作者简介：王其营，男，1989年毕业于青岛化工学院（现青岛科技大学）橡胶机械专业，高级工程师，现任天津国际联合橡胶有限公司总经理，已发表轮胎专业论文220余篇，并多次获奖。
收稿日期：2019-12-03
按照目前轮胎的最新分类，轮胎分为全钢子午线轮胎、半钢子午线轮胎、斜交轮胎和工程轮胎四大类，而且能源消耗和胶料消耗等指标的统计也是按照这四类轮胎的重量来进行核算和考核的。这四类轮胎共同的特点都是在使用过程中需要按照载荷大小在轮胎内腔充进一定压力的压缩空气，所以统称为充气胎。与充气胎相对应的就是实心轮胎，本文就实心胎的分类和特点进行简单介绍，对实心胎常见的质量问题进行分析，并提出相应的纠正预防措施，同时建议正确安装和使用，才能充分发挥实心胎的优势。
1　实心胎的分类和特点
实心轮胎是一种适应于低速、高负载运行车辆的工业用轮胎，一般用于起升车辆、牵引车辆和平板车等工业车辆，如各种叉车、港口和机场的拖挂车辆等；同时用于工矿、码头、钢铁冶金、机场、军事、建筑工程机械等领域，还广泛用于医药、食品、造纸、纺织、电子等领域。
1.1　实心胎的分类
根据结构不同，实心轮胎分为充气轮胎轮辋式实心胎、钢圈压配式实心胎、黏结一体式（辐板一体式）
实心胎、无印痕实心胎等类型。
1.1.1　充气轮胎轮辋式实心胎
充气轮胎轮辋式实心胎所用的轮辋与相同规格充气轮胎的相同或相近，故称为充气轮胎轮辋式实心胎，其外观形状见图1，装配轮辋后的形状见图2；其组成部分由外及里分别是胎面胶、缓冲层、基部胶、钢丝（钢
实心轮胎常见质量问题的分析及
纠正预防措施
王其营1，王伟琳
2
(1.天津国际联合轮胎橡胶股份有限公司，天津　300452；
2.烟台宏业橡胶有限公司，山东　栖霞　265300)
摘要：本文就实心胎的分类和特点进行简单介绍，对实心胎常见的质量问题进行分析，并提出相应的
纠正预防措施；同时建议正确安装和使用，才能充分发挥实心胎的优势。
关键词：实心轮胎；分类及特点；质量问题；纠正预防措施中图分类号：TQ330
文章编号：1009-797X(2020)09-0001-06
文献标识码：B      DOI:10.13520/jki.rpte.2020.09.001
环）骨架等，其断面图见图3
。
图1　
充气轮胎轮辋式实心胎外观图
图2　充气轮胎轮辋式实心胎装配轮辋后的外观图
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1.1.2　钢圈压配式实心胎
钢圈压配式实心胎是指橡胶硫化在环形金属带上，然后再压装在配套车轮上的轮胎。按照其花纹不
印痕特别是刹车印痕的实心轮胎。无印痕实心胎的胎
面一般采用环保配方，其胎面颜通常有白和绿两种，也可以根据可以要求生产出黄、红及其他颜。按照结构不同，无印痕实心胎有充气轮胎轮辋式实心胎和钢圈压配式实心胎，其外观形状分别如图7和图8
所示。
图7　
充气轮胎轮辋式无印痕实心胎
图8　钢圈压配式无印痕实心胎
轮胎质量排名
1.2　实心胎的特点
实心轮胎除具有充气轮胎的部分使用特点外，还具有其独有的优缺点。
1.2.1　实心胎的优点
与充气胎相比，实心轮胎胎具有以下优点：首先是实心胎的生产工艺简单，达到规模生产的
投资总额低。由于实心胎只是由胎面胶、缓冲层、基
图3　
充气轮胎轮辋式实心胎断面图
图4　TR 花纹钢圈压配式实心胎
图5　SM
花纹钢圈压配式实心胎
图6　
黏结一体式（辐板一体式）实心胎外观图
同，有TR 花纹（正常花纹）和SM 花纹（光面花纹）两种，其外形图分别见图4和图5。
1.1.3　黏结一体式（辐板一体式）实心胎
黏结一体式（辐板一体式）实心胎是指将橡胶或聚氨酯直接硫在辐板式钢圈上的实心胎，实心胎通过辐板式轮辋，直接与车辆连接在一起，其外观形状见图6。
1.1.4　无印痕实心胎（环保胎）
无印痕实心胎是指在使用过程中不会在地面留下
部胶和钢丝（钢环）骨架等材料组成，结构比较简单；其成型工艺在开炼机或挤出机上就可以完成，不需要复杂的设备配置；硫化过程只需要在平板硫化机上提供压力和温度即可，不需要内压水、动力水等介质；生产场地和环境要求相对较低，公共设施投入较少；生产工艺便于控制，生产效率较高。
其次是实心胎结构设计合理，保证轮胎具有较好的使用性能。实心轮胎采用先进的三段式结构设计，三种胶料分别保证了轮胎的整体性能。高刚性、高强度的基部胶及钢环支撑，既保证了轮胎的挺性，又确保轮胎与轮辋的紧固性，根本上消除了实心轮胎的滑圈问题；高弹性的中间胶，有效的吸纳了车辆运行时产生的震动，避免了对车辆的损坏；加厚的胎面胶层，保证了轮胎的耐撕耐磨性能，提高了实心轮胎的使用寿命。
第三是具有先进的技术和配方设计。目前，实心轮胎已经具有半个多世纪的生产历史，积累了丰富的
经验，形成了先进的生产技术。在胶料配方设计上最大限度的提高了轮胎的使用性能，基部胶采用高刚性、低生热胶料，轮胎在运行时的生热和温升降到最低，同时又提高了轮胎的耐热性能，从而解决了实心轮胎因温升导致的胀大、滑圈、爆裂等严重问题。先进的配方设计又降低了轮胎的滚动阻力，经国家工程机械质量监督检验中心检测，实心轮胎滚动阻力系数与充气轮胎相当，这样就解决了因换用实心轮胎带来的油耗升高问题。
第四是优良的安全使用性能，有利于提高工作效率。因实心轮胎胎体为全橡胶构成，最大限度保证了轮胎的耐刺穿性，从根本上消除了工业车辆在承载运行过程中及在恶劣的作业环境中的轮胎刺穿隐患。因其耐刺扎性能好，即使轮胎表面出现大面积啃伤、掉块等，也不会直接影响车辆安全。实心轮胎的负荷-形变量小、运行稳定性好，因其耐刺耐撕，无需充气，避免了频繁补胎换胎的繁重劳动，可提高车辆的使用率和工作效率，在低速、高效运行车辆中，实心轮胎完全可以替代充气轮胎。
第五是具有较高的性价比，提高了其经济性能。由于实心胎不需要充气，所以不用担心胎压、漏气和爆胎问题，可以承载的荷载重量远远超过相同规格的充气胎；实心胎的结构决定了其耐老化性能远远超过充气胎，能够满足轮胎在恶劣环境中工作的车辆长久使用的需求；实心胎使用维护方便、维修工作量小，使用寿命通常是3~5年，其耐久性能好。
第六是可以有效避免车辆轮胎爆破失控的险情。充气轮胎车辆高速行驶时，如果轮胎撞击坑洞及其它
障碍物时，会导致轮胎在障碍物与轮辋凸缘之间产生严重的挤压变形，有可能会造成胎体帘线断裂，轮胎内部的压缩空气则从断线处顶起形成鼓包；如果再严重一点，可能会造成轮胎撞击破裂，瞬时完全泄气并可能出现车辆失控的险情。充气轮胎轮辋式实心轮胎是可以与同规格的充气轮胎互换使用的实心轮胎，在轮胎撞击坑洞及其它障碍物时，不会出现鼓包、漏气，车辆不会出现失控险情。
总之，实心轮胎具有安全性高、耐刺穿、抗撕裂、耐磨且寿命长的优点，在工业车辆领域是充气轮胎的理想换代产品。随着工业车辆的发展和实心轮胎生产技术的提高，实心轮胎将得到越来越广泛的应用。1.2.2　实心胎的缺点
虽然与充气胎相比，实心胎有诸多优点，但是也有其缺点，需要在选择及使用时进行参考。
首先是实心胎的弹性较差，在路况较差的环境，减震能力差，影响车辆的舒适性；长时间操作，对操作者的腰椎、颈椎等会产生一定影响。
其次是实心胎自重较大，同样的规格，实心胎的重量是充气胎重量的3倍以上；实心胎的重量自然增加了车辆的总重量，影响了在对重量要求较严格时对轮胎的选择。
第三是实心轮胎具有不稳定性，轮胎高速运行时由于来不及恢复变形，有可能在胎体上产生驻波，从而使轮胎温度急剧升高导致爆胎。
第四是实心轮胎增加了车辆的簧下重量，悬架下重量越大，悬挂系统对路面的变化响应速度就越慢，会对车辆动态性能产生一定的影响。
2　实心轮胎常见质量问题及原因分析实心胎常见质量问题包括脱层、脱圈、掉块、径向裂口、变等，下面对造成这些质量问题的原因进行分析。
2.1　脱层
实心轮胎的脱层缺陷是指构成轮胎胎体的橡胶之间发生周向裂口或分层，此类缺陷以充气轮胎轮辋式实心胎居多。
造成实心胎脱层的原因主要有以下4点：
一是胶料中含有水分及杂物，特别是纤维胶在储
运过程中被雨水、杂物污染时，造成脱层的几率会更高。
二是在胎胚成型后没有保温或保温效果达不到要求，造成胎坯内外温度不均匀；硫化时，硫化机热板温度波动大，造成欠硫或硫化不均匀。
三是胎胚成型太早，停放时间过长，造成胎胚中心胶料自硫。
四是在使用过程中经常超载、超速运行，轮胎内部热量不能及时散失，导致局部脱层或整体脱层。2.2　脱圈
实心胎脱圈是指轮胎因受到外力，导致基部胶与钢圈或轮辋之间出现局部位移且不能自动恢复原状，此类缺陷以钢圈压配式实心胎和黏结一体式（辐板一体式）实心胎居多。
造成实心胎脱圈的原因主要有以下5点：
一是钢圈及金属件在喷涂前没有处理好。钢圈及金属件在除锈前需要进行脱脂处理，如果脱脂箱内三氯乙烯的液位不足、温度不够、钢圈及金属件放置高度不合适、脱脂时间不符合标准要求等，都会影响脱脂效果。如果钢圈及金属件在喷砂除锈时风压不足、铁砂喷射方向有死角、喷砂颗粒达不到要求等，都会影响钢圈及金属件的除锈效果。从喷砂室中出来的钢圈及金属件必须用风管将钢圈表面的砂粒吹净，残存的砂粒及灰尘会影响胶料的附着力。
二是喷涂效果达不到标准要求。首先是对黏合剂浓度的控制，黏合剂分稠料和稀料，必须按照要求进行配置和调整，如果达不到浓度要求，就会直接影响喷涂效果。其次是按照要求分别喷涂底层黏合剂和表面黏合剂，如果喷涂厚度不足、涂层不均匀、干燥时间不足（20 s），则会影响喷涂效果。
三是钢圈及金属件在喷涂后处置不当。如果喷涂后的钢圈及金属件在被污染，则会影响钢圈与胶料的附着力；如果喷涂后的钢圈及金属件停放时间超过规定时间，也会影响喷涂效果。
四是胎坯在成型、保温、硫化过程中存在不规范，也有可能造成脱圈。如果胎坯在成型过程中，钢圈或金属件与胶料压合不实，会减弱胶料与金属的附着力；如果胎坯成型后没有保温或保温效果不佳，也会影响胶料与金属的附着力；如果在硫化过程中出现温度波动，则有可能造成欠硫，降低胶料与金属的附着力。
五是使用过程中造成的影响。如果实心胎在使用时出现超载，则会出现扭力大于胶料与金属件附着力的现象而出现脱圈；如果经常出现超速运行，则会因为生热过高且不易散失而出现脱圈。
2.3　掉块
实心胎的掉块缺陷是指橡胶表面出现局部块状脱落，这种缺陷在所有的实心胎类型中都可能出现。
造成掉块的原因一般有以下5点：
一是在轮胎硫化周期结束后，没有及时开模取出轮胎，造成轮胎整体或局部过硫、老化。
二是胶料特别是胎面胶混炼、热炼不均匀，胶料之间黏合力差。
三是胎胚成型后保温不良，造成胎坯里外温度不一致；轮胎硫化时，温度波动较大，造成欠硫。
四是实心胎的使用环境较差，路面有较多尖锐物，轮胎表面被外力割伤。
五是实心胎在使用时，经常遇到或黏附化学物品，逐步被腐蚀而出现老化掉块。
2.4　径向裂口
实心胎径向裂口是指橡胶沿直径方向裂口，此种缺陷多出现在无印痕压配式实心胎上。
造成无印痕压配式实心胎径向裂口的原因主要以下4点：
一是胶料扯断强度低、耐老化性能不足导致。
二是产品结构影响，由于压配式实心胎的胶料厚度偏度，再加上胶料扯断强度低等原因，在受力后容易出现径向裂口。
三是在硫化过程中因种种原因导致的过硫、老化也会引起径向裂口。
四是在车辆超载时，也会容易造成实心胎径向裂口。
2.5　变
实心胎变是指实心胎表面发生颜变化，此类缺陷主要出现在白充气轮胎轮辋式实心胎上，其他类型的实心胎上也出现，但是相对轻微或容易处理。
造成实心胎变的原因主要有以下2种情况和原因：
一是整体变，主要原因是白胶料本身含有氧化后发生变的化学成分；另外，无印痕轮胎生产后，停放时间较长也会导致整体变。
二是胎侧中间变，主要原因是胎心胶用错，或混炼时使用了污染型的防老剂。
三是其他类型实心胎变，普通黑实心胎变的主要原因可能是胶料助剂有一种或几种不合格，或
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者是在用量上出现误差，导致实心胎表面与正常颜出现明显的差别。
3　实心胎质量问题的纠正预防措施针对上述实心胎的质量问题及原因分析，可以采取以下相应的纠正预防措施，确保实心胎质量得到持续改进。
3.1　脱层的纠正预防措施
根据对实心胎脱层的原因分析可以采取以下纠正预防措施：
一是确保胶料指标符合标准要求，特别是严格控制胶料中的水分及杂物含量不能超标。保持纤维胶的清洁和干燥，如果纤维胶在储运过程中出现被雨水、杂物污染的情况时，要采取相应的干燥、分离等措施进行处理，处理合格的正常使用，不合格的降价使用或报废。
二是保证胎坯在成型后、硫化前得到有效保温，确保胎坯各部位材料温度的一致性。在硫化时，一定要保证硫化机热板的畅通、蒸汽压力和流量的稳定，确保硫化温度均匀一致。
三是控制好胎胚成型的时间，既不能成型过早，造成胎坯因停放时间过长而出现中心胶料自硫现象，但是也不宜在装模前才匆匆成型而引起材料蠕动不均匀的现象。
四是与用户沟通，尽量避免车辆在行驶过程中的超载、超速等现象引发的轮胎快速生热；如果轮胎温度过高，不能用水直接冷却，应该空车运行或停车降温，等温度恢复正常再进行使用。
3.2　脱圈的纠正预防措施
根据对实心胎脱圈的原因分析可以采取以下纠正预防措施：
一是在喷涂前严格按照要求处理好钢圈及金属件。在进行脱脂处理时，确保脱脂箱内三氯乙烯的液位适中、温度符合要求、钢圈及金属件放置高度符合规定、脱脂时间在运行的范围内，这样才能保证脱脂效果。在进行喷砂除锈时，一定要保证风压符合标准、铁砂喷射方向不留死角、喷砂颗粒达到要求，喷砂后务必要用风管将钢圈及金属件表面吹净，这样才能确保喷砂效果。
二是确保喷涂效果达到标准要求。首先是按照工艺规程调整好底层黏合剂和表面黏合剂的浓度，这是保证喷涂效果的基础；其次是按照要求分别喷涂底层黏合剂和表面黏合剂，要做到喷涂厚度适宜、涂层均匀、干燥时间超过20 s以上。
三是妥善处置喷涂后的钢圈及金属件。将喷涂后的钢圈及金属件放在密闭的空间，或将钢圈表面用保鲜膜缠绕，防止被被污染。不能用手直接与喷涂表面接触，避免黏上油污或手印。喷涂后的钢圈及金属件停放时间如果超过规定时间（一般为48 h），需要返回重新进行喷涂。
四是注意生产工序的规范。首先是确保胶料质量的稳定，特别是与钢圈及金属件结合部位胶料的指标一定要符合工艺要求。其次是胎坯在成型过程中，钢圈或金属件与胶料压合要密实，不能有间隙。第三是胎坯成型后的保温要符合工艺要求，确保各部位温度的一致性。第四是在硫化过程中确保温度的稳定，避免因温度波动造成欠硫或其他情况。
五是多与客户沟通，确保实心胎在使用过程中尽量不出现超载或超速现象，避免对轮胎造成极端伤害。
3.3　掉块的纠正预防措施
根据实心胎掉块的原因，采取以下纠正预防措施：一是严格控制实心胎的硫化时间，一旦硫化周期结束，要及时开模取出轮胎；如果硫化结束时遇到机械故障，可以将硫化蒸汽关闭，避免造成轮胎整体或局部过硫、老化。
二是加强胶料稳定性控制，确保混炼胶指标稳定，热炼规范、均匀。
三是做好胎胚成型后的保温，使胎坯内外温度一致；保持热力管道保温达标完好，确保蒸汽系统温度稳定；在生产现场，增加一套容积适宜的蓄热器，保证蒸汽压力的稳定，进而保证轮胎硫化体系稳定，产品硫化正常。
四是对实心胎使用环境适当进行工作前的路面修整，清除路面尖锐物，填平凹坑，避免轮胎表面被外力割伤。
五是确保实心胎环境的正常，避免长时间接触或黏附化学物品，消除因腐蚀而造成的老化掉块。
3.4　径向裂口的纠正预防措施
根据实心胎径向裂口的原因，采取以下纠正预防措施：
一是确保胶料扯断强度满足工艺要求，如果出现个别胶料不合格，可以采用掺用、反炼或报废等措施来进行处理；适当提高胶料的老化性能，确保满足实心胎的基本要求。