全钢载重子午线轮胎硫化温度的测定

逄　华,沈世刚,王同波

(双星华青轮胎总公司,山东青岛　2600)

　　摘要:通过智能硫化测温仪对9.00R2016PR和10100R2016PR载重子午线轮胎进行硫化测温。通过对测温结果进行分析和计算发现,胎肩和胎面部位存在一定程度的欠硫。依据测温结果将外部硫化温度由151℃提高到155℃,改进后轮胎高速性能得到提高。

　　关键词:全钢载重子午线轮胎;硫化测温;硫化反应活化能;等效硫化时间

中图分类号:U4631341+16;TQ33014　　文献标识码:B　　文章编号:100628171(2003)1120674203

胎各部位的硫化程度和胶料的硫化匹配情况,决

定对9.00R2016PR和10100R2016PR轮胎硫化

温度和硫化时间进行测定,并根据硫化测温结果

对现有硫化工艺条件进行调整。

1　准备工作

111　测温点的确定

本次测温共有15个测温点,具体分布如图1

所示。在成型时按所确定的测温位置将热电偶测

头埋入胎坯。埋线过程中热电偶不能相互搭接,并留出足够的伸展长度,以防止在成型定型、超定型及硫化定型时被拉断。

112　模具的准备

在硫化机前侧模具胎侧板上开设Ф15mm 的测温孔,沿测温孔至模具边缘开设深8mm、宽15mm的测温槽。

113　硫化反应活化能的确定

在标准温度下对测温轮胎各部位的胶料进行硫化反应活化能的测定,通过阿累尼乌斯方程式

作者简介:逄华(19732),女,山东胶南人,双星华青轮胎总公司工程师,学士,从事全钢载重子午线轮胎的结构设计工作。

图1　测温点分布示意

1—胎面;2—内衬层与胶囊间;3—胎面与带束层之间(中心线左20mm);4—1#带束层与胎体间;5—下模2#带束层端

点;6—上模2#带束层端点;7—下模垫胶中心;8—上模垫胶中心;9—下模胎侧与胎体间;10—上模

胎侧与胎体间;11—下模软胶;12—下模增

强层端点;13—下模增强层与反包胎体

之间;14—下模硬胶;15—上模硬胶。

进行如下计算:

K=A e-E/R T

式中　K———硫化反应速度常数;

　　　A———常数;

　　　E———化学反应活化能,J・mol-1;

　　　T———化学反应温度,K;

476轮　胎　工　业　　　　　　　　　　　　　　　2003年第23卷

　　9.00R20,10.00R20等规格全钢载重子午线轮胎已经在国内多家轮胎厂投产,形成了较成熟的硫化工艺条件。我公司全钢载重子午线轮胎硫化使用的是自制硫化机,管道布置、能源及原材料等与其它轮胎厂存在一定的差异。在生产中发现,轮胎硫化时外部升温较慢

。为了解硫化时轮　　R———气体常数,其值为8.314　　　　　　J・(mol・K)-1。

通过对上式进行变换,可表示为:

ln t90=-ln A+E/R T

利用MDR2000无转子硫化仪测定不同温度下的t90,根据最小二乘法原理回归,利用Basic语言自编程序,求得9100R2016PR轮胎各部位胶

-1)如下:胎面胶　106.4;胎肩

212　硫化工艺条件

测温前对硫化机进行检查,保证所测轮胎硫化工艺条件满足现行施工标准要求。

9.00R2016PR硫化工艺条件如下:

(1)内压

打内压蒸汽5min(0.8MPa)

打内压过热水44min(2.6MPa,170℃)

内压放出 2.5min

(2)外压

闭汽6min

打外压蒸汽39min(0.39MPa,151℃)

外压放出 6.5min

3　测温结果分析

9100R2016PR轮胎1,2,5,7,9,11,14七个有代表性部位的温度2时间关系曲线如图2所示。

等效硫化时间计算是利用测得的温度和采集温度的时间间隔,自编等效硫化时间计算程序,使测温结果计算简单化,该程序可随时计算不同硫化周期下的等效硫化时间。各测温部位151℃下的等效硫化时间示于表1。

由图2和表1可以看出,肩部与带束层端点

5胎面胶38.313增强层胶65.6

6胎面胶36.214下三角胶67.2

7胎肩垫胶42.215下三角胶53.8

8胎肩垫胶46.6

部位升温较慢,外部温度升温慢,导致肩部硫化程度低,正硫化周期结束时,硫化程度计算结果只相当于硫化了10min,而该部位胶料的起泡点在7～9min之间,因此很可能造成失去内压导致该部位胶料致密程度不足。同时,该部位因温度升降有明显的滞后性,硫化后效应较大,应充分加以利用。

4　硫化工艺条件调整

针对胎肩、胎面部位存在一定程度的欠硫现象,决定将外部硫化温度由现在的151℃提高到155℃,其它参数不变。

按调整后的硫化工艺条件进行小批量试验,并分别抽取工艺条件调整前后的10.00R2016PR 相同花纹的外胎各一条,进行高速性能试验。

(1)试验条件

轮胎规格10.00R2016PR(花纹为HR168)

试验气压标准气压试验负荷单胎最大负荷试验步骤:55km・h-1×2h,60km・h-1×2

576

第11期　　　　　　　　　　　　逄　华等1全钢载重子午线轮胎硫化温度的测定

料活化能(kJ・mol

垫胶　103.8;胎侧胶　97.3;胎体胶　103.0;带

束层胶　108.9;内衬层胶　99.5;上三角胶　103.4;胎圈护胶　94.4;增强层胶　119.0;下三角胶　108.6。

2　硫化测温

211　试验设备和测温仪器

本次测温使用ZL W216型智能硫化测温仪,由北京橡胶工业研究设计院生产,并对仪器数据采集功能进行改造,自编数据采集软件,使测温时间间隔最短可达到2s,30s自动记录一次温度。

图2　轮胎各主要部位温度2时间关系曲线

■—5;Ξ—7;+—14;○—11;×—2;△—9;◇—1。

表1　各测温部位等效硫化时间

部位胶料

151℃等效硫

化时间/min

部位胶料

151℃等效硫

化时间/min 1胎面胶42.09胎侧胶61.7

2内衬层胶73.19胎体胶62.5

3胎面胶52.611上三角胶68.0

3胎体胶52.412增强层胶63.9

4胎体胶61.612胎圈护胶60.4

4带束层胶62.413胎体胶62.5h,70km・h-1×2h,80km・h-1×2h,…,每2h 速度增大10km・h-1,直到损坏为止。

(2)试验结果

试验结果为:调整前　110km・h-1×25min,冠空;调整后　120km・h-1×2h,未损坏。

由试验结果可以看出,硫化工艺调整后轮胎高速性能有很大提高。

,即使相同的产品其硫化工艺条件也存在一定的差异。因此,有必要对轮胎进行硫化温度测试,根据测温结果制定出最合理的硫化工艺条件,以提高产品质量,减少能源浪费。同时,随着硫化管道布局的改造和硫化机性能的提高,应随时对硫化条件进行调整。

致谢:本工作得到子午线轮胎技术处和实验室人员的大力支持,在此表示感谢!

g tem

PA N G Hua,S HEN S hi gang,W A N G Tong bo

(Double Star Huaqing G eneral Tire Company,Qingdao　2600,China)

gent curing tem

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676轮　胎　工　业　　　　　　　　　　　　　　　2003年第23卷5　结语

由于轮胎生产厂家实际生产条件不同Measurement of curin

Abstract:

were measured by an intelli

tion of the measured curin

speed

第12届全国轮胎技术研讨会论文perature for all2steel radial truck tire

The curing temperatures of9.00R2016PR and10.00R2016PR all2steel radial truck tire

perature recorder.It was found through the analysis and calcula2

g temperatures that somewhat undercure occurred in the shoulder and tread.The

performance of finished tire improved by increasing the mould temperature form151℃to155℃during vulcanization.

K eyw ords:all2steel radial truck tire;temperature measurement;cure;active energy;equivalent cure time