吳 越,王廣成,張斌武
[雙錢集團(新疆)昆侖輪胎有限公司,新疆 烏魯木齊 831400]
在輪胎生產過程中,混煉膠料在螺桿擠出機中經塑化通過口型定尺寸擠出,經過聯動線拉伸、冷卻、裁斷,生產出滿足質量要求的胎面部件[1-4]。胎面是輪胎的重要組成部件之一,而胎面部件的質量控制一直是半成品工序的控制重點,直接決定半成品工序回用率的高低。造成胎面部件質量波動的因素很多,其中擠出溫度的變化會造成胎面半成品尺寸不穩定[5],口型開型比和操作方法也會在一定程度上造成部件質量波動。
我公司目前兩條胎面生產線都使用熱喂料擠出機進行生產,擠出設備生產廠家和型號均相同(以下簡稱為1#和2#生產線),但生產的胎面質量波動情況卻存在明顯的差異,現進行對比分析,以期有效提高胎面生產質量。
以礦山輪胎胎面膠為例,1#和2#生產線生產的胎面質量分布和合格率測量結果如表1所示。
表1 兩條生產線生產的胎面質量分布和合格率測量結果
從表1可以看出:質量波動范圍為±100 g時,1#生產線生產的胎面質量合格率為49.81%,而2#生產線的合格率則達到77.35%;質量波動范圍為±200 g時,1#和2#生產線的胎面質量合格率分別為81.25%和96.19%;質量波動范圍為±300 g時,1#和2#生產線的胎面質量合格率則分別達到95.26%和99.98%。由此可見,兩條生產線生產的胎面質量波動情況存在明顯的差異。
兩條生產線生產的胎面質量均呈正態分布,2#生產線生產的胎面質量分布集中,而1#生產線生產的胎面質量分布相對離散。
從生產計劃排產量、口型開型比、胎面擠出排膠和收取溫度以及聯動線質量控制方式方面進行分析,查找胎面質量分布離散的原因。
兩條生產線近期生產計劃排產量對比如表2所示。
表2 兩條生產線近期生產計劃排產量對比 條
從表2可以看出,1#生產線10個批次平均排產量為245條,其中4個批次排產量不足100條,批次產量小,切換頻繁,造成更多開頭和結尾的胎面返用,從而對胎面質量波動產生影響。
2#生產線10個批次平均排產量為458條,是1#生產線平均排產量的1.87倍,且10個批次排產量均超過100條。由于2#生產線胎面規格切換次數小,開頭和結尾的胎面返用較少,從而質量波動更小。
1#和2#生產線終口型肩寬開型比分別為89.4%和88.4%。兩條生產線生產的胎面尺寸如圖1所示。
圖1 兩條生產線生產的胎面尺寸
1#和2#生產線生產的胎面斷面面積分別為6 987.2和6 952.4 mm2,質量分別為24.39和24.29 kg,二者基本相同。
由此可見,兩條生產線終口型肩寬開型比相差不大,不會對擠出胎面質量造成顯著影響。
對兩條生產線的預口型和生產的基部膠斷面尺寸也進行了測量對比,各基準點數據差異較小。
終上所述,兩條生產線生產的胎面及基部膠尺寸基本一致,擠出口型開型比設計不是胎面質量波動的影響因素。
從供膠溫度來看,Φ250 mm熱喂料擠出機可以保持膠料溫度在104.5 ℃,兩條生產線溫度無差異,符合工藝要求;1#和2#生產線喂料口出膠溫度分別為84.8和88.8 ℃,相差4 ℃。1#生產線供膠溫度偏低,致使胎面膠料塑化略差于2#生產線[6],且1#生產線屬老設備,溫度控制方面要差于2#生產線,造成膠料溫度偏低,使胎面質量波動較大。
胎面擠出排膠、冷卻段和收取溫度對比如表3所示。
表3 胎面擠出排膠、冷卻段和收取溫度對比 ℃
我公司冷卻水槽分為4個冷卻段,從冷卻段溫度來看,2#生產線水槽平均溫度比1#生產線低16.1℃,部件收取溫度相應比1#生產線低6.1 ℃,胎面部件在2#生產線冷卻水槽中冷卻更充分,部件收縮更穩定,收取質量相應更穩定。
2.4.1 聯動線速度
聯動線速度對比如表4所示。從表4可以看出,兩條生產線Φ250 mm螺桿使用相同轉速時,聯動線速度基本一致。
表4 聯動線速度對比
2.4.2 胎面收縮量
胎面收縮量對比如表5所示。從表5可以看出,1#生產線生產的胎面300 mm定長收縮測試在裁刀后收縮至281 mm,最終收縮率為5.7%,2#生產線生產的胎面在裁刀后收縮至245 mm,最終收縮率為18.3%,比1#生產線胎面收縮率增大12.6%,較高的收縮率使部件在聯動線上運行時收縮更充分,質量波動相對較小。
表5 胎面收縮量對比
2.4.3 裁斷長度
裁斷長度對比如表6所示。從表6可以看出,1#生產線裁斷長度極差達到14 mm,而2#生產線裁斷長度極差只有5 mm,由于聯動線收縮量設置的不一樣,造成兩條生產線裁斷長度穩定性差異。
表6 裁斷長度對比 mm
2.4.4 聯動線質量控制方式
1#生產線控制胎面質量可調整米秤段速度、米秤段后至裁斷前速度和收縮段速度(收縮段有4個電動機,利用4段遞減速度控制部件收縮情況),而2#生產線只可調整米秤段后至裁斷前速度和收縮段速度。兩條生產線設備如圖2和3所示。
圖2 1#生產線設備
圖3 2#生產線設備
1#生產線通過設備改造,將米秤前浮動輥拆除。2#生產線米秤前有浮動輥,米秤前后速度自適應,無法通過人工調節米秤段速度。
綜上所述,1#生產線單次生產量和300 mm定長收縮率小是導致胎面質量分布更離散的主要原因,而擠出供膠溫度偏低和胎面收取溫度較高則是次要原因。
(1)對1#生產線更大程度地提高生產計劃排產量,有效減少胎面頭尾質量波動情況。
(2)提高1#生產線胎面擠出機各溫控點溫度5~10 ℃,使膠料塑化更均勻,有效減小胎面質量波動。
(3)1#生產線通過采取增加冷卻塔等措施,降低冷卻水溫度,從而降低胎面部件收取溫度,穩定收取胎面質量。
通過對比分析兩條輪胎胎面復合擠出生產線的胎面質量波動情況,針對兩條生產線的特點,提出了提高生產計劃排產量、提高擠出機各溫控點溫度和降低胎面部件收取溫度等有效改進措施,大大提高了胎面質量合格率。