浅谈全钢子午线轮胎钢丝圈包胶技术的相关问题

摘 要：文章主要介绍全钢子午线轮胎钢丝圈包胶设备的结构特点和工作原理，重点阐述钢丝圈包胶设备的工艺技术优势，采用该设备后，完全满足质量要求，全钢子午线轮胎超载的问题及胎圈耐久寿命有大幅度提升，减少子口缺陷，提升了产品质量及劳动生产效率。

关键词：钢丝圈；包胶；工艺流程；产品性能

随着轮胎行业的发展，全钢子午线轮胎市场慢慢饱和，外资、日资、台资等轮胎生产厂家为形成独有的核心竞争力，提升产品品质，降低企业投资成本，已相继开发使用适合本企业的钢丝圈生产设备――TBR钢丝圈包胶设备。

TBR钢丝圈包胶设备主要是用来生产20″规格耐载型系列轮胎，在目前的市场上，国内多家轮胎生产厂家已将此新技术、新工艺引进亦相继研制并投入生产使用，通过近年来市场对比分析，验证了此工艺可行性，确实有效解决载重的问题，减少子口缺陷，提升胎圈耐久寿命及劳动生产效率，使全钢子午轮胎占有更大的市场份额。

TBR钢丝圈包胶设备采用SiemensS7-400/300系列控制系统，设备的稳定性、可靠性、轮胎质量所要求的钢圈技术指标保证手段等方面，与国内目前普遍采用的螺旋包布缠绕形式的钢圈包布都有很大区别，并将钢丝圈缠绕包布的水平推上了一个新台阶，也使我们全新认识了全钢载重子午线轮胎的一个崭新阶段。

目前国内全钢载重子午线轮胎胎圈的生产方式采用的是六角形钢丝圈缠绕加上传统的钢圈螺旋包布缠绕结合的生产方式，与钢丝圈包胶在设备配置、成本投入、工艺流程、产品性能、人工劳效及工作原理和结构特点上面有很大的区别。

1 传统的螺旋包布缠绕与钢圈包胶的设备配置对比

传统的螺旋包布缠绕机需要前工序操作人员、设备、产能的投入：（1）斜交S压延生产纤维帘布的操作人员、设备、产能的投入；（2）纤维帘布纵裁生产线人员3名、设备1套、产能的投入；（3）纤维帘布多刀纵裁生产线人员3名、设备1套、产能的投入；（4）钢圈尼龙包布生产线人员3名、设备1套、产能的投入；（5）纤维帘布及尼龙包布的PE膜垫布的成本投入。

采用钢丝圈包胶新技术，可实现在线胶片热贴。钢丝圈缠绕胶片挤出采用Ф60CF-挤出机，包括包胶储积装置、包胶供给装置和包胶钢丝圈装卸装置。包胶速度可达25s一根圈，只需1名操作者，可减少纤维帘布纵裁生产线、纤维帘布多刀纵裁生产线及钢圈尼龙包布生产线的设备、人员配置及垫布的投入，每年可直接给企业创造价值。

2 传统的螺旋包布缠绕与钢圈包胶的原材料及人工成本投入对比

2.1 原材料成本投入对比

（1）传统的螺旋包布原材料成本投入/条胎0.176kg×0.3×40元/kg+0.01kg×12元/kg+0.176kg×0.7×15元/kg+0.251/m×3.61m×0.538元=5.05元。（2）钢丝圈包胶技术原材料成本投入/条胎0.316kg/条胎×15元/kg=4.74元。若按照全钢子午线轮胎年产100万套生产能力计算：每年原材料成本可节约（5.05-4.74）元×100万套=31万。

2.2 人工成本投入对比

采用钢丝圈包胶技术后可由原来的三班18人节省9人，每年节约人工成本36万元。采用钢丝圈包胶技术后每年可节约原材料和人工成本31万元+36万元=67万元。

3 传统的螺旋包布缠绕与钢圈包胶的工艺流程对比

（1）传统的钢圈螺旋包布缠绕工艺流程较复杂。（2）钢丝圈包胶新技术工艺流程简化。

4 传统的螺旋包布缠绕与钢圈包胶的产品性能对比

传统的螺旋包布缠绕增加了六边形钢圈在硫化过程中扭转变形的风险，并且轮胎运行中胎圈钢丝会横向剪切胎体帘布，造成胎圈子。传统的螺旋包布缠绕工艺，在轮胎超载时，应力集中及迅速升温，尼龙包布变形后无法恢复产生空隙，导致胎体帘布易出现抽丝爆、拉链爆。钢圈包胶缠绕均匀，胶料流动性能好，与三角胶芯贴合后黏着性好，硫化时不易产生气泡，产品稳定性能好。钢圈包胶与三角胶贴合后与子口钢圈之间吻合度好、密实、基本无空隙，三角胶变形量小且均匀，提高轮胎的动平衡和均匀性。

5 传统的螺旋包布缠绕与钢圈包胶的产能对比

传统的螺旋包布缠绕35s/圈，而钢丝圈包胶装置现在可达到25s/圈，钢圈生产效率提高10s/圈。

传统的螺旋包布缠绕产能（班产）：

7h/班×60min×60s/35s/圈≈720圈/班

钢丝圈包胶产能（班产）：

7h/班×60min×60s/25s/圈≈1008圈/班

6 钢丝圈包胶的工作性能及结构特点

钢丝圈包胶设备由挤出机、三工位牵引储存装置、包胶胶片供料装置、包胶贴合装置、包胶驱动辊、包胶导辊，以及包胶卷取辊和包胶钢丝圈装卸等装置组成。

钢丝圈包胶设备的工作性能描述：

6.1 三工位牵引储存装置

三工位牵引储存装置前部配有接近开关记速装置，通过力矩电机驱动牵引辊，由于起动转矩大，具有下垂特性，可调速范围宽大，可通过交流变频调速进行固定张力控制，控制挤出机挤出速度与储积段储积量之间的配比。挤出机主机采用交流变频电机，控制与流程之间速比，可避免钢丝圈包胶胶片断面拉伸现象。

三工位储积段驱动电机，用于检测料位并调整牵引速度；单独采用光电检测开关控制储积量，用于检测料位并调整牵引速度，后两个工位储积段配置可调速电机，更好地控制包胶断面拉伸现象。

6.2 包胶胶片供料装置

包胶胶片供料装置实现前进后退之目的，确保包胶胶片对钢丝圈贴合时顺利供料。配有防倒卷散热辊装置，实现储积段包胶胶片散热效果并确保包胶胶片无拉伸。

供应台前后移动由气缸驱动，直线导轨导向。供料角度调节装置，通过气缸驱动，实现角度调整，保证供胶位置准确。先端设有中心自由导向装置，保证包胶胶片供料时顺利进行供料。

带角度裁刀装置，可自动定长裁切，由气缸驱动。气缸驱动定位压辊，将包胶胶片胶头与钢丝圈进行压紧定位。

6.3 包胶贴合装置

包胶贴合装置可根据不同规格范围，实现包胶胶片与钢丝圈的贴合。机座为主机主体构架，整体为刚性较强的框架形式，减震效果强，结构坚实耐用可靠。包胶贴合装置配置有上下定位排气辊、反包辊、侧面定位排气辊、压合辊、下侧定位辊，温控辊及变频电机驱动装置，实现包胶胶片平整的贴合于钢丝圈上。

包胶贴合装置下方带有电机驱动的升降调节装置，以适应不同规格钢丝圈的包胶胶片贴合。

6.4 电气控制系统

全线采用SiemensS7-400/300系列系统进行控制，交流变频调速，控制挤出机的启停，实现全线的联动协调控制。

6.5 安全防护装置

钢丝圈包胶设备操作侧配备安全紧急拉绳开关，并在必要位置配备急停按钮，安全防护装置与全线联锁，保护操作人员人身安全。

7 结束语

通过传统的螺旋包布缠绕与钢丝圈包胶的设备配置、成本投入、工艺流程、产品性能、人工劳效及工作原理和结构特点的比较，钢丝圈包胶设备的优点是：包胶缠绕均匀，胶料流动性能好，与三角胶芯贴合后黏着性好，硫化时不易产生气泡，且保证产品的稳定性；解决钢圈气泡问题；实现在线自动化作业，提升设备、工艺、技术管理和创新力度；设备性能强大，操作步骤简单，安全性能大大提升，设备自动化程度高，又是一种新技术、新工艺的突破；优化人力资源配置，减少设备及人员浪费，最大限度的发挥人力资源的优势，提高设备产能。