叢明輝，聶本梁，宮 璐，崔 曉，李 超，周鵬程，董凌波

（三角輪胎股份有限公司，山東 威海 264200）

輪胎的均勻性和動(dòng)平衡性能影響汽車行駛安全性、乘坐舒適性及輪胎使用壽命等，是決定輪胎質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一。生產(chǎn)中技術(shù)人員通常主要針對(duì)擠出工序的輪胎半成品幾何尺寸及成型工序的成型設(shè)備精度、膠部件接頭分布等方面控制輪胎的均勻性及動(dòng)平衡性能[1]。除上述影響因素外，硫化工序中輪胎硫化定型過程也會(huì)對(duì)輪胎的均勻性和動(dòng)平衡性能產(chǎn)生影響。

目前主要是研究硫化定型壓力對(duì)輪胎均勻性及動(dòng)平衡性能的影響[2]，硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎均勻性及動(dòng)平衡性能影響的研究鮮有報(bào)道。本工作研究硫化定型時(shí)間對(duì)全鋼載重子午線輪胎均勻性及動(dòng)平衡性能的影響，為優(yōu)化輪胎硫化工藝、提高輪胎的均勻性及動(dòng)平衡性能提供依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要設(shè)備和儀器

B-XP65R850SP型硫化機(jī)，日本三菱公司產(chǎn)品；TB-UXR-P2型輪胎均勻性試驗(yàn)機(jī)，日本神戶制鋼公司產(chǎn)品；FDBRC-6142TB-R型輪胎動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)，日本國(guó)際計(jì)測(cè)器公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方案

選取215/75R17.5 16PR輪胎進(jìn)行試驗(yàn)。為控制因材料及制造過程波動(dòng)產(chǎn)生的試驗(yàn)偏差，選取同一批次生產(chǎn)的各半成品膠部件，在同一成型機(jī)臺(tái)生產(chǎn)胎坯，在同一硫化機(jī)機(jī)臺(tái)上進(jìn)行硫化。1#—4#試驗(yàn)方案硫化定型時(shí)間分別為40，60，80和100 s，硫化定型壓力均為0.06 MPa。硫化定型自胎坯進(jìn)入硫化模具充氣定型開始，至硫化合模模具上模鋼圈與硫化膠囊上夾盤接觸結(jié)束。各試驗(yàn)方案分別生產(chǎn)20條輪胎，對(duì)測(cè)試結(jié)果取平均值進(jìn)行分析。

1.3 性能測(cè)試

（1）均勻性。試驗(yàn)條件為：轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速 60 r·min-1，負(fù)荷 26 kN，充氣壓力 800 kPa。

（2）動(dòng)平衡性能。試驗(yàn)條件為：轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速300 r·min-1，充氣壓力 620 kPa。

2 結(jié)果與討論

2.1 徑向力波動(dòng)（RFV）

硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的RFV的影響如圖1所示。

圖1 硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的RFV的影響

從圖1可以看出，輪胎的RFV隨硫化定型時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，兩者線性擬合方程為

線性擬合的相關(guān)因數(shù)（R2）為0.919 9，呈強(qiáng)正相關(guān)性。分析原因主要為胎坯周向斷面材料在定型壓力下發(fā)生拉伸變形，相同定型壓力下，定型時(shí)間越長(zhǎng)，胎坯周向因拉伸變形產(chǎn)生的材料厚度和骨架材料密度不均等越嚴(yán)重，輪胎的RFV增大[3]。

2.2 側(cè)向力波動(dòng)（LFV）

硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的LFV的影響如圖2所示。

圖2 硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的LFV的影響

從圖2可以看出，輪胎的LFV隨硫化定型時(shí)間的延長(zhǎng)整體呈增大趨勢(shì)，兩者線性擬合方程為

線性擬合的R2為0.834 9，呈強(qiáng)正相關(guān)性。分析原因主要為胎坯定型時(shí)，硫化膠囊因設(shè)計(jì)、制造、安裝等原因在胎坯內(nèi)不能達(dá)到理想狀態(tài)下上下模（膠囊中心線上下兩側(cè)）同步、對(duì)稱伸展，胎坯上下模（即斷面對(duì)稱軸兩側(cè)）出現(xiàn)同心度偏差。定型時(shí)間越長(zhǎng)，胎坯斷面對(duì)稱軸兩側(cè)同心度偏差越大，輪胎的LFV越大。

2.3 錐度效應(yīng)力（CON）

硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的CON的影響如圖3所示。

圖3 硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的CON的影響

從圖3可以看出，輪胎的CON隨硫化定型時(shí)間的延長(zhǎng)整體呈降低趨勢(shì)，兩者線性擬合方程為

線性擬合的R2為0.595 6，存在一定的負(fù)相關(guān)性。輪胎錐度效應(yīng)即輪胎受力滾動(dòng)過程中形狀類似圓錐體，無論正向、反向轉(zhuǎn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生一定的軸向力，在輪胎使用過程中發(fā)生定向跑偏[4-5]。輪胎上下模材料對(duì)稱性是影響CON的根本原因，胎坯長(zhǎng)時(shí)間定型有利于提高胎坯上下模材料對(duì)稱性，進(jìn)而降低輪胎的CON。

2.4 動(dòng)不平衡量

硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的動(dòng)不平衡量的影響如圖4所示。

圖4 硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的動(dòng)不平衡量的影響

從圖4可以看出，輪胎的動(dòng)不平衡量隨硫化定型時(shí)間的延長(zhǎng)整體呈增大趨勢(shì)，兩者線性擬合方程為

線性擬合的R2為0.790 8，兩者呈顯著正相關(guān)性。分析原因與硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的RFV的影響相同。

2.5 徑向跳動(dòng)（RRO）和側(cè)向跳動(dòng)（LRO）

硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的RRO和LRO的影響如圖5所示。

圖5 硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的RRO和LRO的影響

從圖5可以看出，輪胎的RRO隨硫化定型時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，兩者線性擬合方程為

線性擬合的R2為0.925 4，呈強(qiáng)正相關(guān)性。

從圖5還可以看出，硫化定型時(shí)間對(duì)輪胎的LRO無明顯影響。

RRO和LRO反映輪胎徑向和側(cè)向尺寸的真圓度，從試驗(yàn)結(jié)果看，硫化定型時(shí)間主要影響輪胎徑向尺寸的變化。對(duì)比圖1和2進(jìn)行分析，RRO與RFV存在正相關(guān)性，而LRO與LFV相關(guān)性不明顯。

3 結(jié)論

（1）隨著硫化定型時(shí)間的延長(zhǎng)，輪胎的RFV和LFV增大，呈強(qiáng)正相關(guān)性；CON減小，存在一定負(fù)相關(guān)性；動(dòng)不平衡量增大，呈顯著正相關(guān)性；RRO增大，呈強(qiáng)正相關(guān)性；LRO與硫化定型時(shí)間的相關(guān)性不明顯。

（2）合理設(shè)定硫化定型時(shí)間，有利于提升輪胎的均勻性和動(dòng)平衡性能。綜合上述試驗(yàn)結(jié)果，硫化定型時(shí)間宜控制在60 s左右。