５２ 轮胎 工业 ２０１３年第３３卷 轮胎工艺参数对动平衡影响的模拟分析 余萍，刘凡英，朱万兵 （四川海大橡胶集团有限公司，四川简阳６４１４０２） 摘要：通过自主开发的分析软件，对各项工艺标准对动平衡的影响进行模拟分析，得到工艺参数对动平衡影响程 度的量化结果，具体影响程度（指数）排序如下：胎面长度 １００，传递环同轴度９５，扣圈盘径向跳动８２，硫化定型偏 歪８Ｏ，带束鼓径向跳动７５，气密层接头２５，带束层宽度波动 ２２，胎侧接头 ２０，帘布接头 １８，反包高度差 １ｏ。模拟分析可为轮胎制造工艺参数优化提供依据。 关键词：轮胎；动平衡；工艺参数；模拟分析 中图分类号：ＴＱ３３６．１ １；ＴＱ３３０．６ ６ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００６—８１７１（２０１３）０卜００５２—０２ 轮胎产生动不平衡是由于轮胎最终质量中心 的影响程度也成为工艺管理的基础工作。 点不在旋转轴中心上，在轮胎旋转时，因惯性离心 力引起力不平衡。轮胎做动平衡就是在质量偏心 １ 分析软件 点的另一侧配以相应的质量，使叠加后质点的位 为了快速准确地确定上述影响，我公司开发 置回到旋转中心上。但轮胎不是平面物体，通过 了专门的应用软件，来满足多原因和制造过程动 两个平行的圆环面（胎圈）固定在轮辋上，轮胎的 态变化的快速分析。软件主要由下面所述的模块 动平衡就分别在两个面上对质量进行配平，消除 组成。 旋转产生的惯性离心力作用。配平用的金属块固 （１）质量计算模块。以具体的轮胎规格作为 定在轮辋上。 单元，以工艺标准、施工标准为基础，模拟轮胎生 轮胎旋转过程中周期性的离心力会使车辆产 产工艺流程，针对每项相关工艺要求，计算得出其 生抖动，因此轮胎动平衡对车辆乘坐舒适性有直 在一定偏差情况下产生的质量不平衡的具体量， 接影响，是衡量轮胎产品质量的重要指标。影响 包含质量和等效质点的空间位置。 动平衡的因素非常多，动平衡水平的高低是轮胎 （２）动平衡转换模块。模拟动平衡测试结果， 制造过程综合能力的体现。由于轮胎的不平衡由 输入相对于旋转轴的空问不平衡质量后，分解成 最终质量的质点偏心引起，因此一切能引起材料 相对于该规格条件下的两个轮辋面的需配平的质 不均匀或不对称分布的情况都是动不平衡的起 量和角度。 因，在轮胎制造过程中，部件的定位偏歪、尺寸不 （３）正向统计分析模块。从半成品制备到硫 均匀、成型鼓与扣圈盘的偏心等都是引胎动 化，模拟制造过程，将各项工艺公差按一定的正态 不平衡的原因［１ ３１。这些原因叠加在轮胎上形成 曲线分布，取随机值，得出多参数作用下的最终不 最终的动不平衡，制造企业制定过程工艺控制标 平衡量的统计分析值。通过分析，可以得到工艺 准来保障其在可接受的范围内，各个因素对最终 参数对动平衡影响程度的量化结果，用于工艺标 不平衡量影响的大小决定了过程控制的重点和指 准的评价和优化。 标的合理范围，分析过程工艺控制参数对动平衡 （４）逆向分析模块。根据动平衡检测的统计 数据，分析不平衡质量在一定曲线和角度分布状 作者简介：余萍（１９７１一），女，四川雅安人，四川海大橡胶集 团有限公司高级工程师，学士，主要从事轮胎研发和生产管理 态下，各工艺控制因素引发的概率，并可以得到在 工作。 特定曲线下影响动平衡的关键因素。该分析模块 第１期 余 萍等．轮胎工艺参数对动平衡影响的模拟分析 ５３ 可以用于工艺波动的快速诊断和决策。 ２模拟分析和应用 对我公司生产的一条半钢生产线产品结果进 行分析。该生产线的布局为：胎侧采用复合挤出， 打卷使用；胎面采用复合挤出，定长裁断，百叶车 存放；带束层采用压延法；胎圈采用单根缠绕；成 型采用两段成型；硫化采用液压硫化；检测采用自 动在线检测。 ２．１验证性分析 为确定软件分析结果的准确性，进行了验证 性分析，将现有工艺控制实际状态输入到分析程 序，得到最终动平衡的统计分析，并与实际检测结 果进行对比，如图１所示。其中横坐标的数值表 示一定区间，例如“２５”指不平衡量在（２０～２５）区 间内。实测样本为连续生产检测的１ ０００条 １６５Ｒ１３ＬＴ轮胎。 察 ＼ 警 ０ ０ ｌＵ Ｊｂ Ｏ ｂ Ｏ ３ｂ ４Ｕ ４ｂ ｂＵ ｂｂ ｂＵ 不平衡量／ｇ １实测；２－－模拟。 图１轮胎动平衡控制统计分析 从对比分析可以看出，与实测值比较，模拟值 在不平衡量的中部数据大，两端下降快。模拟平 均每条轮胎不平衡值量为１８．１ ｇ，实测为１９．３ ｇ， 从图线走势看有较好的相关性，表明分析程序已 抓住过程影响重点因素，并对影响表达准确。 制造过程中只调整一个工艺参数而其他参数 保持不变，进行最终动平衡统计分析，并与实际检 测结果进行对比，如图２所示。试验样本为２００ 条１６５Ｒ１３ＬＴ轮胎。 实测平均每条轮胎动不平衡量为２１．２ ｇ，模 拟为２０．２ ｇ，图形走势也具有较好的相关性。工 艺调整后不平衡量平均值比调整前增大约２ ｇ，说 明原工艺更合理。 媒 ＼ 嘲 避 不平衡量／ｇ 注同图１。 图２ 工艺调整后轮胎动平衡控制统计分析 ２．２工艺参数的影响程度分析 各工艺参数的影响程度通过输入正态随机工 艺偏差参数进行分析，发现在目前工艺控制状态 下，对最终动平衡影响最大的是胎面长度。具体 影响程度（指数）排序如下：胎面长度 １００，传递 环同轴度 ９５，扣圈盘径向跳动 ８２，硫化定型偏 歪８０，带束鼓径向跳动 ７５，气密层接头 ２５， 带束层宽度波动２２，胎侧接头２０，帘布接头 １８，反包高度差１０。 ３ 结语 采用软件分析的方法能很好地模拟轮胎制造 过程中工艺参数对最终动平衡的影响，对明确过 程控制重点和优化工艺标准提供依据。采用模拟 分析可从检测结果探索过程原因，提高过程工艺 管理能力。充分应用这种逆向分析是一项系统工 程，需要积累分析经验，并与制造过程的信息收集 紧密联系起来。 模拟分析只考虑了对动平衡的影响，工艺标 准的最终确定还要考虑其他性能指标控制的统筹 平衡。 参考文献： ［１］杭柏林，袁仲雪，孟鹏，等．轮胎动平衡测试方法及结果分析 ｖＪ３．轮胎工业，２００５，２５（１２）：７５４—７５７． ［２３吴闽，朱晓光．２３５／８５Ｒ１６子午线轮胎动平衡量波动的原因 分析及解决措施ＶＪ］．轮胎工业，２００１，２１（５）：３０１，３０９． ［３］史文辉，朱．轮胎动平衡试验的基本原理［刀．轮胎工业， ２０Ｏ１，２１（８）：４９４—４９６． 收稿日期：２０１２—０９—０５
