轮胎均匀性基本概念与对策方法[1]

课程内容、目的n 目的1.使学员较全面地了解轮胎均匀性的知识；2.使学员了解轮胎均匀性的基本对策方法。n 内容：1.重点讲解轮胎均匀性的基本原理；2.分析产生各种均匀性不良的基本原因；3.讲解成型、硫化的主要工艺参数。 1汽车是由悬挂装置弹簧的弹簧下系统（车轴、轮胎、盘轮、制动器等）而支撑其重量，并且，弹簧下系统由轮胎来支撑。从而，轮胎是支撑着弹簧下系统及悬挂装置弹簧系统以及车辆的全部重量，并且为了不向汽车传递轮胎的振动力，采取轮胎的纵向弹簧及悬挂装置弹簧两级缓冲层结构，而提高汽车的乘坐舒适性。最近在各处还使用抗震橡胶，使其具备抗震效果，正因为如此，轮胎在支撑汽车重量的同时，担负着使乘坐舒适的弹簧作用。随着高速公路的发展，路面变得更加光滑，路面所产生的振动相对减少，所以人们越来越把注意力集中到由轮胎不均匀性引起的汽车振动，但是轮胎在整个制造过程中、工艺复杂多样，要做到完全均匀的轮胎是不可能的。因为每道工序都有其自身的尺寸公差，只有严格控制轮胎部件的精度和制造的全过程工艺，才能使影响均匀性的不可避免的误差降到最小。汽车行驶质量是靠轮胎的均匀性和车轮（ wheel） 的均匀性，如轮胎和车轮的均匀性差，就影响汽车的质量性能。对汽车来说，轮胎和车轮的不均匀度超过标准，会造成前轮悬挂的元件损坏，也容易造成前轮不成一线（ misalign）， 轮胎耐磨性差，并造成轮胎胎肩磨损不均，汽车司机和乘客容易疲劳、舒适性差。汽车的操纵稳定性差，使汽车容易发生事故，特别是在高速行驶更容易发生事故，所以轮胎特别是对子午线轮胎的均匀性要求更高，特别 “ H” 、 “V” 、 “Z” 级时速的子午胎，对均匀性要求更高，米其林子午线轮胎受到国际的承认，其总工程师（ Masspibre） 说： “ 米西林子午线轮胎的秘密是均匀性。 ” 为此每个厂生产轿车子午线轮胎，在生产线上必须设均匀试验机来检验每个轮胎的均匀性 。 2前言因轮胎是由纤维、钢丝、橡胶等多种材料复合而成的环状弹性体，目前的生产工艺和设计因素决定轮胎是不完全对称的，轮胎的这种不均匀性主要表现在尺寸的不均匀和力的不均匀以及质量的不均匀。尺寸的不均匀和质量的不均匀最终体现在力的不均匀上。 轮胎的径向力偏差（ RFV）是具有一定负荷的轮胎在动负荷半径恒定的情况下以一定的速度滚动时胎冠的跳动力。径向力偏差（RFV）越大，汽车的乘坐舒适性越差，容易引起驾驶员疲劳。侧向力偏差（ LFV）它主要反映轮胎的摆动性，侧向力偏差（ LFV）越大，就会使汽车行驶时产生摆动，把握不住方向盘，影响其操纵稳定性，还会加速轮胎的磨耗。锥度力（ CON）一大，在汽车行驶的操作中就会有被拉住的感觉。跑偏力与汽车的行驶性能有很大的关系，汽车靠右行驶，跑偏力必须为 “+”，汽车靠左行驶，跑偏力必须为 “-”，若在同一辆汽车上，混装 “+”和 “-”的轮胎，尤其在前轮，高速行驶时就会发生事故。3均匀性术语与基本原理4均匀性术语与基本原理5均匀性术语与基本原理1、 RFV（ RADIAL FORCE VARIATION） 径向力偏差对轮胎施加某一适当负载的状态下，轮胎中心与 Loadwheel（ 负载轮）中心间距离保持一定而旋转时，随同所发生半径方向之力的变动大小，一般可得如图所示波形，将波形的最高处与最低处之差叫做 RFV。力量RFV轮胎转一周径向力2、 RFV 1ST HAR.（ RFV的高点）轮胎施转一周时，径向力基谐波上的最高点。在轮胎上以红色圆点标出。67均匀性术语与基本原理LFV（ LATERAL FORCE VARIATION） 侧向力偏差对轮胎施加某一适当负载的状态下，轮胎中心与负载轮中心间距离保持一定而旋转时，随同所发生侧向之力的变动大小，如图所示波形，将波形的最高处与最低处之差叫做 LFV 。轮胎转一周侧向力力量 LFD LFV8均匀性术语与基本原理TFV（ 滚动力偏差）对轮胎施加某一适当负载的状态下，轮胎中心与负载轮中心间距离保持一定而旋转时，随同所发生前后方向之力的变动大小，如图所示波形，将其波形的最高处与最低处之差叫做 TFV 。轮胎转一周滚动力力量TFV9均匀性术语与基本原理LFD（ 侧向力偏移）LFV的积分平均值，从 0kgf的偏差叫做 LFD。如下图所示波形：轮胎转一周侧向力力量 LFD LFV10均匀性术语与基本原理CONICITY（ 圆锥度）：圆锥度系改变轮胎的转向也好，方向不变的侧向力的积分平分值。圆锥度系根据轮胎的正转时的 LFD1和轮胎反转时的 LFD2， 以下式所求之值：圆锥度 = 轮胎转一周正转时的 LFD1正转时的 LFD1LFV力量力量轮胎转一周反转时的 LFD2反转时的 LFD2LFV11均匀性术语与基本原理以具体例子说明圆锥度时，如图示。认为轮胎外形是歪的。如果轮胎具有图示的形状时，向前转也好，向后转也好，轮胎一定向左侧倾斜。别名叫（疑似圆锥现象）或（疑似倾斜现象）是来自于如此之故。12均匀性术语与基本原理PLYSTEER 角度效应：PLYSTEER系指根据贴在构成轮胎的胶带材料最外层的胶带角度被感应侧向之力，随同旋转方向而改变侧向力的方向，这个力相当于对正常轮胎给予滑动角时的现象。PLYSTEER与圆锥度一样，从 LFD1和 LFD2， 以下式所求之值：PLYSTEER =13均匀性术语与基本原理RRO（ Radial Run Out) 径向跳动：边旋转轮胎边用带滚筒电位计测出胎面部的半径变动，求出波形的最大处与最小处之差，将此值叫做 RRO。轮胎半径方向尺寸的变化（ mm）LRO（ Lateral Run Out) 侧向跳动：边旋转轮胎边用带滚筒电位计测出胎侧部的变位，求出波形的最大处与最小处之差，将此值叫做 LRO。轮胎侧向尺寸的变化（ mm）14均匀性术语与基本原理BPS（ Bumpy Side) 胎侧不平：轮胎侧部的局部凹凸侧 BPS， 测定用差动互感器，测定轮胎侧部的 FLRO（ 横振）的方法来进行。轮胎胎侧局部凹凸。同 LRO的不同为： BPS为胎侧每 10度范围内的凹凸，而 LRO则为整圆范围内的凹凸。检测设备正常状况下， BPS的值均比相应的 LRO值小。15均匀性术语与基本原理1、 CONICITY与 PLYSTEER有何区别？LRO是轮胎一周上凹凸现象的最大最小差；BPS则是局部（ 10）的轮胎侧部的凹凸2、 LRO与 BPS有何区别？CONICITY 是指改变轮胎转向，方向不变的侧向力的偏移；PLYSTEER是指改变轮胎转向，方向变化的侧向力的偏移。16均匀性术语与基本原理SB-静平衡（ Static Balance） 计测静止状态下轮胎周向的平衡；注： 1.轮胎轮辋装配时应将 SB的轻点打印位置与气门嘴相对应 (补修 )；2.轮胎轮辋装配时应将 RFV打点处与气门嘴相对应（原装）3.我公司轮胎上黄色点表示轮胎的动平稳轻点。DB-动平衡（ Dynamic Balance） 计测充气轮胎旋转时，上下平面的不平衡量，以轮胎的中心轴为对称轴，一条轴胎内重量的均匀性；单位： SB=g.cm DB=g171、径向力变化 RFV的产生原因：（ RFVcw=正转时的 RFV、 RFVccw=反转时的 RFV、RFV1st har.=RVF的高点）（ 1）轮胎各组成部件的接头及接头位置的分布（定点分布）；（ 2）胎面厚度、长度的变异；（ 3）胶料性能不均匀；（ 4）轮胎各组成半成品部件密度、厚度、角度变异及在贴合时不均匀的拉伸；（ 5）两胎圈之间帘线长度有变异；（ 6）两边胎圈不均匀，成型时钢丝圈偏心；（ 7）生胎存放时变形；（ 8）成型设备径向跳动或偏心；（ 9）硫化时定型不正，胎面中心与模具中心不合及设备径向跳动和偏心；（ 10）轮胎存放和搬运时挤压变形。182、侧向力变化 LFV的产生原因：（ LFVcw=正转时的 LFV、 LFVccw=反转时的 LFV）（ 1）带束层宽度变异或蛇形；（ 2）成型设备偏心；（ 3）轮胎各组成半成品部件左右尺寸不统一及在贴合时的左右不对称；（ 4）两边胎圈不均匀，成型时钢丝圈偏心；（ 5）硫化模具密合不良；（ 6）硫化时定型不正，胎面中心与模具中心不合及设备上下段差；（ 7）硫化时胎圈出边；（ 8）轮胎存放和搬运时挤压变形；（ 9）胎面打压不良；（ 10）生胎的外周长太大；（ 11）定型压力过大。193、径向跳动（ RRO） 与侧向跳动（ LRO、 BPS） 的产生原因：RRO的产生原因与 RFV的产生原因大部分相同；LRO包含 LROt（ 上表面）、 LROb（ 下表面）； BPS包含 BPSt（ 上表面）、 BPSb（ 下表面）。LRO、 BPS产生的原因：1、帘布局部稀疏、拉伸；2、胎侧局部厚度变异；3、胎侧、帘布、内衬层的接头量；4、胎体帘布密度变化不均；5、各半部件接头重叠。20圆锥度（ CONICITY）、 PLYSTEER的产生原因：1、带束层，胎面左右偏移；2、成型设备左右偏移；3、胎面左右厚度有差别；4、硫化时偏心或硫化设备偏移；5、带束层两层方向同向；6、模具上下段差；7、硫化时定型不良。211、帘布、内衬层、带束层、胎面、胎侧接头的分布；2、帘布、内衬层、带束层、胎面、胎侧接头量的大小；3、各半部件在压出时厚薄不均； 4、胎面蛇行；5、胎圈偏心。静不平衡度（ Static Unbalance)和动不平衡度（ Dynamic Unbalance)221、内压与负荷的关系：设定内压 2.0kg， 负荷 315kg均匀性机参数对某项目不良的影响压力增大， RFV增大， LFV减小压力减小， RFV增大， LFV增大负荷增大， RFV减小， LFV增大压力减小， RFV增大， LFV减小2、胎圈与轮辋的配合 润滑液（硅油）要均匀，不可溢出； 当使用二段式轮辋时，大尺寸要加套圈。 23均匀性机的精度要求项 目 精度要求轮辋 的径向跳 动 0.025mm轮辋 的 轴 向跳 动 0.025mm上 轮辋连 接 轴 的平直度 0 02/200 mm（ X、 Y轴 ）下 轮辋 固定 轴 的跳 动 0 015 mm轮辋 在 负 荷下运 转时 其胎圈座在任何方向的 变 形 0.125mm轮辋 的静 态 残余不平衡量 100g.cm轮辋 的 动态 残余不平衡量 1000g.cm2轮 胎 负 荷精度 试验值 的 1%?轮 胎充气内 压 精度 39kpa(0.4kgf/cm2)轮 胎充气内 压 波 动 0.5 kpa(0.005kgf/cm2)转 鼓直径 851.42.5 mm转 鼓的径向跳 动 0.025mm转 鼓的端面跳 动 0.025mm转 鼓的不平衡度 11.7g.cm转 鼓的静 态 残余不平衡量 500g.cm转 鼓的 动态 残余不平衡量 5000g.cm2轮 胎 轴 与 转 鼓 轴 的平行度（在 10KN的径向力和 500N的横向力下） 0.25 mm/m?测 定 值 的重 现 性（径向力波 动 、横向力波 动 、横向力偏差、 锥 度效 应 力和角度效 应 力的 1010试验 数据之 标 准差 值0.5N(0.05kgf)机械本体的平直度 0 05/1000 mm（ X、 Y轴 ） 241、成型车间区域环境：2、气压、时间的设定因成型工艺步骤繁杂，涉及的气压较多，而且气压的大小及时间的长短会直接影响到生胎的质量，从而产生均匀性不良，因此要按照工艺标准要求对各个气压、时间要设定准确。温度 22 28 ，湿度 60%以内确保机台干净、杜绝灰尘、油污等可能污染到材料的异