(kù)。

(五)造成脫層的主要原因

脫層是輪胎在生產(chǎn)和使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的另一類(lèi)問(wèn)題，_般分前期脫層和后期脫層兩種類(lèi)型。兩種脫層類(lèi)型都屬一個(gè)范疇，且發(fā)生部位通常都在輪胎肩下最厚處區(qū)域。造成脫層的主要原因主要有以下幾種：

1.骨架材料的影響。尼龍簾線雖然強(qiáng)度高，但對(duì)氣體的溶解和擴(kuò)散能力只有棉簾線的十幾分之一，這是尼龍簾線的固有特性，也是產(chǎn)生脫層的主要原因。硫化過(guò)程中，尼龍簾線在高溫下受熱收縮，各部位膠料雖也收縮，但因收縮系數(shù)不同，胎面膠與簾布膠之間就產(chǎn)生空隙，受熱膨脹即形成脫層。

2.胎面的影響。接好頭的胎面重疊堆放或存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。會(huì)造成對(duì)稱(chēng)打折形成饋頭，成型時(shí)在此處易潛伏空氣。胎面切割角度不合適或接頭貼合不牢、成型貼合時(shí)汽油涂刷不勻或未充分揮發(fā)、胎面刷膠漿不均勻局部未涼透、各層粘合面不清潔等均能造成氣泡或脫層。

3.成型工序影響。因尼龍簾布的粘合性比棉簾布差，故在成型貼合時(shí)簾布層之間及與膠料之間易殘存空氣。若滾壓不實(shí)、壓滾經(jīng)過(guò)肩部過(guò)快，層布之間及差級(jí)處的空氣及揮發(fā)物就排不干凈。若成型棒速度太快，在簾布層沒(méi)有上平整就急速抽出成型棒，會(huì)使簾布層在機(jī)頭上形成局部扭轉(zhuǎn)鼓泡。硫化時(shí)被窩藏在內(nèi)的空氣及揮發(fā)物受壓后主要集中在胎肩花紋底部及胎冠與胎體部最厚處形成氣泡或脫層。

4.溫度的影響。不同季節(jié)、溫度對(duì)脫層影響較大，低溫及冷熱交替季節(jié)輪胎脫層的幾率最高，且夜班生產(chǎn)的尤為嚴(yán)重，而高溫季節(jié)生產(chǎn)的輪胎脫層發(fā)生率明顯下降。同時(shí)，在硫化過(guò)程中，因內(nèi)壓水溫度波動(dòng)也容易引起輪胎脫層。

5.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理也會(huì)引起輪胎脫層。另外，簾布受潮、膠料中的水分或易揮發(fā)份高、水胎溫度高及表面光滑無(wú)排氣線等都會(huì)影響輪胎的脫層。

(六)脫層的防治措施

針對(duì)不同的脫層原因，可采取不同的防治措施：

1.改進(jìn)配方與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使之盡量合理。

2.嚴(yán)格倉(cāng)儲(chǔ)管理，減少原材料中的水分和揮發(fā)性組分。

3.嚴(yán)格生產(chǎn)操作工藝。選用密度稍稀的尼龍簾布，可增加簾布的導(dǎo)氣和吸氣性能?？刂茐貉痈材z厚度，安裝壓延簾布扎眼導(dǎo)氣裝置。

4.胎面長(zhǎng)度要符合標(biāo)準(zhǔn)，接好頭的胎面堆放好，嚴(yán)防饋頭變形過(guò)大。

5.成型時(shí)簾布層要貼合平整結(jié)實(shí)、層層壓實(shí)，盡量減少殘存空氣；胎面、緩沖層及胎身層等部件間的氣泡應(yīng)盡量排除。

6.胎坯刺孔要均勻，不同的規(guī)格及部位刺孔要合理。在水胎表面增開(kāi)排氣線或使用爛花花紋的水胎。嚴(yán)格掌握硫化條件，保持烘胎溫度在30％以上，硫化時(shí)內(nèi)壓水溫度要穩(wěn)定。

缺膠和脫層等缺陷雖然無(wú)法完全杜絕，但是只要找準(zhǔn)造成缺陷的主要原因，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行防治就能減少。

三、結(jié)語(yǔ)

從上述可以看出，硫化罐的使用高度較大，一次裝入的模具較多，因此勞動(dòng)生產(chǎn)率比較高。但是由于所用的輔助設(shè)備較多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，裝罐出胎受人為因素影響多，質(zhì)量波動(dòng)較大。但是只要精心操作，可以彌補(bǔ)設(shè)備方面的某些不足，硫化出高質(zhì)量的輪胎。