董化宇

（中航工業(yè)綜合技術研究所，北京 100028 ）

如何對航空輪胎制造過程進行審核

董化宇

（中航工業(yè)綜合技術研究所，北京 100028 ）

從簡要介紹航空輪胎的制造工藝（過程）、檢驗和試驗項目開始，重點闡述了從塑煉、混煉、壓出（或擠出）、壓延、膠簾布裁斷、簾布筒制造、鋼絲圈制造、胎圈成型、輪胎成型、輪胎硫化、檢驗和試驗項目、人員、設備等方面如何對航空輪胎成型過程進行審核。

航空輪胎；制造工藝（過程）；審核

航空輪胎的作用是承受飛機的重量，緩沖飛機在滑行、起飛和著陸時產(chǎn)生的沖擊和振動。航空輪胎按結(jié)構(gòu)分為有內(nèi)胎輪胎、無內(nèi)胎輪胎；按充氣壓力分為高壓輪胎、低壓輪胎；按輪胎在地面滑跑速度的不同分為低速輪胎、高速輪胎；按航空輪胎的輪位分為主輪輪胎、前輪輪胎、尾輪輪胎和翼輪輪胎；按航空輪胎的用途可分為制動輪輪胎、非制動輪輪胎等。

有內(nèi)胎航空輪胎由外胎和內(nèi)胎組成，無內(nèi)胎航空輪胎除在外胎里面加貼一層密封層代替內(nèi)胎外，其它結(jié)構(gòu)基本上與有內(nèi)胎航空輪胎相同。由于目前絕大多數(shù)的軍用、民用飛機使用無內(nèi)胎航空輪胎，因此在本文中所提到的航空輪胎均指無內(nèi)胎航空輪胎。

航空輪胎由胎體、胎面和胎圈3個主要部分組成。胎體包括簾布層和緩沖層兩部分，而胎面又包括胎面膠和胎側(cè)膠兩部分。胎體由多層掛膠簾布按一定角度貼合而成，使輪胎具有所需的強度和彈性，以承受輪胎使用中的復雜應力的多次變形，并緩和外來的路面振動和沖擊。胎面是輪胎同地面的接觸部分，具有耐磨和耐切割性能及保護胎體不受機械損傷。胎圈是使輪胎緊密地固定在輪輞上，承受輪胎與輪輞的各種相互作用力。

在GB/T 19000-2008《質(zhì)量管理體系 基礎和術語》（ISO9000：2005，IDT）中“過程”的定義是：將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相互關聯(lián)或相互作用的一組活動。一個過程的輸入通常是其他過程的輸出。過程可以理解為使用資源將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的任何一項或一組活動。那么，航空輪胎制造過程包括操作者使用煉膠機、輪胎成型機、硫化機等設備，將生膠（天然橡膠、合成橡膠）、配合劑（硫化劑、硫化促進劑、增塑劑、補強劑、防老劑、填充劑、著色劑等）和增強材料（布、纖維織品、鋼絲等）按工藝要求，首先制成輪胎半成品，最終形成航空輪胎的一系列活動。這些活動涉及人、機、料、法、環(huán)、測等因素。其中，機、料、法、測等因素對航空輪胎的質(zhì)量影響最大，是航空輪胎制造過程審核的重點。

由于對航空輪胎制造過程審核主要涉及輪胎的制造工藝及檢驗試驗項目，因此下面簡單介紹航空輪胎的制造工藝、檢驗試驗項目等內(nèi)容，以便在理解航空輪胎制造過程的基礎上，更好地實施審核。

1 航空輪胎的制造工藝

航空輪胎的制造工藝流程為：生膠塑煉—→混煉膠混煉—→壓出、擠出、壓延—→半成品（胎面膠、膠條、簾布筒、胎圈等）—→輪胎成型—→輪胎硫化—→檢驗和試驗—→輪胎交付。

對航空輪胎制造工藝流程中的重要環(huán)節(jié)簡要介紹如下：

混煉膠混煉是將經(jīng)過塑煉的生膠（天然橡膠、合成橡膠）、配合劑（硫化劑、硫化促進劑、增塑劑、補強劑、防老劑、填充劑、著色劑等）等按一定的配方，在混煉機（開煉機、密煉機）上混合在一起的過程。

半成品制造有輪胎胎面及三角膠條壓出（或擠出）、胎體簾布壓延、緩沖層壓延、簾布裁斷、簾布筒制造、鋼絲圈制造、胎圈成型等工序。

輪胎成型是在成型機上將胎面膠、緩沖層、膠簾布筒、胎圈按照施工標準表的要求依次貼合組成輪胎胎坯的過程。

輪胎硫化是在硫化機中通過控制溫度、壓力、時間使輪胎胎坯達到最終的形狀和性能。

2 航空輪胎的檢驗和試驗項目

新研制的航空輪胎要經(jīng)過鑒定，合格之后才能裝機使用。鑒定檢驗試驗的項目有：物理性能、導靜電性能、充氣外緣尺寸、重量、斷面分析、靜負荷性能、動態(tài)性能、爆破性能、胎圈密合性能、氣密性能、內(nèi)部缺陷、靜平衡性能、平衡補片粘合強度、標志、外觀質(zhì)量。

對通過鑒定已批量生產(chǎn)的航空輪胎，出廠之前要進行質(zhì)量一致性檢驗。質(zhì)量一致性檢驗的檢驗和試驗項目有：物理性能、充氣外緣尺寸、重量、斷面分析、爆破性能、胎圈密合性能、氣密性能、內(nèi)部缺陷、靜平衡性能、標志、外觀質(zhì)量。

2.1 物理性能試驗

通過對輪胎胎面膠進行拉伸、老化、硬度、耐磨、脆性溫度、橡膠與織物的粘著、結(jié)構(gòu)材料等性能試驗，檢驗輪胎的物理性能。

2.2 導靜電性能試驗

利用伏安法的電學原理測量輪胎外表面的直流電阻以考核輪胎的導靜電性能。

2.3 充氣外緣尺寸測量

通過測量輪胎的外直徑、斷面寬度、胎肩寬度、胎肩直徑和輪胎重量來檢驗輪胎的充氣外緣尺寸是否符合設計要求。

2.4 輪胎斷面分析方法

通過解剖和測量，檢查輪胎外胎斷面的材料厚度和材料分布的情況。

2.5 靜負荷性能試驗：

在靜止狀態(tài)下對具有規(guī)定充氣內(nèi)壓的輪胎連續(xù)施加負荷，繪制出輪胎的負荷-下沉量曲線，求出額定氣壓下輪胎的下沉率和印痕面積，判斷輪胎的負荷性能。

2.6 動態(tài)模擬試驗

通過模擬航空輪胎的實際使用條件來考核其使用性能。

2.7 爆破壓力試驗：

將高壓水充入輪胎胎腔內(nèi)，以測定其胎體強度性能或爆破壓力值。

2.8 胎圈密合壓力試驗

將壓縮空氣緩緩地充入試驗胎內(nèi)，直至輪胎胎踵部位與輪輞相密合為止，測量密合時的胎內(nèi)壓力以確定輪胎胎圈部位的松緊程度是否符合設計要求。

2.9 無內(nèi)胎輪胎氣密性能試驗

將壓縮空氣充入航空無內(nèi)胎輪胎至額定內(nèi)壓，經(jīng)過一定時間的靜止后，測量其胎內(nèi)壓力以確定該航空無內(nèi)胎輪胎的氣密性能。

2.10 X射線檢測

利用X射線穿透不同物質(zhì)呈現(xiàn)出不同程度的衰減作用，并產(chǎn)生熒光和感光作用的特點，對輪胎內(nèi)部缺陷進行無損檢測。

2.11 全息照相檢查

利用激光全息干涉原理，采用真空加載雙曝光內(nèi)外拍照方法，以揭示輪胎內(nèi)部存在的脫層、氣泡等缺陷。

2.12 靜平衡差度試驗

根據(jù)力矩原理，用水平式靜平衡試驗機測量輪胎的靜不平衡質(zhì)量及其輕點位置。

3 如何對航空輪胎制造過程進行審核

3.1 塑煉

生膠因粘度過高、均勻性較差等原因，增加了混煉的難度。通過塑煉可降低生膠的粘度，增加生膠的可塑性、流動性，使配合劑易于混入。生膠塑煉前需進行烘膠、切膠、破膠等準備工作。生膠塑煉可在開煉機、密煉機或螺桿機上進行。

審核生膠塑煉時要關注烘膠的溫度、時間。烘膠的溫度不宜過高，否則會影響橡膠物理機械性能；生膠破膠時的輥距、輥溫；開煉機塑煉時的輥筒輥速、速比、輥溫、輥距、時間；密煉機塑煉時的溫度、轉(zhuǎn)速、容量、壓力、時間；螺桿機塑煉時生膠和螺桿的預熱、塑煉的溫度、填料速度。

3.2 混煉

橡膠混煉主要是將各種配合劑在生膠中混合和分散的過程，混煉對橡膠質(zhì)量起重要作用。在混煉之前要對配合劑進行粉碎、干燥、篩選、熔化、過濾、脫水等預先加工。橡膠混煉有開煉機混煉、密煉機混煉等方法?；鞜捄笠獙鞜捘z進行冷卻、停放和保管等后續(xù)處理以及對混煉膠質(zhì)量的檢驗。

審核橡膠混煉時要關注配合劑的粉碎、干燥、篩選、熔化、過濾、脫水等預先加工要符合技術文件的規(guī)定；開煉機混煉時的裝料容量、輥距、混煉溫度、輥速、加料順序等；密煉機混煉時的裝料容量、加料順序、上頂栓壓力、轉(zhuǎn)子速度、混煉溫度、混煉時間等；混煉之后混煉膠的冷卻方式、停放時間、庫存的溫度、存放時間等。對混煉膠質(zhì)量要進行配合劑分散度檢查、膠料流變性能檢查及可塑度、相對密度、硬度、環(huán)狀定伸應力等項目的檢查。

3.3 壓出（或擠出）

壓出（或擠出）是使用壓出機，使混煉膠膠料在螺桿或柱塞的推動下，連續(xù)不斷地向前運動，然后借助口型壓出各種所需形狀的半成品。輪胎胎面和胎圈三角膠條使用壓出的方法形成輪胎半成品。

審核胎面和胎圈三角膠條壓出時要關注熱煉時開煉機的輥溫、輥距、裝膠量；螺桿擠出機機筒溫度、機頭溫度、口型板溫度、排膠溫度；壓出速度；壓出后的冷卻方法及冷卻溫度等。

3.4 壓延

壓延是將混煉膠膠料通過壓延機兩輥筒之間，利用輥筒間的壓力使膠料產(chǎn)生延展變形，制成膠片或膠布（包括掛膠簾布）半成品的工藝方法。簾布是胎體的骨架材料，采用壓延掛膠方法將膠料附在簾布上，使簾線之間和布層之間附上一定量的膠料，提高附著性能，組成具有一定彈性、一定強度的胎體。

審核壓延時要關注熱煉時開煉機的輥溫、輥距、裝膠量；向壓延機供料輸送帶的速度應略大于熱煉機輥筒的線速度；紡織物應烘干，以減少其含水量，提高其溫度；壓延機各輥溫度的控制；壓延機的輥速；壓延張力；壓延簾布掛膠厚度的均勻性等。

3.5 膠簾布裁斷

膠簾布在裁斷機上按規(guī)定的角度、寬度裁斷成半成品備用。

審核膠簾布裁斷時要關注裁斷寬度、裁斷角度。

3.6 簾布筒制造

在專用貼合機上將裁斷后的膠簾布制成多層的環(huán)形布筒。

審核簾布筒制造時要關注簾布筒的長度、寬度和角度要符合規(guī)定；貼合牢固沒有氣泡，同時避免接頭位置重疊。

3.7 鋼絲圈制造

鋼絲圈用鍍銅鋼絲掛膠，導入直徑可調(diào)的卷成盤卷成一定層數(shù)的鋼絲圈。

審核鋼絲圈制造時要關注鋼絲清除油污；T型機頭擠出機機身溫度和機頭溫度；鋼絲圈的層數(shù)及鋼絲帶兩端的搭接距離。

3.8 胎圈成型

胎圈成型是用鋼圈包布將鋼絲圈、三角膠條纏繞為一體的工藝過程。

審核胎圈成型要關注鋼圈包布的重疊尺寸、纏緊程度。

3.9 輪胎成型

輪胎成型是在輪胎成型機上將胎面膠、緩沖層、簾布筒、胎圈按輪胎施工表依次貼合、壓實組成輪胎胎坯的工藝過程。

審核輪胎成型時要關注胎面膠、緩沖層、簾布筒、胎圈等部分要擺正；胎面膠、緩沖層、簾布筒、胎圈貼合要牢固；無氣泡、無褶子、無雜質(zhì)、無斷線、無掉膠。

3.10 輪胎硫化

硫化是在加熱或輻照的條件下，膠料中的生膠與硫化劑發(fā)生化學反應，由線型結(jié)構(gòu)的大分子交聯(lián)成為立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的大分子，并使膠料的物理機械性能發(fā)生根本變化的過程。根據(jù)輪（外）胎結(jié)構(gòu)和橡膠傳熱性能較差的特點，輪（外）胎在硫化機中的硫化一般采用逐步升溫、低溫長時間硫化，以保證膠料有充分的流動充模和傳熱時間。

審核輪（外）胎硫化時要關注在胎坯內(nèi)表面或水胎表面涂刷的隔離劑應滿足工藝要求；為避免胎坯內(nèi)的氣體未排盡而造成肩空、肩裂，應在工藝規(guī)定的部位刺孔；硫化前按工藝規(guī)定控制胎坯的預熱溫度和預熱時間；胎坯定型時，定型機上、下輪盤的距離不小于胎冠寬度。定型時向胎坯內(nèi)充入工藝規(guī)定壓力的壓縮空氣；定型后的胎坯硫化時，注入水胎的過熱水的壓力和溫度、通入硫化機中蒸汽的壓力和溫度應符合工藝規(guī)定；硫化后輸入冷卻水的壓力和回水溫度按工藝規(guī)定進行控制。

3.11 檢驗和試驗項目

對新研制的航空輪胎，審核時要關注航空輪胎鑒定試驗項目是否全部完成并符合研制合同或技術協(xié)議的要求。

對通過鑒定已批量生產(chǎn)的航空輪胎，審核時要關注質(zhì)量一致性檢驗和試驗項目是否全部完成并符合產(chǎn)品規(guī)范或技術條件的要求。

3.12 人員

對煉膠、擠出、壓延、輪胎成型、輪胎硫化、檢驗、試驗等崗位的操作人員，審核時要關注是否有崗位標準；操作者的能力、熟練程度是否符合崗位標準和制造工藝的要求等。

3.13 設備

審核時要關注混煉機、擠出機、壓延機、胎圈成型機、輪胎成型機、輪胎硫化機等設備是否滿足制造工藝的要求；是否按要求實施設備的大、中修和維護保養(yǎng)等工作。

[1] 徐云慧. 橡膠制品工藝[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[2] GJB 683A-1998 軍用航空輪胎規(guī)范[S].

[3] GJB 108B-1998 軍用航空輪胎試驗方法[S].

（編輯：勞邊）

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1003–6660（2014）06–0018–04

10.13237/j.cnki.asq.2014.06.005

2014-09-15