王超群，李德功，齊立平，吳洪全，常愛(ài)修

（青島雙星輪胎工業(yè)有限公司，山東 青島 266400）

航空輪胎產(chǎn)業(yè)是國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。航空輪胎通常具有負(fù)荷大、速度高、下沉量大、變形大、充氣壓力高等使用特點(diǎn)。目前，航空輪胎的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)/檢測(cè)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)主要掌握在國(guó)外輪胎巨頭手里，尤其是制造高端輪胎的核心材料還依賴進(jìn)口，關(guān)鍵裝備及工藝技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外企業(yè)壟斷。同時(shí)，航空輪胎制造進(jìn)入門(mén)檻高、研發(fā)投入大，現(xiàn)有企業(yè)難有創(chuàng)新動(dòng)力和資金投入。為解決航空輪胎“卡脖子”現(xiàn)狀，開(kāi)展航空輪胎高端產(chǎn)業(yè)建設(shè)，進(jìn)行相關(guān)材料和技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)，填補(bǔ)我國(guó)高端輪胎生產(chǎn)所需核心材料和工藝空白，研發(fā)先進(jìn)制造裝備，提升輪胎制造技術(shù)水平，打破國(guó)外高端輪胎的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)高端航空輪胎國(guó)產(chǎn)化和輪胎產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)具有重要意義。

航空子午線輪胎成型工藝技術(shù)和制造裝備是制約航空子午線輪胎自動(dòng)化、批量化、高品質(zhì)生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。我公司在航空子午線輪胎研制和生產(chǎn)過(guò)程中，逐步形成了一套較為成熟的裝備和工藝技術(shù)方法，研制的某規(guī)格航空子午線輪胎已通過(guò)CTSO-C62e《中國(guó)民用航空技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》動(dòng)態(tài)模擬試驗(yàn)[1]，下面進(jìn)行詳細(xì)介紹和論述。

1 航空子午線輪胎成型工藝概述

航空子午線輪胎成型是在專(zhuān)用成型機(jī)上、利用特殊制造工藝將內(nèi)襯層、簾布筒、鋼絲圈、型膠、纏繞帶束層、波紋保護(hù)層等半成品膠部件按航空輪胎施工標(biāo)準(zhǔn)依次上料、貼合、壓實(shí)組成輪胎胎坯的工藝過(guò)程。航空子午線輪胎成型是其生產(chǎn)工藝過(guò)程中的關(guān)鍵工序，主要工藝特點(diǎn)為：胎體簾布的貼合層數(shù)較多，采用二次法一體化成型工藝技術(shù)；一段內(nèi)襯層貼合采用薄片多層貼合技術(shù)；胎體筒組件成型過(guò)程中采用正、反包技術(shù)；耐磨膠采用膠囊反包貼合方式；帶束層組件成型過(guò)程采用帶束條復(fù)雜曲線S形纏繞成型技術(shù)以及波紋保護(hù)層等特殊成型工藝。

航空子午線輪胎的半成品膠部件種類(lèi)繁多，多達(dá)20余種，較全鋼工程機(jī)械子午線輪胎和載重子午線輪胎10種左右增加1倍。航空子午線輪胎成型過(guò)程特別要求膠部件貼合緊密，“上料正、接合牢、壓合實(shí)”是成型工藝過(guò)程控制的“九字訣”，成型過(guò)程中不得出現(xiàn)任何壓合不實(shí)、接頭錯(cuò)位、對(duì)稱(chēng)度超標(biāo)等質(zhì)量問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)成型過(guò)程精度高、規(guī)范化、自動(dòng)化操作，成型機(jī)部件要求構(gòu)造精良、功能完善，必須滿足復(fù)雜結(jié)構(gòu)航空子午線輪胎的成型工藝技術(shù)要求。在成型過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)許多技術(shù)難點(diǎn)，如胎坯肩部壓不實(shí)、鋼絲圈部位出現(xiàn)褶子、圓周方向各膠部件接頭分布不均、帶束條纏繞斷線、胎面接頭開(kāi)等都會(huì)影響胎坯的成型質(zhì)量。

針對(duì)特殊工藝要求設(shè)計(jì)制造的四鼓二次法一體式航空子午線輪胎成型機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)多種規(guī)格航空子午線輪胎半成品部件的定位、貼合、纏繞、定型，最終完成胎坯成型。其整體工藝布局采用T形排列，分成4個(gè)工作區(qū)域：一段布筒貼合區(qū)、一段成型區(qū)、二段帶束鼓纏繞區(qū)和二段定型鼓定型區(qū)，稱(chēng)為T(mén)＋2型成型機(jī)布局法（2指二段成型），工藝流程如圖1所示。

圖1 航空子午線輪胎成型工藝流程

T＋2型航空子午線輪胎成型機(jī)是適應(yīng)航空輪胎成型過(guò)程膠部件種類(lèi)繁多、工藝復(fù)雜的特點(diǎn)而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)、制造的，整體布局結(jié)構(gòu)合理、半成品物流順暢、配套裝備功能齊全，從各種半成品膠部件供料準(zhǔn)備、一段成型、二段成型到最后完成整條胎坯成型過(guò)程一氣呵成。此類(lèi)型成型機(jī)代表了航空子午線輪胎成型裝備的發(fā)展方向。

2 航空子午線輪胎成型工藝過(guò)程研究

航空子午線輪胎T＋2型成型工藝流程中膠部件種類(lèi)繁多，保證膠部件密實(shí)性尤為重要，層層壓合必須到位，這是區(qū)別于常規(guī)子午線輪胎二段成型方法的關(guān)鍵所在，其工藝過(guò)程如圖2—6所示。

圖2 航空子午線輪胎成型機(jī)工藝布局示意

圖3 2#供料架側(cè)視圖

圖4 3#供料架側(cè)視圖

圖5 一段成型機(jī)主視圖

圖6 二段成型機(jī)側(cè)視圖

航空子午線輪胎成型工藝步驟為：一段以橫向?yàn)檩S線，工作區(qū)域同側(cè)分布，1#—4#供料架與橫向軸線垂直并列布局，分為一段布筒貼合區(qū)和一段成型區(qū)；二段以縱向?yàn)檩S線兩側(cè)布局，分為二段帶束鼓纏繞區(qū)和二段定型鼓定型區(qū)。帶束層纏繞輸送張緊調(diào)節(jié)裝置、帶束層纏繞儲(chǔ)料裝置、波紋保護(hù)層供料架、波紋保護(hù)層裁斷裝置、翻新基部膠片供料裝置分布在縱向軸線同側(cè)，胎面供料架、胎面供料小車(chē)分布于軸線異側(cè)。一段、二段半成品傳遞采用空中龍門(mén)懸掛式自動(dòng)傳送裝置完成，保證半成品傳遞高效、順暢，且定位準(zhǔn)確。航空子午線輪胎成型工藝過(guò)程如下。

（1）平鼓貼合機(jī)主機(jī)為平鼓提供支撐、漲縮、橫向移動(dòng)動(dòng)力。

（2）平鼓貼合機(jī)主機(jī)、平鼓在2a位置，對(duì)應(yīng)1#供料架，實(shí)現(xiàn)內(nèi)襯層、過(guò)渡層膠片、1#胎體簾布貼合。

（3）平鼓貼合機(jī)主機(jī)、平鼓在平鼓貼合機(jī)主機(jī)橫向驅(qū)動(dòng)力作用下到達(dá)2b位置，對(duì)應(yīng)2#供料架，定位后，上1層胎體覆膠，利用組合輥壓裝置完成第1次輥壓；然后上2#胎體簾布、胎體覆膠，利用組合輥壓裝置完成第2次輥壓；再上3#胎體簾布、胎體覆膠，利用組合輥壓裝置完成第3次輥壓；利用前置供料架對(duì)稱(chēng)貼鋼絲圈加強(qiáng)層、三角膠粘合膠片，利用組合輥壓裝置完成第4次輥壓。

（4）在2b位置完成胎筒半成品復(fù)合件，平鼓貼合機(jī)主機(jī)、平鼓在橫向驅(qū)動(dòng)力作用下到達(dá)2c位置，自動(dòng)傳送裝置取下胎筒，運(yùn)行至2d位置。平鼓貼合機(jī)主機(jī)、平鼓復(fù)位至2a位置。

（5）尾座協(xié)助成型鼓主機(jī)、成型鼓完成一段胎筒的正包、扣圈、反包等成型過(guò)程。龍門(mén)懸掛式自動(dòng)傳送裝置夾持胎筒運(yùn)行至2d位置，此時(shí)，成型鼓在2d位置接取胎筒，尾座由5b位置在縱向驅(qū)動(dòng)作用下到達(dá)5a位置。在此處，尾座、成型鼓、成型鼓主機(jī)對(duì)應(yīng)3#供料架繼續(xù)成型：指形片正包、扣圈裝置扣圈、膠囊反包、利用組合壓輥輥壓反包層，完成第5次輥壓；上反包隔離膠片；上4#胎體簾布、正包，上胎體覆膠，利用組合壓輥完成第6次輥壓，再上5#胎體簾布、正包、上胎體覆膠，利用組合壓輥完成第7次輥壓。

（6）在成型鼓主機(jī)橫向驅(qū)動(dòng)力作用下，由7a到達(dá)7b位置，對(duì)應(yīng)4#供料架，在此處進(jìn)行加強(qiáng)層、胎肩墊膠、填充膠貼合。再次在成型鼓主機(jī)橫向驅(qū)動(dòng)力作用下，由7b到達(dá)7a位置，利用組合壓輥完成第8次輥壓。在2d位置，繼續(xù)采用膠囊反包法上耐磨層，再上胎側(cè)，利用組合壓輥完成最后一次一段輥壓，一段胎坯成型完成。此后，尾座在縱向驅(qū)動(dòng)力作用下由5a到達(dá)5b位置復(fù)位，成型鼓主機(jī)處于復(fù)位位置，準(zhǔn)備下一條胎坯成型。

（7）龍門(mén)懸掛式自動(dòng)傳送裝置在2d位置夾取一段成型完成的胎筒，縱向傳送至二段成型機(jī)定型鼓并配合安裝到位，下一步繼續(xù)與二段成型區(qū)完成的帶束層/波紋保護(hù)層/胎面組合件組合。

（8）定型鼓主機(jī)、定型鼓、傳遞環(huán)、帶束鼓、帶束鼓主機(jī)為二段主機(jī)。帶束鼓主機(jī)為帶束鼓提供支撐、漲縮、縱向平移動(dòng)力。帶束層纏繞工藝過(guò)程為：在帶束鼓上先貼一層緩沖膠片，由帶束層纏繞儲(chǔ)料裝置、帶束層纏繞裝置（包括張緊調(diào)節(jié)裝置、纏繞頭等）在帶束鼓上完成多層S形帶束層纏繞，纏繞頭自帶輥壓機(jī)構(gòu)，層層輥壓，形成環(huán)形筒狀帶束層結(jié)構(gòu)，利用翻新基部膠片供料裝置再貼一層翻新基部膠片。

（9）帶束鼓主機(jī)、帶束鼓在縱向驅(qū)動(dòng)力作用下，由13a到達(dá)13b位置，利用分合輥壓裝置（安裝至波紋保護(hù)層供料架下方13b位置）完成帶束鼓第1次輥壓。利用波紋保護(hù)層供料架、波紋保護(hù)層裁斷裝置經(jīng)過(guò)供料架傳送帶到達(dá)帶束鼓上，完成波紋保護(hù)層貼合，再次利用分合輥壓裝置完成帶束層/波紋保護(hù)層組合件第2次輥壓。利用胎面供料小車(chē)、胎面供料架，完成胎面貼合，最后一次利用分合輥壓裝置完成帶束層/波紋保護(hù)層/胎面組合件第3次輥壓。

（10）傳遞環(huán)將帶束鼓成型好的帶束層/波紋保護(hù)層/胎面復(fù)合件由13b位置轉(zhuǎn)遞至二段定型鼓，退回復(fù)位。此時(shí)，帶束鼓在帶束鼓主機(jī)縱向驅(qū)動(dòng)力作用下，由13b到13a位置，完成復(fù)位，進(jìn)行下一條胎坯帶束層纏繞。

（11）二段定型鼓位置帶束層/波紋保護(hù)層/胎面復(fù)合件與一段自動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的一段胎坯，在定型鼓主機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)過(guò)預(yù)定型、定型、超定型，同時(shí)在組合壓輥?zhàn)饔孟峦瓿烧麄€(gè)胎坯成型過(guò)程。

（12）傳遞環(huán)由其原位置到達(dá)定型鼓位置，將定型好的完整胎坯從定型鼓上取下，縱向平移回位，由龍門(mén)懸掛式自動(dòng)傳送裝置接取，卸下胎坯。

2.1 一段成型工藝技術(shù)

2.1.1 一段內(nèi)襯層貼合

航空輪胎一段內(nèi)襯層貼合包括1塊封口膠橫向貼合、3層氣密層薄片貼合和1層過(guò)渡層膠片貼合。一段內(nèi)襯層貼合利用獨(dú)立平鼓貼合機(jī)進(jìn)行，膠部件必須均勻分布貼合。與汽車(chē)子午線輪胎的1層內(nèi)襯層相比，航空子午線輪胎內(nèi)襯層對(duì)接接頭重疊較大，易造成膠料質(zhì)量分布不均。

氣密層薄片貼合包括將一定寬度氣密層擠出卷曲，連續(xù)在平鼓貼合機(jī)機(jī)頭上纏繞數(shù)圈。首先采用與氣密層等寬的薄膠片橫向貼在平鼓貼合機(jī)機(jī)頭上，再與氣密層膠片搭接，3層氣密層薄片逐層通過(guò)旋轉(zhuǎn)成型鼓完成相應(yīng)圈數(shù)貼合，保證氣密層膠片首尾在機(jī)頭某一固定位置處，如圖7所示。

圖7 平鼓貼合膠部件示意

內(nèi)襯層貼合工藝控制要點(diǎn)如下。

（1）在保證輪胎氣密性試驗(yàn)合格的前提下，盡量減小膠料厚度。

（2）保證內(nèi)襯層接頭過(guò)渡小，避免出現(xiàn)胎里露線等質(zhì)量隱患。

2.1.2 一段布筒（反包層）貼合

不同于使用纖維簾布作為胎體材料的汽車(chē)輪胎，航空子午線輪胎在貼合每一層胎體簾布時(shí)都要進(jìn)行胎體覆膠的貼合。胎體覆膠是現(xiàn)有壓延設(shè)備所能生產(chǎn)的最薄膠片。此種工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有利于提高輪胎的抗沖擊性能、部件之間的結(jié)合力和輪胎的整體性能。一段布筒（反包層）貼合包括：第1層纖維胎體簾布、第1層胎體覆膠貼合；第2層纖維胎體簾布、第2層胎體覆膠貼合；第3層纖維胎體簾布、第3層胎體覆膠貼合；1層對(duì)稱(chēng)兩塊鋼絲圈加強(qiáng)層、三角膠粘合膠片貼合。

在常規(guī)二次法成型機(jī)上生產(chǎn)航空子午線輪胎時(shí)，一段成型鼓上貼合內(nèi)襯層、胎體簾布的寬度都大于成型鼓的寬度，超出成型鼓的兩側(cè)部分沒(méi)有支撐，形成懸垂，無(wú)法輥壓，極易產(chǎn)生簾布褶子，形成氣泡，貼合效果差，這也是此工藝過(guò)程控制的重要環(huán)節(jié)[2]。通常的解決方法是在胎體鼓兩側(cè)設(shè)計(jì)成型鼓假鼓作為輔助支撐，如圖8所示；也可采用邊壓輥方式（如圖9所示）或反包膠囊撐塊的方式（如圖10所示）。

圖8 一段成型鼓假鼓示意

圖9 一段成型鼓邊壓輥示意

圖10 一段成型附帶膠囊撐塊示意

圖8中輔助支撐假鼓每組6塊瓦塊，左右各1組，與成型鼓蓋板固定，同時(shí)瓦塊順次安裝，可互相支撐。假鼓可在貼合內(nèi)襯層及胎體簾布時(shí)起到支撐作用，也可進(jìn)行膠部件貼合后的機(jī)械輥壓，但是安裝間隙會(huì)造成輥壓簾布筒不密實(shí)問(wèn)題，且安裝有配合間隙，長(zhǎng)時(shí)間使用造成瓦塊松動(dòng)、甚至脫落。此組瓦塊需要提前安裝，正、反包前拆卸下來(lái)，增大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，影響成型效率。

圖9中邊壓輥裝置設(shè)置在成型鼓下方，左右可同步分合并由氣缸驅(qū)動(dòng)進(jìn)行輥壓。輥壓時(shí)將邊壓輥伸入布筒，鼓旋轉(zhuǎn)，從里向外輥壓，由于沒(méi)有實(shí)物支撐，輥壓效果較差，同時(shí)對(duì)寬于成型鼓而窄于胎體簾布的內(nèi)襯層，無(wú)法保證其與胎體的貼合密實(shí)性。

圖10中將反包膠囊設(shè)計(jì)成內(nèi)撐塊的方式，內(nèi)撐塊漲起后可用于內(nèi)襯層與胎體組合件的貼合，但膠囊撐塊漲起后，左右兩邊總寬度無(wú)法達(dá)到胎體簾布的寬度，不能保證寬于反包膠囊撐塊位置胎體簾布的輥壓效果。同時(shí)，漲起的內(nèi)撐塊與成型鼓之間有一條截面呈倒三角的環(huán)形間隙，是膠部件壓不實(shí)、產(chǎn)生氣泡的死角。

為了解決一段內(nèi)襯層貼合和一段布筒（反包層、胎體內(nèi)層）的貼合密實(shí)性問(wèn)題，設(shè)計(jì)制造獨(dú)立的平鼓貼合機(jī)，而簾布筒（正包層、胎體外層）的貼合在一段成型鼓上進(jìn)行，分布實(shí)施的一段成型方式提升了成型質(zhì)量和效率。

2.1.3 一段布筒（正包層）貼合

一段布筒（正包層）貼合包括：自動(dòng)傳送裝置將布筒貼合組合件安裝在一段成型機(jī)的成型鼓上，經(jīng)過(guò)對(duì)中、漲鼓，輥壓膠部件，指形片正包、扣壓圓形鋼絲圈/三角膠芯組合件，膠囊反包，輥壓、貼合反包層隔離膠片；1層纖維胎體簾布、正包，1層胎體覆膠，輥壓；再1層纖維胎體簾布、正包，1層胎體覆膠，輥壓。

此工藝過(guò)程控制要點(diǎn)如下。

（1）通過(guò)成品輪胎解剖及物理性能測(cè)試分析發(fā)現(xiàn)，缺少任何一層胎體覆膠，膠部件之間粘合強(qiáng)度都會(huì)明顯下降，影響輪胎整體性能，因此，各層胎體覆膠必須按照工藝標(biāo)準(zhǔn)上正、貼實(shí)。

（2）自動(dòng)傳送裝置從平鼓貼合機(jī)上取下的一段布筒貼合組合件與一段成型鼓中心對(duì)中誤差應(yīng)控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

（3）為保證航空子午線輪胎高強(qiáng)度、抗沖擊特性，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，胎體筒直徑與胎圈直徑的比值較大，因此，正、反包褶子控制至關(guān)重要。

正包過(guò)程中，調(diào)整好指形片到成型鼓之間的距離。距離過(guò)小，指形片端部將胎體簾布膠搓掉，影響正包質(zhì)量，同時(shí)會(huì)造成指形片變形；距離過(guò)大，指形片正包過(guò)程中會(huì)造成扣圈不實(shí)，胎體簾布在鋼絲圈部位容易生成褶皺。

反包過(guò)程中，調(diào)整好膠囊伸入到成型鼓鼓肩內(nèi)的距離。伸入距離過(guò)小，反包膠囊無(wú)法將胎體簾布在鋼絲圈部位完全貼實(shí)，甚至整個(gè)膠囊充氣時(shí)完全脫出胎圈，易造成胎圈脫空；伸入距離過(guò)大，膠囊在充氣且有扣盤(pán)助推的情況下也無(wú)法保證胎體簾布完全反包到位，形成反包“喇叭口”，只能通過(guò)后壓輥輥壓的方式將翹起的胎體簾布?jí)合氯?，輥壓效果與正常反包效果差距較大，也易造成胎圈脫空等質(zhì)量問(wèn)題。

（4）一段布筒貼合需要逐層輥壓，下壓采用整套海綿壓輥排氣輥壓的方式執(zhí)行效果不理想，采用氣缸驅(qū)動(dòng)單片壓輥的方式，調(diào)整好氣壓，降低分合速度、從中間向兩邊輥壓是工藝執(zhí)行的關(guān)鍵。胎肩部位和胎圈部位采用后壓碗輥壓方式，進(jìn)退、分合、旋轉(zhuǎn)根據(jù)不同規(guī)格設(shè)置好輥壓參數(shù)，自動(dòng)執(zhí)行動(dòng)作，保證輥壓質(zhì)量。

2.1.4 型膠貼合

型膠貼合包括對(duì)稱(chēng)貼合胎肩墊膠、填充膠，使用膠囊反包法對(duì)稱(chēng)貼合耐磨膠，對(duì)稱(chēng)貼合胎側(cè)膠，輥壓，得到一段胎坯。

膠囊反包法對(duì)稱(chēng)貼合耐磨膠包括將耐磨膠上表面敷貼在反包膠囊上完成對(duì)接，然后采用膠囊充氣反包的方式將耐磨膠層翻轉(zhuǎn)后緊貼在胎圈規(guī)定部位，如圖11所示。耐磨膠厚度較大，采用獨(dú)特的膠囊反包貼合方法，工藝過(guò)程操作易實(shí)現(xiàn)、反包平整、貼合緊密、兩側(cè)對(duì)稱(chēng)度較好，從而避免了采用貼合輥壓方式易造成輥壓不實(shí)、起褶子、膠料延展變形等質(zhì)量問(wèn)題。

圖11 耐磨膠貼合示意

型膠貼合的工藝控制要點(diǎn)如下。

（1）膠部件與燈光標(biāo)識(shí)保持一致，且控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

（2）嚴(yán)禁膠部件在貼合、接頭、輥壓過(guò)程中出現(xiàn)延展變形。

（3）耐磨膠接頭時(shí)必須刷汽油、打毛、接牢，防止反包過(guò)程中接頭脫開(kāi)。

2.2 二段成型工藝技術(shù)

二段成型工藝過(guò)程包括如下兩步。

（1）二段帶束鼓成型。在帶束鼓上先貼一層緩沖膠片，設(shè)備配備帶束層連續(xù)纏繞裝置，在緩沖膠片上逐層完成1個(gè)周期2層，共計(jì)6—8層帶束層S形連續(xù)纏繞，纏繞完成后，再貼1層翻新基部膠片，再貼合波紋保護(hù)層和胎面，層層輥壓，完成帶束層纏繞/波紋保護(hù)層/胎面組合件。

（2）二段定型鼓定型。一段成型完成的胎坯及二段完成的帶束層/波紋保護(hù)層/胎面組合件在航空輪胎專(zhuān)用二段成型機(jī)上完成組合，并經(jīng)過(guò)預(yù)定型、定型、超定型、后壓組合輥壓等環(huán)節(jié)完成整個(gè)胎坯成型過(guò)程。

2.2.1 帶束層螺旋形纏繞

航空子午線輪胎負(fù)荷高、下沉量大，帶束層如采用普通的層貼結(jié)構(gòu)，簾布的總伸張?zhí)?，?huì)出現(xiàn)劈縫，胎肩容易脫空，因此航空子午線輪胎帶束層采用帶束條連續(xù)纏繞方式。將帶束條沿輪胎周向螺旋形多層纏繞并“箍”到胎體層外，保證胎體強(qiáng)度，解決爆裂問(wèn)題，纏繞式無(wú)接頭冠帶層輪胎在高速、高負(fù)荷、抗沖擊性能方面具有優(yōu)異表現(xiàn)。

纏繞帶束層過(guò)程中，轉(zhuǎn)換纏繞周期時(shí)采用逐層遞減寬度、等差級(jí)半重疊纏繞方式組合，帶束條與輪胎周向成一定角度，帶束層纏繞成環(huán)形筒狀。該帶束層結(jié)構(gòu)通過(guò)在周向上纏繞非伸張且具高彈性的錦綸/芳綸復(fù)合簾布螺旋層，為輪胎提供抗沖擊性能和高負(fù)荷性能。纏繞帶束層對(duì)胎體具有箍緊作用，大大降低了胎冠部位的離心力，能顯著改善由“拖曳磨損”引起的胎肩部位的偏磨損。

航空子午線輪胎成型機(jī)上自帶專(zhuān)用纏繞帶束層的自動(dòng)纏繞裝置，利用纏繞頭平移和帶束鼓旋轉(zhuǎn)的組合軌跡達(dá)到S形纏繞效果，如圖12所示。

圖12 帶束條S形纏繞示意

將一束定寬的連續(xù)覆膠帶束條沿輪胎周向按一定纏繞角度逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)帶束鼓連續(xù)纏繞。在折返區(qū)，即當(dāng)帶束條繞至帶束層左右邊緣時(shí)，采用波浪形反向繼續(xù)纏繞（波形寬度和高度可設(shè)定），重疊并跨過(guò)上一圈折返帶束條，與上一層帶束條在帶束鼓周向距離偏差一個(gè)帶束條寬度；在非折返區(qū)，正在纏繞的帶束條與上一圈帶束條平行排列并緊密貼合，連續(xù)纏繞，從而達(dá)到S形纏繞效果。這種沒(méi)有接頭的帶束條連續(xù)纏繞成型的環(huán)形筒狀結(jié)構(gòu)帶束層也可采用雙頭纏繞方式，使纏繞效率成倍提高，極大縮短了輪胎生產(chǎn)時(shí)間[3-4]。

帶束條纏繞工藝控制要點(diǎn)如下。

（1）纏繞過(guò)程中盡量避免人為造成帶束條斷線，連續(xù)斷線會(huì)導(dǎo)致帶束層整體強(qiáng)度的下降。一方面，要保證設(shè)備優(yōu)質(zhì)高效運(yùn)行，減少設(shè)備故障；另一方面，在前工序帶束條擠出過(guò)程中避免帶束條折疊、卷曲變形，從而減少纏繞過(guò)程中因人為處理造成的帶束條質(zhì)量異常。

（2）纏繞過(guò)程中，帶束條必須并攏整齊排列，可設(shè)置不同帶束條寬度，距離過(guò)大會(huì)導(dǎo)致帶束條之間劈縫，距離過(guò)小則會(huì)出現(xiàn)重疊問(wèn)題。

2.2.2 波紋保護(hù)層貼合

航空子午線輪胎在環(huán)形帶束層與胎面之間，設(shè)置了一層波紋保護(hù)層。波紋保護(hù)層是航空子午線輪胎專(zhuān)用部件，其是利用特殊芳綸簾線，并排固定根數(shù)、間距，以一定波幅、波長(zhǎng)上下兩面覆膠，即經(jīng)專(zhuān)用設(shè)備壓延而成固定厚度的半成品膠部件[5]。波紋保護(hù)層平鋪在帶束層上面的翻新基部膠片上，對(duì)接角度為30°～45°，接口部位使用薄膠片包邊，對(duì)接接頭并壓實(shí)。波紋保護(hù)層的作用一是束緊帶束層組，二是提供胎面和帶束層過(guò)渡層，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，三是作為防刺扎層，可有效提高航空子午線輪胎的抗刺扎性能。波紋保護(hù)層可有效提高帶束層上應(yīng)力分布的均勻性，降低帶束層邊緣應(yīng)力，從而消除帶束層邊緣脫空現(xiàn)象。

航空子午線輪胎使用芳綸簾線作波紋保護(hù)層的主要材料，其具有拉伸強(qiáng)度高、定伸應(yīng)力較大的特點(diǎn)，可使航空子午線輪胎在高負(fù)荷、高速度的苛刻使用條件下，波紋保護(hù)層部位不會(huì)出現(xiàn)膠線脫開(kāi)或?qū)娱g脫開(kāi)的質(zhì)量問(wèn)題。

波紋保護(hù)層貼合工藝控制要點(diǎn)為：對(duì)接接頭嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，保證對(duì)接角度及對(duì)接膠片處輥壓密實(shí)。

2.2.3 胎面貼合

胎面貼合是將壓出卷曲的胎面通過(guò)胎面供料小車(chē)、胎面供料架上到纏繞帶束層上。

胎面貼合工藝控制要點(diǎn)如下。

（1）胎面對(duì)接接頭嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，保持對(duì)接面新鮮，停放時(shí)間不能超標(biāo)，以免造成接頭氧化。

（2）控制胎面質(zhì)量，跟蹤半成品壓出過(guò)程，嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，控制胎面形狀和質(zhì)量在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2.2.4 定型鼓定型

定型鼓定型是整個(gè)胎坯成型過(guò)程中最后一道重要工藝環(huán)節(jié)，即將一段組合件和二段組合件在二段定型鼓上完成定型、輥壓、卸胎。改造二段定型鼓聚氨酯（PU）環(huán)槽口形式，采用直槽口形式并全包漲縮塊，如圖13和14所示，在胎坯充氣定型過(guò)程中，應(yīng)避免定型漲縮塊橫向收縮，在胎圈部位壓出深印痕，如圖15所示；同時(shí)胎圈部位可以進(jìn)行有效翻轉(zhuǎn)，解決了傳統(tǒng)半圓形槽口造成的胎圈耐磨膠、三角膠擠壓移位問(wèn)題。

圖13 改造前PU環(huán)圓槽口形式

圖14 PU環(huán)尺寸改造示意

圖15 胎坯趾口質(zhì)量對(duì)比

定型鼓定型工藝控制要點(diǎn)如下。

（1）設(shè)置預(yù)定型、定型、超定型壓力，控制工藝執(zhí)行條件。壓力設(shè)置不合理會(huì)出現(xiàn)胎坯膨脹不起來(lái)或膨脹過(guò)大現(xiàn)象。

（2）設(shè)置預(yù)定型、定型、超定型寬度，控制工藝執(zhí)行條件。寬度參數(shù)設(shè)置不合理，定型后胎坯形狀達(dá)不到工藝技術(shù)參數(shù)要求，對(duì)下一步硫化裝模造成影響。

3 成型工藝控制過(guò)程中的問(wèn)題

T＋2型成型裝備四大功能區(qū)域各環(huán)節(jié)聯(lián)系緊密有序，各自分工獨(dú)立而整體統(tǒng)一。該裝備是根據(jù)航空子午線輪胎工藝特點(diǎn)不斷優(yōu)化和完善的結(jié)果，代表今后一段時(shí)期航空子午線輪胎成型機(jī)開(kāi)發(fā)研制的趨勢(shì)，即大型化、一體化、自動(dòng)化、精密化、信息化。航空子午線輪胎成型成套設(shè)備/工藝一體化規(guī)范操作能提高輪胎的成型效率和成型精度，滿足航空子午線輪胎高負(fù)荷、高沖擊、高速度下的使用性能，但仍存在急需改進(jìn)的方面，主要體現(xiàn)在技術(shù)裝備的性能提升上。

（1）成型機(jī)設(shè)備布局龐大，強(qiáng)調(diào)功能的配備及完善，在設(shè)備功能優(yōu)化、自動(dòng)化程度提升、成型效率提升方面還需要進(jìn)一步加強(qiáng)。

（2）在二段帶束層纏繞過(guò)程中使用的帶束條是由現(xiàn)有全鋼載重子午線輪胎0°帶束層擠出機(jī)生產(chǎn)線改造后生產(chǎn)的。錠子架安裝軸需配用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制作的安裝芳綸復(fù)合簾線輥的過(guò)渡軸套；冷喂料擠出機(jī)排線板和口型板需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)加工；芳綸復(fù)合簾線需要并排等距排列；擠出過(guò)程中，生產(chǎn)線速度需要限制在一定范圍內(nèi)。

改造工裝后擠出法生產(chǎn)的帶束條存在外觀不平整，并線、壓壞、缺膠、露線等質(zhì)量缺陷，且生產(chǎn)效率無(wú)法滿足批量化生產(chǎn)需求。由于與壓延分裁法相比，擠出法生產(chǎn)的帶束條覆膠質(zhì)量明顯提升，因此研制和生產(chǎn)航空子午線輪胎纏繞帶束層專(zhuān)用纖維簾線帶束條生產(chǎn)線勢(shì)在必行。

（3）波紋保護(hù)層用作航空子午線輪胎帶束層組的束緊層、帶束層組與胎面的過(guò)渡層和輪胎的防刺扎層，特殊的使用性能使其在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必不可少。波紋保護(hù)層由專(zhuān)用設(shè)備壓延，國(guó)內(nèi)尚處于研制、驗(yàn)證階段，與國(guó)際先進(jìn)水平有較大的差距，急需投入資金和人力進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

航空子午線輪胎成型過(guò)程中獨(dú)創(chuàng)的內(nèi)襯層貼合方法、耐磨層貼合方法、帶束層纏繞方法和應(yīng)用波紋保護(hù)層的貼合方案，已經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，取得了良好效果。

先進(jìn)的生產(chǎn)工藝對(duì)裝備技術(shù)提出了更高要求，航空子午線輪胎成型裝備及其輔助設(shè)備在設(shè)計(jì)的精細(xì)化、自動(dòng)化等工程技術(shù)方面尚不夠成熟，有待進(jìn)一步提升。