摘要：研究巨型工程子午线轮胎R63成型鼓机械正包作业时，指形片抓伤胎体帘布、胎体反包折皱及正反包相关组件磨损等工艺、工装改进。结果表明：通过调小成型鼓扣圈盘胶囊衬圈直径等工艺可以满足生产工艺要求，提升巨型工程子午线轮胎胎圈部位的质量，有效解决轮胎使用中出现胎圈部位脱层、鼓包等现象。
关键词：巨型工程机械子午线轮胎;成型鼓;正包;反包
我国全钢巨型工程机械子午线轮胎生产起步较晚，发展相对缓慢，技术水平与国际先进水平相比还存在一定的差距。同时，国际知名品牌巨型工程机械子午线轮胎先进的生产制造技术处于保密状态，国内可参考的技术资料匮乏。我司从生产巨型工程机械子午线轮胎以来，在配方、结构和设备工艺等技术不断探索与研究，有了重大突破，并取得一定的成果。但轮胎使用寿命与国际竞品轮胎有一定的距离，主要体现轮胎在矿山使用稳定性不够。故轮胎制造过程环节中，存在问题点需进行工艺、工装的改进。
在轮胎工艺改进中，成型机成型鼓设备的工艺改进是重中之重，而成型鼓正反包工艺又是核心
模块，正反包成型效果关系到整条轮胎质量的好坏。本文主要研究R63（53/80R63,55/80R63,59/80R63)巨型工程子午线轮胎成型鼓机械正反包作业时工装改进工作。
1 二次法成型机正反包工艺简介
贴合鼓胎体主部件移至成型鼓，并对中。成型鼓鼓周涨至标准位，胶囊油缸拉杆位移传感器将胶囊组件移至成型鼓齿轮联动。指形片油缸拉杆水平推动指形片组件，推动过程，指形片在没有外套筒机构推压的情况下，向外自然张开成伞状。最后在外套筒机构在油缸向前推动，指形片受外套筒机构作用下被收拢下逐步到位，实现胎体帘布抓紧，完成正包。外套筒继续推进，带动扣盘上的钢丝圈组合件推至成型鼓鼓肩处，钢丝圈组合件与胎肩处胎体粘连，粘连完成后，退出扣盘和指形片。
反包作业时，对胶囊充气，扣圈盘推动胶囊对胎体进行反包。
2 正反包过程问题点
我司成型鼓采用自动化正包，正包后发现钢丝圈根部下方胎体受机械抓伤胶料，周向局部露
出钢丝帘线，严重时造成钢丝外缠绕丝被拉断，同时造成反包胎体局部打折。问题1影响分析：钢丝圈根部覆胶0.1mm,与外露出胎体帘线，造成二者胎圈丝与钢丝帘线对磨。巨胎轮胎单胎载荷从27.25T-100T，使用过程中胎圈承受强度高，钢帘线与胎圈丝对磨引起胎圈部产生脱层，降低轮胎胎圈使用寿命。问题2影响分析：反包胎体一是抓伤后钢丝帘布间无胶料填充，造成帘线碰帘线，二是胎体反包打折造成胎体反包作业时无法压实，钢丝重叠，这二种情况直接造成轮胎胎圈、子口防水线的周向局部鼓包、脱层。
进行工艺改进前，生产作业人员仅通过用胎体胶片对抓伤的胎体进行修补，对胎体反包打折的部分人工化开处理。处理时，自动化作业被中断，人工介入工作量大，影响生产效率，同时人工处理未必能够到位，胎体打折后人工处理无法满足工艺质量要求。
2 工艺改进
2.1胶囊内衬圈改进
胶囊盘位置与指形片正包收拢到位后，胎体随指形片收拢，直径变小，反包胎体聚拢受到胶囊盘直径制约，最终因空间不够造成胎体被抓伤和胎体打折等。如图3所示，红标识部分。
经现场测量，指形片收拢后直径φ1，胶囊盘直径φ2,(φ1-φ2)/2的值6mm,比胎体帘布厚度8mm小，表明胶囊盘直径φ2设计过小，反包部位胎体打折、抓伤主要原因。
将设备胶囊夹盘段直径减小10-20mm，并改成可伸缩式。除胶囊夹盘段胶囊外，同示图1中紫段标识部分的衬圈盘，直径减少20-50mm。
图3 正包机构局部图
2.2胶囊内衬圈定位改进
胶囊夹盘组合件，分胶囊驱动座、胶囊夹盘、胶囊外夹盘、胶囊内夹盘，胶囊衬圈等组成。胶囊固定在胶囊夹盘上，二者连接处直径比胶囊衬圈大。设计时将成型鼓齿轮与胶囊对接齿
轮进行更改，让胶囊夹盘二者连接处移至成型鼓鼓肩内，并调整胶囊夹盘组合件光电感应位置器距离参数实现精准定位。设计原理是：将二者连接处“高点”避开指形片前端。待作业至反包步骤时，通过光电感应位置器距离参数的设定，自动将胶囊夹盘组合件由成型鼓鼓肩向外移出，连接处位移至钢丝圈组合件根部停止，最后对胶囊充气，对胎体完成后续反包步骤。
2.3指形片前端设计改进
由于指形片张开为伞状结构，收拢合时指形片片与片铣有凹槽相连接。在指形片连接处较薄，若倒大圆角指形片在抓紧胎体时，指形片尖头承力强度不够，可引起损伤。最终整改设计为，将指形片由原倒圆角R值1mm增加至2.5mm。
2.4扣圈盘设计、扣盘盘距离定位改进
外套筒继续推进，带动扣盘上的钢丝圈组合件推至成型鼓鼓肩处。在此步操作中，由于受扣圈盘倾角挤压胎体，造成胎体被机械抓伤原因之一。示图5红标识点。改进：一是调整扣圈盘直线位移传感器位距参数，减少扣圈盘与成型鼓鼓肩距离。 二是调整扣圈盘由原倾角设
计，改成周向分段式滚动轮（周向48等分）。采用周向分段式滚动轮式扣圈盘，解决了胎体机械抓伤，同时解决原设计倾角扣图盘与指形片收拢时，二者之间的机械磨损，解决机械磨损掉铁粉污染胎体，并有效延长扣盘更换周期。
图5 扣圈盘局部图
2.5弹簧装置改进方案
随着R63轮胎结构设计的更新，胎体采用超强破断力规格钢丝（破断力≥30000N)，直径改为5.5mm，胎体挂胶后厚度能达到9.5mm-10mm。胎体钢丝帘布使用直径增粗，通过传统的指形片、胶囊正反包装置，胶囊反包力量不够,加上胶囊传统结构，设备时间使用年限长之后，胶囊慢漏气，造成左右胶囊充气不一致，完成自动化反包无法同时进行，影响反包不紧，反包左右不对称。再者胶囊充气易炸裂损坏，反包不紧，胶囊损坏需要停机4-16h时间更换，
严重影响生产效率。最终决定成型机传统正反包改成弹簧装置正反包。
3.结论
通过采取上述改进措施，尤其调小成型鼓扣圈盘胶囊衬圈直径和弹簧装置的改进，正反包过程可以满足生产工艺要求，同时成型机自动化连续性高，生产效率提升。轮胎X光机检测反包胎体无异常，经过转鼓7个项目的测试后，对轮胎进行解剖，未发现子口胎圈、子口防水线、胎侧有脱空问题。轮胎大批量在各矿山使用未反馈子口部位异常，提升R63产品的市场竞争力，取得良好的经济效益。
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