第3章　胎面成型機械

3.1　概述

胎面是輪胎的工作面，胎面膠的成型尺寸直接影響到胎坯的成型作業和輪胎的整體材料分布，胎面的成型質量對成品的外觀質量和使用質量都有較大的影響。

胎面成型機械分胎面成型和胎面定長裁切兩部分。胎面成型有壓延機成型和擠出機成型兩種。壓延機成型有三輥壓延機成型、四輥壓延機成型、五輥壓延機成型甚至最多可達到七輥成型；四輥壓延機、五輥壓延機又有多種輥筒的排列方式。擠出機成型有單螺桿擠出機、雙螺桿內復合擠出機和三復合擠出機。胎面成型機械多是與冷卻、卷取裝置組成聯動生產線。

胎面定長裁切是胎面成型、冷卻、卷取停放后，根據工藝要求將胎面膠導出、定長裁切成切口為一定坡度的半成品胎面，供外胎成型時使用，這是生產高檔次厚斷面輪胎不可缺少的機械。

3.2　胎面壓延成型機

3.2.1　用途

胎面壓延成型機用于自行車胎和其他斷面尺寸較小的輪胎胎面成型。壓延成型胎面的工藝簡便，生產成本低，但尺寸不夠穩定，易夾帶氣泡和產生外觀缺陷。

3.2.2　基本結構與工作原理

（1）基本結構　圖3-1所示為XY-3Iф230×630立式三輥壓延機。整機由機座、輥筒、調距裝置、傳動機構和加熱（冷卻）系統組成。四輥壓延機是在下輥加一個旁輥，如圖3-2所示。電機1經減速器4和聯軸器2、速比齒輪12帶動各輥筒運轉。根據工藝施工尺寸要求而調整輥距。如圖3-3（a）所示，將已熱煉好的胎面膠放到1、2輥之間，膠料經1、2輥縫和2、3輥縫，再進入型輥4與3輥輥縫，割去邊緣余膠即成型為胎面。根據膠種和膠料的可塑度不同，需由加熱（冷卻）系統調節輥筒表面溫度。

（2）工作原理　胎面壓延成型機各輥筒均為等速，膠料經過較小輥縫（一般為0.5～3mm）擠壓，使橡膠分子定向、致密、脹縮均勻，經過輥縫次數越多效果越明顯。三輥壓延機膠料只通過兩次輥縫，其中一次是通過型輥輥縫。四輥壓延機膠料三次通過輥縫［見圖3-3（a）］，其中一次通過型輥輥縫，三、四輥壓延機只適用于一方一塊胎面的成型（即一種膠料壓延成一整塊的胎面）。

圖3-3（b）、（c）是利用壓延機成型二方兩塊或二方三塊胎面的工藝原理。圖3-3（b）中2、5是型輥，胎頂色膠的膠料經1、2或2、3輥縫成型，胎體膠料只經4、5輥縫成型，兩種膠在3、4輥縫中復合；也可以3、5為型輥，胎側膠經4、5輥縫成型，邊膠由5輥返回；頂膠經1、2輥縫后由2、3輥縫成型，最后由3、4輥縫間復合。

圖3-3（b）中膠料經輥縫的次數少，復合的胎面質量略差些。圖3-3（c）中4、6為型輥，胎側膠經6、7輥縫后由5、6輥縫壓貼成型，多余的邊膠由6輥返回；胎頂膠經兩次輥縫后由3、4輥縫成型，兩種膠壓延成型的胎面復合質量好，操作位置寬。

圖3-3（d）是壓延成型三方五塊（可三種顏色五個色塊）胎面的工藝原理，前面七輥壓延機的壓延原理同圖3-3（c），后面串聯一個四輥壓延機。串聯的四輥壓延機，2輥為型輥，割去多余的膠料經2輥返回到1、2輥縫中。

3.2.3　主要性能參數

規格：3Iф231×635。

前輥線速：0.76～7.6m/min。

輥筒轉速：1.6～10.6r/min。

電機：11kW調速。

規格：4Lф231×635。

前輥線速：5.9m/min。

輥筒轉速：8.14r/min。

電機：15kW調速。

3.3　復合胎面擠出聯動生產線

3.3.1　用途

復合胎面擠出聯動生產線用于兩種或三種不同配方（或不同顏色）胎面的擠出成型，用于磨花胎面的擠出成型。

3.3.2　基本結構與工作原理

（1）聯動線結構　復合胎面擠出聯動生產線如圖3-4所示。聯動線由復合擠出機1、噴淋冷卻傳送帶3和胎面卷取裝置4組成。聯動線由裝有速度調節構件的電氣控制柜協調動作。

（2）聯動線工藝過程與工作原理　橡膠是一種高彈性聚合物，相互間的黏合是分子間吸附、滲透和分子糾纏的結果。兩種不同膠料的黏合要有活性的界面、一定的壓力和時間。雙螺桿（或三螺桿）擠出機1將兩種（或三種）不同配方組成的膠料在擠出機頭內復合后擠出成型胎面膠。經過導輥和有牽引裝置2的傳送帶把胎面傳送到多層“之”字形噴淋冷卻傳送帶3，整個傳送帶各部分的線速度由電氣控制柜控制，并使帶速與擠出速度基本同步。用噴水的方式對胎面進行加速冷卻，噴淋冷卻傳送帶的長度由胎面冷卻效果和相關的工藝要求而定。冷卻后的胎面用海綿輥吸干或用壓縮空氣吹干表面的水珠，再由卷取裝置4將胎面卷成圓盤卷停放待用。

3.3.3　聯動線主要裝置

（1）雙復合擠出機

①“H”型雙復合擠出機“H”型雙復合擠出機如圖3-5所示。這是ф65/ф65復合擠出機，兩個ф65螺桿擠出機呈平行“H”排列。

②“Y”型雙復合擠出機　“Y”型雙復合擠出機的結構如圖3-6所示。這是ф90/ф65復合擠出機，ф90螺桿在下，ф65螺桿在上，呈“Y”排列。“Y”排列的過渡口型易設計和加工，清理也方便些。

③主要性能參數　參看表3-1。

（2）內復合擠出機頭　內復合擠出機的機頭結構如圖3-7所示，主要由殼體、流道板、預成型板、口型板、翻合機構和鎖緊栓板等部件組成。流道板和預成型板將擠出螺桿擠出的膠料引導到胎面斷面各種膠料應在的位置；口型板則是控制胎面半成品斷面尺寸。翻合機構一般由油壓管路和活塞油缸組成，利用油壓力將機頭打開清理和閉合至工作狀態。鎖緊栓板是鎖緊需經常更換的口型板而不被擠推移位，確保壓出的胎面半成品尺寸準確、穩定。

內復合擠出機頭結構非常復雜，加工難度大，要求加工的精度高。流道設計是否合理，加工是否精密不但影響到胎面半成品尺寸及材料分布是否合格，還影響到生產效率的提高。

（3）冷卻輸送裝置　冷卻輸送裝置結構包括接取輸送裝置、冷卻裝置和吹干裝置。

①接取輸送裝置　此裝置由氣缸擺落的過橋主動輥道、單獨動力機構和抬起氣缸組成。主要是方便擠出機螺桿的抽出和擠出機及機頭的維修。

②冷卻裝置　此裝置為噴淋水槽+冷卻輸送帶。噴淋裝置易拆卸清理，水槽用不銹鋼板彎制及焊接而成。蓋板采用向上翻轉式，水槽內均采用橡膠格柵式輸送帶，它由橡膠同步帶、玻璃鋼桿、滾輪等部件組成。格柵式輸送帶由交流變頻調速電機和減速器通過鏈條傳動，冷卻輸送帶采用橡膠運輸帶。

③吹干裝置　在冷卻輸送裝置的出口端，在其上部裝有兩對風嘴，對著胎面半成品的上下兩面進行吹水作業。風源采用旋渦式風泵。

（4）卷取裝置　卷取裝置是恒張力工字輪軸卷取形式，低平四卷取方法。自動測長，采用數字顯示儀表，在胎面卷取時開始計數，并可計總數及分段數。

3.3.4　擠出胎面常見的缺陷、原因與解決辦法

①雙螺桿、三螺桿由于擠出速度不同步，多是胎面中間部位（胎頂）起皺折。解決辦法是螺桿速度要有精確的無級調速，流道設計和口型板設計與胎面斷面尺寸匹配，冷卻輸送帶的速度比胎面擠出速度快一些，把輕微的皺折拉平。

②雙色胎面交界線不清晰。主要是過渡口型板（預成型板）阻隔引導兩種膠料匯合的設計不合理或加工精度不夠，可采取補焊后進行修正的辦法處理。

③爛邊。擠出的胎面爛邊除膠料的格林強度偏低外，還由于過渡口型板和口型板設計不合理，可采取胎面邊緣局部適當加厚的方法解決，也可使流道板加寬然后在口型板兩邊鉆溢膠孔，最后把溢膠返回供膠口。接取帶速度應調慢些。

④表面不光滑。主要是口型板溫度偏低，可加熱提高口型板溫度。

⑤熟膠疙瘩。擠出的胎面夾有熟膠疙瘩，除配方膠料的焦燒時間偏短外，還由于螺桿外徑與機筒的間隙偏大，流道和口型對膠的阻力偏大，造成膠料生熱過高和在機內停留的時間太長。解決辦法是減小螺桿與機筒的間隙和流道的阻力，使膠料壓出流暢、不存在死角、膠料在機筒內停留的時間盡量短。

3.4　胎面自動定長裁膠機

3.4.1　用途

胎面自動定長裁膠機用于摩托車胎和斷面尺寸較大輪胎胎面的裁切。

3.4.2　基本結構

胎面自動定長裁膠機如圖3-8所示。由胎面導開機架1、送膠傳送帶傳動裝置、編碼器定長裝置9、送膠控制裝置6、裁膠裝置8和裁斷機架13組成。將經過冷卻停放的胎面盤卷裝在胎面導開機架1上，把墊布卷入墊布輥4的轉軸，胎面牽引到送膠傳送帶上面。胎面導開機架1與定長裁膠機架留有30cm左右的距離，胎面膠可以在兩機架間自由垂落，兩機架間裝有光電開關控制器。當胎面落到最低位置，遮擋最低的光電開關時，胎面導開機架停止動作。當遮擋最高處的光電開關時，胎面導開機架轉動而導出胎面，保證胎面的導開速度能滿足胎面定長裁切的要求。操作工按下胎面定長裁切開關，胎面則隨傳動帶運行，當胎面達到設定的裁切長度時，傳動帶自動停止運行，裁膠裝置8的呈20°旋轉的裁刀和水霧噴出機構同時動作將胎面切斷。

3.4.3　主要性能參數

生產能力：300條/h。

電機總功率：3kW。

外形尺寸：4000mm×850mm×1500mm。