钢丝帘线压延锭子房低张力控制工艺.pdf

钢丝帘线压延锭子房低张力控制工艺 许晓晶 苏红斌 上海轮胎橡胶 集团 股份有限公司 双钱载重轮胎公司 上海 201111 摘要 介绍子午线轮胎钢丝帘线压延过程中锭子房低张力控制工艺 通过对不同的钢丝帘线采用不同的锭子房 张力并且固定其它工艺参数 使得钢丝帘线收线张力 锭子房张力和压延主机张力在一定程度上达到相互匹配的要 求 提高了钢丝帘布的物理性能及表面质量 有效降低了设备的损坏率 关键词 钢丝帘线 压延 锭子房 张力控制 中图分类号 T Q330 38 9 T Q330 6 4 文献标识码 B 文章编号 1006 8171 2007 01 0046 03 钢丝帘线压延是子午线轮胎生产中的重要工 序之一 钢丝帘布质量直接影响下一道工序的操 作质量及轮胎的使用寿命 压延钢丝帘布是子午 线轮胎的主要受力部件 其质量直接影响轮胎的 质量 因此在轮胎生产中 对钢丝帘布的厚度 表 面情况及帘线 H 抽出力等有严格的要求 钢丝 帘线压延工序产生的废次帘布无法再利用 而钢 丝与胶料的价格均不菲 因此造成的浪费相当惊 人 这也是子午线轮胎生产成本居高不下的原因 之一 在实际生产中 为使轮胎的生产规模化 规 格多样化 同时把钢丝帘布不合格率控制在最低 值 要求在现有的基础上不断开发新的工艺 提高 钢丝帘布的物理化学性能及表面质量 并将开发 的新工艺理论应用于指导生产实践 压延的张力大小直接影响原材料的消耗和轮 胎成品的质量 若压延张力太小 压延后帘布的 热收缩增大 原材料消耗会增大 轮胎使用后外缘 尺寸变化随之加大 轮胎生热大 易产生胎体脱层 等质量问题 若压延张力过大 压延帘布过分拉 伸 帘线的强力降低 失去弹性 导致轮胎的安全 倍数降低 容易爆胎 我公司钢丝压延设备采用意大利 COMERIO ERCOLE 公司 CG4 610 1730 S 型四鼓压延 机 锭子房配置RJS公司全套张力控制系统 而对 作者简介 许晓晶 1981 女 辽宁盖州人 上海轮胎橡胶 集团 股份有限公司双钱载重轮胎公司工程师 学士 主要从事 轮胎结构设计工作 于锭子房张力的控制与主机张力 冷却辊张力以 及后段钢丝帘布裁断压力和成型时帘布的反包匹 配性并没有系统地实现联动统一控制 为此 公 司凭借多年的积累经验并与国外著名钢丝帘线供 应商 压延设备供应商进行多次交流探讨 经过反 复理论和试验验证 摸索出一套适应公司钢丝帘 线压延生产的低张力控制工艺 本文对此做简要 介绍 1 工艺流程 钢丝帘线压延工艺流程如图 1 所示 经检验 合格的钢丝帘线通过锭子房穿线 在相应密度的 整经辊和压力辊上排列 与相对应的混炼胶料通 过四辊钢丝压延机压延成相应密度的钢丝帘布 在压延过程中通过一定的温度 压力和张力控制 将混炼胶渗入到钢丝帘线中 使得钢丝与胶料之 间获得一定的附着力 图 1 钢丝帘线压延工艺流程 在钢丝帘线压延工艺过程中有很多重要的技 术参数 如锭子房的温度 湿度和张力 主机辊筒 的温度 速度 间隙和主机张力 冷却辊的温度 冷 喂料挤出机的温度和排胶温度等 除此之外 胶 料的门尼粘度范围 快检指标 停放时间和表面温 度等也对压延过程有很大的影响 46轮 胎 工 业 2007 年第 27 卷 第 1 期 在验证锭子房张力控制范围的同时 也需要 考虑以上重要参数的稳定 在试验设计方面 既 要考虑到操作对试验的影响 也要考虑环境对试 验结果的影响 因此本试验通过对不同的钢丝帘 线采用不同的锭子房张力并且固定其它工艺参 数 对比帘布的平整度及物理性能的变化 锭子 房张力测量工具型号为 T ENSION MET ER NY 11516 USA 2 试验结果 2 1 试验规格 S3045B 2 和 3 带束层 试验条件 锭子房气压分别设定为 20 和 90 kPa 主机速度恒定在 28 m min 1 主机辊筒 间的速比设定为0 60 1 03 胶料门尼粘度 ML 1 4 100 范围选定为 70 80 胶料停 放时间为 10 h 冷喂料机头温度设定为 60 80 堆积胶自由翻滚 试验数据如表 1 和 2 所示 从张力的平均值不能看出两者的变化 但对 比标准偏差可以看出 当气压较小时 张力的波动 幅度较小 即张力较为稳定 从表 1 和 2 可以看出 张力较小时 H 抽出力 和附胶量也较大 并且 H 抽出力的标准偏差较 小 即在生产过程中的H 抽出力分散性较小 较 稳定 从帘布表面的光泽度 平整度和表面粘性 表 1 不同锭子房气压下 S3045B 钢丝帘布 张力统计数据 项 目 锭子房气压 kPa 2090 张力平均值 102 N864 7971 9 张力的 3 72 42126 15 标准误差5 397 99 400 0 中值 102 N858 5986 0 模式870900 标准偏差24 140 242 050 0 样本方差582 71 768 3 峰值0 275 7 1 490 0 偏斜度0 998 2 0 390 0 区域88111 最小值 102 N832910 最大值 102 N9201 021 求和 102 N17 29419 438 计数2020 表 2 锭子房气压对 S3045B 钢丝帘布性能的影响 项 目 锭子房气压 kPa 2090 厚度 mm2 232 22 米重 kg m 2 5 865 78 附胶率 8986 H 抽出力 N997821 H 抽出力的 3 201211 方面看 张力在 8 0 9 0 N 时也较好 综合多次 试验论证及与以前得出的结论对比得出 张力的 大小与帘线 H 抽出力存在一种抛物线关系 即随 着张力的增大 帘线 H 抽出力与附胶量是先增大 后减小 关键是寻找到一个最佳的 转折点 通 过试验数据的统计分析 得出转折点在张力为 8 5 0 5 N 的范围内 2 2 试验规格 SH040B 1 带束层 试验条件 锭子房气压分别设定在 10 和 90 kPa 主机速度恒定在 30 m min 1 其余同试验 规格 S3045B 试验数据如表 3 和 4 所示 从表 3 和 4 可以看出 气压越小 张力的波动 幅度越小 通过降低该规格锭子房张力 不但提 高了帘布的物理性能 而且有效降低了帘布翘头 的概率 并且与钢丝帘线的导开张力相匹配 有效 控制了压延过程中跳丝 并线情况的发生 综合 多次试验得出 张力控制在6 5 7 5 N 时得到的 帘布平整度及物理性能最优 表 3 不同锭子房气压下 SH040B钢丝帘布 张力统计数据 项 目 锭子房气压 kPa 1090 张力平均值 102 N708 2960 2 张力的 3 68 70141 00 标准误差10 248 910 508 8 中值 102 N 712 0950 0 模式712978 标准偏差22 917 246 996 8 样本方差525 22 208 7 峰值3 115 33 267 2 偏斜度 1 448 31 101 5 区域62230 最小值 102 N670868 最大值 102 N7321 098 求和 102 N3 54119 204 计数520 47许晓晶等 钢丝帘线压延锭子房低张力控制工艺 表 4 锭子房气压对 SH040B钢丝帘布性能的影响 项 目 锭子房气压 kPa 1090 厚度 mm1 821 83 米重 kg m 2 3 493 99 附胶率 9078 H 抽出力 N1 024888 H 抽出力的3 156245 2 3 试验规格 SW035B 4 带束层 试验条件 锭子房气压分别设定在 90 和 200 kPa 主机速度恒定在 30 m min 1 主机辊筒 间的速比设定为0 60 1 04 胶料门尼粘度 ML 1 4 100 范围选定为 73 85 其余同 试验规格 S3045B 试验数据如表 5 所示 表 5 锭子房气压对 SW035B钢丝帘布性能的影响 项 目 锭子房气压 kPa 90200 张力平均值 102 N1 687 02 589 0 张力的 3 84 36178 40 厚度 mm1 811 85 米重 kg m 2 3 453 49 附胶率 9586 H 抽出力 N1 145867 H 抽出力的3 156211 由于 4 带束层采用了高延伸性能的钢丝帘 线 为预防该帘线在压延过程中跳丝 其张力的设 定在所有规格中最高 相对也最不稳定 从表 5 可以看出 在保证压延过程中不跳丝 的前提下 锭子房张力的设定值越小越好 根据 数据积累得出 该规格帘线锭子房张力为 14 0 17 0 N 时得到的帘布物理性能最佳 2 4 试验规格 S3050B 胎体帘布 试验条件 锭子房气压分别设定在 50 和 110 kPa 主机速度恒定在 25 m min 1 主机辊筒 间的速比设定为0 60 1 02 胶料门尼粘度 ML 1 4 100 范围选定为 75 90 其余同 试验规格 S3045B 试验数据如表 6 和 7 所示 从表 6 和 7 可以看出 张力在 8 784 N 时波 动较小 且 H 抽出力也较理想 数据的离散性也 较小 与S3045B一样 胎体帘布S3050B的张力 表 6 不同锭子房气压下 S3050B 钢丝帘布 张力统计数据 项 目 锭子房气压 kPa 50110 张力平均值 102 N878 41 024 6 张力的 3 93 10127 60 标准误差11 420 19 512 7 中值 102 N879 01 019 5 模式9651 063 标准偏差31 033 342 542 0 样本方差2 608 361 809 8 峰值 0 987 32 581 6 偏斜度0 382 50 925 3 区域154200 最小值 102 N 811945 最大值 102 N 9651 145 求和 102 N 17 56820 491 计数2020 表 7 锭子房气压对 S3050B 钢丝帘布性能的影响 项 目 锭子房气压 kPa 50110 厚度 mm2 832 84 米重 kg m 2 7 036 90 附胶率 8990 H 抽出力 N842693 H 抽出力的 3 113241 与 H 抽出力也呈抛物线关系 并且从多次试验中 得出 S3050B 张力和 H 抽出力波动幅度较大 但 H 抽出力的平均值稳定在 800 N 左右 即张力在 8 0 9 0 N时钢丝帘线与胶料之间的粘合性 较好 3 结语 经过近一年的试验 公司于