实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺的制作方法

1.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：

2.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。
3.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。
4.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。
5.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。


技术实现要素：

6.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。
7.本发明是通过以下技术方案实现的：
8.一种实心胎钢丝圈定位胶片生产工艺，包括以下步骤：
9.(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；
10.(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；
11.(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；
12.(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；
13.(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；
14.(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；
15.(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。
16.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。
17.进一步的，所述锥角为30
°
～45
°
。
18.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。
19.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。
20.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℃。
21.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℃。
22.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。
23.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℃。
24.有益效果：
25.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
26.图1为实施例钢丝圈定位胶片结构示意图；
27.图2为实施例口型板的剖面示意图；
28.图3为实施例口型板的出胶口示意图；
29.图4为实施例口型板的整体结构示意图。
30.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
31.下面结合具体实施例及附图对本发明做进一步详细说明。
32.实施例
33.一、生产装置
34.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。
35.挤出设备：xjd-150
×
16d销钉式冷喂料挤出机
36.螺杆直径：φ150mm
37.螺杆长径比(l/d＝)1：16
38.螺杆转速：4.3～43r/min
39.电机功率：220kw
40.挤出最大产量：～1500kg/h(敞开机头状态下)
41.液压挤出机头最大挤出断面：500
×
20mm
42.口型板作为钢丝圈定位胶片的成形部分。
43.1.口型板的选材：45#钢，锻造，调质，硬度34～38hrc。
44.2.根据口型板与定位胶片的关系设计口型板：
45.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。
46.口型板的进胶端，如图2所示，锥角的大小为35
°
。
47.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。
48.根据以下公式设计口型板的出胶口的形状：
49.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。
50.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。
51.表1成型齿宽度变形系数fm
[0052][0053]
经计算，w1＝21.85；w2＝19.57；w3＝19.76。
[0054]
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。
[0055]
口型板出胶口各部位厚度如下表所示：
[0056]
表2厚度变形系数tn
[0057][0058]
经计算口型板各部位厚度见下表：
[0059]
表3口型板各部位厚度
[0060]
口型板位置h1h2h3h4h5h6h7h8口型板厚度1111.711.812.212.413.21414.2
[0061]
胶料硬度较高，容易焦烧熟胶的胶料，口型厚度应较薄。
[0062]
口型板的内表面光滑，粗糙度≤3.2微米。
[0063]
二、挤出工艺
[0064]
(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。
[0065]
挤出工艺标准：
[0066]
螺杆回水温度；70
±
5℃；塑化回水温度：75
±
5℃；
[0067]
挤出机机身温度：75
±
5℃；挤出机机头温度：90
±
5℃。
[0068]
挤出机口型预热温度：85～90℃
[0069]
喂料胶片尺寸：宽度650
±
50mm、厚度9
±
1mm；
[0070]
胶条挤出温度：≤105℃；
[0071]
返回胶掺用比例≤20％；
[0072]
压出速度≤10r/min。
[0073]
(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。
[0074]
(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℃；
[0075]
冷却水温度：
[0076]
第一阶段室温冷却水30℃，
[0077]
第二阶段地下水冷却水22℃，
[0078]
第三阶段是冰冻冷却水7℃。
[0079]
(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；
[0080]
(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。
[0081]
(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。
[0082]
胶片存放温度：≤40℃；
[0083]
胶片停放时间：4-72小时；
[0084]
胶片存放：最多不超过10层，型胶条不得挤压变形。
[0085]
三、产品
[0086]
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。
[0087]
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。
[0088]
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。