摘要：轮胎硫化所要用到的胶囊，其寿命一直为各轮胎厂家所关注，其不仅与轮胎成品质量、生产成本息息相关，与生产效率关联也较大。从开始更换胶囊算起，到更换后的首灶生产，其所消耗的时间至少在30分钟左右。本文将从胶囊的使用管理（存放条件、作业规范、使用前预处理、硫化介质除氧）及从胶囊规格选型、胶囊花纹等方面采取些措施来简述如何提升胶囊寿命。
关键词：胶囊；胶囊寿命；注射式胶囊；除氧处理；
胶囊为硫化轮胎必用的物料之一，硫化介质通过胶囊提供胎胚硫化时所需的能量及花纹成型的力量，胶囊内的硫化介质为高温高压的过热水或蒸汽，胶囊不停的受到硫化介质的冲击及定型时的拉升，其使用寿命是硫化工程技术人员关注的重点。
我公司硫化所用胶囊全为外厂采购。因胶囊厂家的生产工艺不同造成所生产出来的胶囊缘尺寸也不一样（外缘尺寸、安装尺寸），而这些尺寸的差异性在一定程度上影响胶囊的使用次数及成品轮胎的质量。目前公司胶囊的平均使用次数在为280次左右。
公司硫化工程技术人员经过多次反复试验、实践、研究，通过加强胶囊的使用管理（存放条件、操作工作业规范、预处理、硫化介质除氧）及从规格选型、胶囊花纹等方面采取些措施，有效的提高胶囊使用次数，现硫化胶囊平均使用次数达430次左右。下文对这些措施作以简述。
一、选用加工工艺为注射式的胶囊
当前胶囊生产的加工工艺有两种，一种为模压式，另一种为注射式。模压式胶囊的特点：
生产方式 | 特点 |
模压式 | 胶囊半成品放在上下模的模缝件间，装模时上芯模上升、下芯模下降，上下芯模跑胶严重，半成品质量无法控制，易造成胶料材质不密实、薄厚不均的现象。 |
注射式 | 经一系列的机器自动控制步骤生产出的注射式硫化胶囊，其胶料材质密实、薄厚均匀。 |
选定一台双模硫化机其一边安装注射式胶囊、另一边安装模压式胶囊，硫化胶囊为同一厂家
生产，其胶囊配方相同，经过工程技术人员硫化测温试验、胶囊使用次数记录对比，可得出：
1、注射式胶囊较模压式胶囊传热要快，可缩短轮胎生产的硫化时间，从而提高产能、降低能耗，相关数据见表1。
表1 A13#硫化机注射式胶囊与模压式胶囊测温试验数据
胶囊加工工艺 | 内衬层测温50℃升到70℃所需时间 | 内衬层测温100℃升到120℃所需时间 | 内衬层测温30℃升到170℃所需时间 |
注射式 | 70秒 | 50秒 | 1800秒 |
模压式 | 120秒 | 80秒 | 2070秒 |
2、同时胶囊耐老化性能更优越，使用寿命长，比模压式硫化胶囊使用次数增加160次左右，相关数据见表2。
表2 A13#硫化机注射式硫化胶囊与模压式硫化胶囊使用次数数据
标号 | 注射式硫化胶囊使用次数 | 标号 | 模压式硫化胶囊使用次数 |
1 | 400 | 1 | 260 |
2 | 460 | 2 | 243 |
3 | 440 | 3 | 304 |
4 | 410 | 4 | 272 |
5 | 420 | 5 | 258 |
6 | 430 | 6 | 289 |
7 | 435 | 7 | 300 |
8 | 446 | 8 | 252 |
平均 | 430 | 平均 | 272 |
二、选用合适规格的硫化胶囊
胶囊厂家的不同，其胶囊规格尺寸（胶囊断面周长、外直径、夹缘高度等）存在一定差异，如何让胶囊外缘尺寸与成品轮胎规格尺寸、设备工装尺寸的吻合性最优，在胶囊选型时需考虑相关伸张值及胶囊尺寸。其中断面周长伸张值（L）、径向伸张值(D)、夹缘高度（H）较为重要。
1 、若L值过小，胶囊经一、二次定型后，其外轮廓与胎胚内腔不能充分地接触，外轮廓与内腔的空气不能很好的排出，会造成窝气废次品；若L值过大，随着高温高压的硫化介质不停地冲击，胶囊会打褶，从而降低胶囊的使用次数，严重时会产生胎里不平、破囊、胎圈二区过小、子口上抽等废次品。通过对 L值不停的调整、比对，可得出：L值控制在1.08-1.15间较科学。相关试验数据见表3。
表3 胶囊的断面周长伸张值与胶囊使用次数、成品轮胎质量统计表
L | 试验胶囊个数 | 胶囊平均使用次数 | 成品轮胎一次合格率 |
0.8 | 5 | 284 | 97.6% |
0.9 | 6 | 296 | 96.8% |
1.0 | 6 | 320 | 100% |
1.1 | 5 | 400 | 100% |
1.16 | 6 | 440 | 99.98% |
1.2 | 5 | 290 | 98.20% |
2、胎里直径与胶囊的外直径即径向伸张值（D）要控制在1.35轮胎寿命-1.9之间，若D值过大，硫化起模时，胶囊与成品轮胎不易脱开，影响其脱模。
3、夹缘高度（H）、夹缘宽度(B)、夹缘外在形式等都为胶囊的安装尺寸，其中H最为关键，H过大，安装胶囊较为费事、不便安装；H过小，易造成成品轮胎子口部位废次品，如子口露线、子口圆角、子口缺胶等，给成品轮胎质量带来一定影响。从而，我司工艺技术人员通过大量的试验来寻：不同规格成品轮胎与胶囊规格的一一对应性。这种一一对应该性主要考虑胶囊外缘尺寸和安装尺寸。
三、 胶囊表面花纹的选择
胶囊按表面形式来划分，可分为至少三种：光面型、亚麻型、碎花型。其中光面型、亚麻型表面都设计有排布规则的排气线；此线主要用来胎胚一、二次定型时将胎胚内腔与胶囊外轮廓之间的空气排净。我司工艺技术人员在对胶囊试验跟踪试验中发现，胶囊经定型后，其排气线实际伸张尺寸较于设计时伸缩尺寸要大许多，因而胶囊排气线的底部产生裂口，裂口随着胶囊使用次数的增加而变得横向更大更深，最终有可能产生胶囊掉块，造成胶囊使用时间不长而损坏。我司在胶囊表面的花纹选择上较趋向碎花型表面胶囊。
四、加强胶囊使用管理
1、加强入库检验，在恒温下存放，并按顺序使用
我司制定较为科学的胶囊质量标准，标准图示化，并标注尺寸。胶囊进厂后，原材料质检员对到厂的每一条胶囊按照公司胶囊质量标准进行检查。外观方面重点检查是否有气泡、胶囊壁厚薄不均、砂眼等；胶囊尺寸按批次进行切断面抽查；胶囊存放温度一般恒定在温度18-22℃，硫化胶囊在这种恒温的环境下先放三个月才能出库使用，此种存放方式主要是想让胶囊更进一步熟化，以此达到增加胶囊使用次数的目的。
2、新胶囊更换的预热
新胶囊更换后，硫化操作工会对胶囊进行隔离剂喷涂，然后合模预热半小时（根据换胶囊的间隔时间来定）。此种隔离剂我司用的是一种美国产生的活性有机硅隔离剂，其内含活性交联剂成分，经过半小时的合模预热后，这种活性交联剂会形成一层保护膜，保护膜能有效的阻止胶囊表面受到胎胚内腔胶料的化学侵蚀，从而减少胶囊裂口的产生，能有效增加胶囊的使用次数60-80次。
3、硫化介质除氧
我司硫化定型充入胶囊的介质为蒸汽、正硫化充入胶囊的介质为过热水，介质中的氧、金属离子能使胶囊内壁老化加快，易使胶囊内壁掉块、变粘等，从而造成胶囊壁变薄，最终导致胶囊壁穿，产生破囊废次品。因此我司动力站对硫化介质进行除氧处理，严格控制硫化介质中的氧的含量。
4、 管控好设备原因造成的胶囊早期损伤
在硫化机械手吊胎胚转入到硫化合模之间的过程及硫化卸胎小车卸胎的过程容易造成胶囊的早期损伤。若机械对对中度不好，机械手在下降时，其爪片易搓裂胶囊；若机械手爪片倒角存在问题，也易刮伤胶囊；定型铜套倒角不科学在定型过程中也易夹伤胶囊内壁；卸胎小车宽度不理，卸胎时小车会划伤胶囊等。我司针对胶囊早期设备原因造成的损坏对设备维修工进行考核，以此减少因设备机械损伤造成的损坏，从而增加胶囊的使用次数。
5、 规范换囊操作
我司编制换囊SOP，并对换囊人员进行培训，重点强调以下事项：
1）在换囊时，需按SOP操作，杜绝用铁棍之类较为坚硬的工器具对胶囊进行敲打、划伤；坚固胶囊上下卡盘时，撬杠不能用力过大，以免造成胶囊夹缘处的损坏；
2）上环升降之前，胶囊略充气，让胶囊内壁与中心机构活塞杆分开，以免胶囊被铜套夹伤，同时对铜套的倒角进行严格控制；
3）胶囊预热、模具预热、停产温模时，胶囊略充气，关闭抽真空，让胶囊微鼓呈“蘑菇状”，以免胶囊表面产生褶痕；
五、 结语
在高温高压恶劣条件下使用的胶囊，我公司从加强胶囊使用管理及胶囊选型等措施着手对策胶囊的使用寿命。胶囊使用寿命从280次提高到430次，不仅降低了生产成本，而且轮胎的废次品率也有很大幅度的下降，为我公司创造了很大的经济效益。
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