尤兆鑫 ，車相吉

（1. 泰克國際（上海）技術(shù)橡膠有限公司 ，上海 201600 ；2. 東營菱智機(jī)械設(shè)備有限公司，山東 東營 257510）

（續(xù)接上期）

2.2 第二次實(shí)驗(yàn)

變更部分因子條件觀察變化

為了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性并探討生產(chǎn)條件的變化是否會(huì)對結(jié)果產(chǎn)生影響，我們抽取三個(gè)因子，對其生產(chǎn)條件做變更，其他因子按照原生產(chǎn)條件不變，觀察結(jié)果的變化。

2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

抽取三個(gè)因子對其生產(chǎn)條件做變更，其他條件維持不變，抽取的因子和變更的生產(chǎn)條件見表表5。

表5 變更因子& 及其生產(chǎn)條件

2.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

RRO ：

（1）補(bǔ)強(qiáng)層周方向上的蛇形對于RRO 的影響見表6。

表6 補(bǔ)強(qiáng)層前后實(shí)驗(yàn)RRO 成分差異表

結(jié)論：從0.50 mm 下降到了0.28 mm，下降幅度44%?？梢酝茢喑錾咝问茄a(bǔ)強(qiáng)層影響RRO 的主要因素。

（2）胎體簾布拉鏈突出量對于RRO 的影響見表7。

結(jié)論：從0.30 mm 下降到了0.13 mm，下降幅度57%?？梢酝茢喑鎏ンw簾布的接頭突出量是胎體簾布影響RRO 的主要因素。

（3）帶束層貼合速度對于RRO 的影響見表8。

表8 帶束層貼合速度前后實(shí)驗(yàn)RRO 成分差異表

結(jié)論：從0.16 mm 下降到了0.15 mm?；静挥绊慠RO。

（4）綜合其他8 個(gè)因子，對比結(jié)果如圖6。

圖6 前后實(shí)驗(yàn)各因子RRO 成分匯總

a. 補(bǔ)強(qiáng)層和胎體簾布這兩個(gè)因子在生產(chǎn)條件變化后成分?jǐn)?shù)值有比較大的下降；

b. 其他未變更生產(chǎn)條件的因子差異不大，實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)性比較高，數(shù)據(jù)可信。

SB ：

（1）補(bǔ)強(qiáng)層周方向上的蛇形對于SB 的影響見表9。

表9 補(bǔ)強(qiáng)層前后實(shí)驗(yàn)SB 成分差異表

結(jié)論：從21 Ncm 下降到了7 Ncm，下降幅度66%。可以推斷出蛇形是補(bǔ)強(qiáng)層影響SB 的主要因素。

（2）胎體簾布拉鏈突出量對于SB 的影響見表10。

表10 胎體簾布前后實(shí)驗(yàn)SB 成分差異表

結(jié)論：數(shù)值維持9 Ncm 不變，胎體簾布的接頭突出量幾乎不影響SB。

（3）帶束層貼合速度對于SB 的影響見表11。

表11 帶束層貼合速度前后實(shí)驗(yàn)SB 成分差異表

結(jié)論：從18 Ncm 下降到了10 Ncm，下降幅度44%?？梢酝茢喑鲑N合速度是帶束層影響SB 的主要因素。

（4）綜合其他8 個(gè)因子，對比結(jié)果如圖7。

圖7 前后實(shí)驗(yàn)各因子SB 成分匯總

a. 補(bǔ)強(qiáng)層和帶束層這兩個(gè)因子在生產(chǎn)條件變化后成分?jǐn)?shù)值有比較大的下降；

b. 其他因子的兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異性大，實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)性結(jié)果不好。

第二次實(shí)驗(yàn)，確立了部分因子的影響因素。其中，RRO 的兩次實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)性好，精度和數(shù)值的可信度高，但是SB 的再現(xiàn)性不高，故而需要對SB 再次進(jìn)行分析并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

2.3 SB 的要因解析

SB 是力矩單位，所以其發(fā)生不良時(shí)的考慮因素演示示意如圖8。

圖8 SB 的影響衍生示意圖

（表示衍生關(guān)系）

針對上述的各個(gè)要因，優(yōu)先考慮驗(yàn)證：

（1）是否因?yàn)椴坎牡睦鞂?dǎo)致周方向上的重量不均，從而引起SB 不良。

（2）是否因?yàn)椤?尺寸” 上的偏差（偏心），從而引起了SB 不良。

2.3.1 部材的重量不均導(dǎo)致SB 不良的推測驗(yàn)證

驗(yàn)證方法：將各種部材在長度方向上按照50～200 mm 的節(jié)距進(jìn)行等分后測量并計(jì)算得出在輪胎的周方向上的重量分布并和實(shí)際分割實(shí)驗(yàn)的波形做比較。如果結(jié)果一致，可以判斷原因是部料重量分布不均；反之，則說明部材的重量分布不均不是原因或者影響很小。

（1）內(nèi)襯的拉伸（材料周向重量分布）對SB 的影響，見表12。

表12 內(nèi)襯的拉伸量和分割實(shí)驗(yàn)對比表

本實(shí)驗(yàn)在生胎狀態(tài)下測量重量分布。

比較生胎上內(nèi)襯的重量分布和內(nèi)襯因子的分割實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：

a. 兩個(gè)波形的相位完全一致。

b. 生胎的周向重量分布波形的振幅為分割實(shí)驗(yàn)結(jié)果的74%。

結(jié)論：內(nèi)襯的主要影響因素為周向上的重量不均（拉伸和接頭）。

（2）胎面的材料拉伸（材料周向重量分布）對SB 的影響見表13。

表13 胎面的拉伸量和分割實(shí)驗(yàn)對比表

本實(shí)驗(yàn)在在帶束層鼓上測量重量分布。

走進(jìn)南翔饅頭店，消費(fèi)者們會(huì)眼前一亮：一面古樸典雅的文化墻，簡潔易懂的文字展現(xiàn)了南翔饅頭店的百年歷程；乳白色為底的清新內(nèi)飾搭配著老店本身暗紅色復(fù)古裝飾；南翔饅頭六代傳承的歷史故事被完美融合到了枱墊、餐巾紙、筷子套、外賣食物盒、手提紙袋、菜牌封面等的設(shè)計(jì)中，歷史底蘊(yùn)呈現(xiàn)得淋漓盡致。

比較生胎上胎面的重量分布和胎面因子的分割實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：

a. 兩個(gè)波形的相位基本一致；

b. 生胎的周向重量分布波形的振幅為分割實(shí)驗(yàn)結(jié)果的75%。

結(jié)論：胎面的主要影響因素為周向上的重量不均（拉伸和接頭）。

（3）胎體簾布的材料拉伸（材料周向重量分布）對SB 的影響見表14。

表14 胎體簾布的拉伸量和分割實(shí)驗(yàn)對比表

本實(shí)驗(yàn)在生胎充氣狀態(tài)下測量重量分布。

比較胎體簾布的重量分布和胎體簾布因子的分割實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：

a. 兩個(gè)波形的相位幾乎一致。

b. 生胎的周向重量分布波形的振幅為分割實(shí)驗(yàn)結(jié)果的120%。

結(jié)論：胎體簾布的主要影響因素為周向上的重量不均（拉伸和接頭）。

在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了胎體簾布周向上的重量不均和1 段成型鼓的擴(kuò)張有關(guān)，周方向上的重量分布以及鋼絲密度分布都有6 次成分偏高的趨勢見表15。

表15 胎體簾布的鋼絲密度和多次成分

（4）補(bǔ)強(qiáng)層（取MFS）的材料拉伸（材料周向重量分布）對SB 的影響見表16。

表16 補(bǔ)強(qiáng)層的拉伸量和分割實(shí)驗(yàn)對比表

本實(shí)驗(yàn)在胎體鼓上貼合后測量重量分布。

比較補(bǔ)強(qiáng)層的重量分布和補(bǔ)強(qiáng)層因子的分割實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出：

a. 補(bǔ)強(qiáng)層的重量分布差異非常小，無法進(jìn)行相位的比較。

b. 生胎的周向重量分布波形的振幅為分割實(shí)驗(yàn)結(jié)果的10%。

結(jié)論：補(bǔ)強(qiáng)層軸方向上的重量分布不對SB 造成明顯的影響。

（5）匯總所有部材在周向上的分布不均一量如圖9 所示。

圖9 各材料周向重量不均一換算值

可以看出，內(nèi)襯（IL），胎面（CAP），胎體簾布（1PCarcass） 這三個(gè)部材在周方向上的分布不均衡量對SB 的影響最大。

2.3.2 “ 尺寸” 偏差導(dǎo)致SB 不良的驗(yàn)證

輪胎的“ 尺寸” 偏差可以理解為物理重心的偏移以及在旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的偏心量，這其中包含了旋轉(zhuǎn)過程重出現(xiàn)的MB 不平衡量的反作用效果，綜合以上形成SB 的力矩不平衡見圖10。

圖10 輪胎的重心偏移示意

各材料的振動(dòng)成分對SB 成分有多大影響，可以通過下面的公式來進(jìn)行模擬：

“ 尺寸” 偏差影響的SB（Ncm）量 =

輪胎重量（kg） × 9.81（m/sec2） × 重心偏移量（cm）

即可以理解為： 重心偏移量 = “ 尺寸” 偏差成分× 1/2

通過檢測實(shí)際“ 尺寸” 偏移量可以推算出重心偏移從而得知其影響的SB 不平衡量，計(jì)算得到的結(jié)果匯總?cè)鐖D11 所示。

圖11 “ 尺寸” 偏移量導(dǎo)致SB 不平衡成分

可以看出，補(bǔ)強(qiáng)層（MFS），胎側(cè) （SIDE） 和1 段鼓（1st M/C） 這三個(gè)因素的“ 尺寸” 偏差帶給SB 的不平衡成分最大。

2.3.3 SB 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們可以得出以下結(jié)論：

（1）SB 的不平衡量主要是兩大因素造成：

a. 輪胎的部材在周向上的不均一分布，包括材料的拉伸以及接頭位置的虛接和過接。

b. 輪胎生產(chǎn)時(shí)軸方向上的尺寸偏差（偏心）造成的重心偏移。

（2）重量分布方面，內(nèi)襯（I L），胎面（CAP），胎體簾布（1PCarcass） 這三個(gè)部材在周方向上的分布不均衡量對SB 的影響最大。

（3）“尺寸”偏差方面，補(bǔ)強(qiáng)層（MFS），胎側(cè) （SIDE）和1 段鼓（1st M/C） 這三個(gè)因素的“ 尺寸” 偏差（偏心）帶給SB 的不平衡成分最大。

（4）跟據(jù)2.3.2 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以匯總為下圖12。

圖12 SB 分割實(shí)驗(yàn)的要素匯總

a. 紅色線段區(qū)域內(nèi)的SB 不平衡因素主要由重量分布不均和“ 尺寸” 偏差共同造成。

b.藍(lán)色線段區(qū)域內(nèi)的SB 不平衡因素幾乎只有“尺寸” 偏差造成。

c. 藍(lán)色線段區(qū)域內(nèi)的SB 不平衡量可能還存在其他因素。

（5）由于重量分布和“尺寸”偏差直接又存在的互相影響的關(guān)系，按照影響因子的影響程度大小繪制區(qū)間圖如圖13。

圖13 SB 影響因子的要素區(qū)間

因此，實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二所選定的11 個(gè)因子可以按照影響要素的區(qū)間分布分為三大類：

a. 重量分布不均要因引起： 內(nèi)襯；胎面；胎體簾布。

b.“ 尺寸” 偏差要因引起：補(bǔ)強(qiáng)層；1 段鼓；2 段鼓；胎體鼓；胎圈；硫化。

c. 重量分布不均和“尺寸”偏差同時(shí)影響：胎側(cè)；帶束層。

3 總結(jié)

經(jīng)過上述的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析，基本明確了各主要部材和成型要素對于SB 和RRO 的影響大小和影響成分，進(jìn)而得出下列的結(jié)論：

（1）11 個(gè)因子試驗(yàn)結(jié)果可以匯總為表17。

表17 因子試驗(yàn)結(jié)果 （△: 影響較??；○：有影響；◎：有比較大的相關(guān)性）

（2）明確后續(xù)課題：

a. 針對上述已經(jīng)明確的導(dǎo)致RRO 和SB 不良的發(fā)生原因做針對性的改善。

b. 硫化對RRO 和SB 的影響機(jī)理的尋找和驗(yàn)證。

c. 補(bǔ)強(qiáng)層對RRO 的影響機(jī)理的尋找和驗(yàn)證。

d. 胎側(cè)對RRO 的影響機(jī)理的尋找和驗(yàn)證。

4 結(jié)語

在輪胎均勻性的影響因子貫穿了整個(gè)輪胎的生產(chǎn)過程，僅僅通過單因子實(shí)驗(yàn)往往受到其他未知因子的影響，分析波形時(shí)，有大量的雜波摻入，很難保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度和再現(xiàn)性，往往是分析和改善的難點(diǎn)所在。

通過輪胎的多因子分割實(shí)驗(yàn)，可以最大程度上降低其他因子的影響，過濾掉關(guān)注因子以外的雜波，從而快速區(qū)分出各個(gè)因子的影響程度，分離出影響較大的點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)的分析和對策。

通過多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，分割實(shí)驗(yàn)的再現(xiàn)性高，結(jié)果相對精確，通過針對各因子的影響機(jī)理的理論性研究，可以建立起改善均勻性的基礎(chǔ)模型和數(shù)據(jù)，為實(shí)際生產(chǎn)中的改善活動(dòng)打造理論基礎(chǔ)。