早在20世紀50年代,隨著航空輪胎價格不斷攀升,越來越多的航空公司開始使用翻新輪胎代替新輪胎。到了20世紀六七十年代,翻新輪胎在一些發達_已被廣泛使用,甚至一些_的所有航空公司和軍用飛機已普遍使用翻新輪胎。目前,世界上發達_,諸如美國、英國、法國、瑞士和日本等都在致力于翻新航空輪胎。據統計,這些_的翻新航空輪胎已占航空輪胎總銷售量的80%。
航空輪胎的翻新始于1943年,世界上_個翻新民用和軍用航空輪胎的廠家是美國湯姆遜航空輪胎公司。翻新輪胎首先用于低速活塞式飛機,1955年用于起飛速度為260 km·h-1的渦輪發動機式飛機。目前,大多數民用和許多軍用噴氣式飛機都廣泛使用了翻新輪胎。
1、
重航空輪胎翻新工藝
航空輪胎翻新主要有三種方法:一是只_換已磨損的胎面,稱為“頂翻新”或“冠翻新”;二是將舊輪胎從胎面打磨到胎肩部位,稱為“胎面翻新”;三是將舊輪胎從胎面到胎側至胎圈表面打磨后重新置換新膠料,獲得新胎外觀,稱為“全翻新輪胎”。
不同輪胎翻新方式有其不同的優缺點。全翻新工藝是從輪胎的胎圈到另一個胎圈,所以,外觀好,有外傷損傷的輪胎都可以修補翻新;缺點是打磨、貼膠和硫化設備復雜,用膠料多,整個輪胎都要硫化。頂翻新僅是胎冠翻新,所以,胎圈可以不硫化,模型簡單;缺點是胎面和胎肩搭頭連接處缺陷多,不光滑,外觀差。局部翻新的優點是可局部翻新或修補輪胎的胎圈、胎側和胎冠。
目前,歐美各國的航空輪胎,根據需要主要采用全翻新和冠翻新方法,但多以全翻新方法為主。翻新工藝多采用傳統的輪胎翻新方法,纏繞胎面翻新法具較好的自動化熱貼胎面膠工藝,已經推廣應用。傳統的航空輪胎翻新方法生產流程包括:入廠檢驗、打磨、_次檢查、噴膠漿和干燥、貼膠、硫化、成品修邊和檢驗。
1.1 入廠檢驗
為了_胎體質量,首先要對舊輪胎進行粗略檢查,用水刷或鋼絲刷和吸塵器除去塵土,然后在驗胎機(擴胎機)上將輪胎胎圈擴大,借助燈光,眼觀手摸檢查輪胎內、外表面有無缺陷和其它損傷,再借助激光和X射線等檢查有無內部缺陷,_后決定可否翻新。
有些典型損傷的輪胎是不適宜翻新的。屬于這類損傷的一些輪胎可從現場檢查出來,這樣可以節省運到翻胎廠的裝運費。這類損傷包括:(1)由于屈撓引起的破壞,這種損傷可能伴隨著其它觀察不到的損傷而產生;(2)鋼絲圈扭折或斷裂,這種損傷造成輪胎胎圈與輪輞不密封;(3)簾布層之間脫層或包卷鋼絲圈的簾布層脫層;(4)鼓泡或其它有熱損傷的痕跡;(5)在胎側部位并延伸至簾布層的天候老化龜裂或徑向龜裂;(6)密封層龜裂、老化或損傷。
1.2 打磨
為了除去輪胎表面已氧化的粗硬層,使翻新部位產生易于粘合的細微凹凸面,需要剝皮和打磨。通常采用自動和半自動的樣板打磨機打磨輪胎,以_每條輪胎能_地被打磨成大小一致的輪廓和相同的基部膠厚度。
在打磨中要注意:磨銼程度要盡量磨凈緩沖層上部的胎面基部膠,如果胎面基部膠殘留過多,則對翻新輪胎質量無益處;打磨時,形成的胎肩角不能太尖銳,應磨成圓角,否則會增加新胎面的胎肩部屈撓,造成胎肩脫空;磨銼面要求細密,磨紋方向要呈圓周方向,磨不到的低凹處須用小磨機打磨,小磨機磨頭轉速要慢,以便產生細密的磨銼面,這有利于粘合;打磨時_依樣板進行,否則會造成胎體變形或歪斜;要避免磨銼面產生焦燒。
1.3 _次檢查
在打磨機上,輪胎慢速轉動,用壓縮空氣將打磨過的輪胎吹凈,進行_次檢查。如發現胎體損傷嚴重,不符合翻新標準,則應剔除報廢。
1.4 噴膠漿和干燥
經過打磨的胎體,在貼胎面之前需噴膠漿,以利于貼膠工藝和胎體與胎面的牢固粘合。意大利瑪朗貢尼公司的胎體噴膠漿是在打磨機上進行的。先用噴槍噴膠漿,再用刷子刷勻。膠漿使用非汽油性溶劑,揮發快,能獲得非常均勻而薄的膠膜,以避免產生氣泡。一般認為噴膠漿比刷膠漿好。
1.5 貼膠
貼膠前,須_測量打磨外胎的圓周長度和從一胎圈到另一胎圈的斷面周長。嚴格控制翻新輪胎的胎肩和冠部剝留厚度,以便正確地按翻新胎面的技術要求選擇半成品和硫化模具。貼膠工藝為:輪胎安放在夾盤上→充氣→貼中間膠片→貼簾布補強層→貼胎面→貼翻新次數標記。
航空輪胎翻新一般采用纏繞胎面翻新法。纏繞胎面翻新法的優點是:(1)翻新輪胎的平衡度好,這是因為纏繞胎面翻新法無接頭,質量一致;(2)因為是連續熱貼,可以排除灰塵污物對膠料的污染,所以胎面與胎體粘合牢固,沒有氣泡;(3)占地面積小,節省勞動力,_勞動條件;(4)不用或少用汽油、膠漿,可節約成本。
ALPHA-2型冷喂料纏繞成型機是一種新型翻新胎面纏繞成型機。該機由銷釘式冷喂料裝置、纏繞頭和輪胎卡盤組成,并配有微機處理控制系統。它與削磨機一樣,整機可用外存磁帶進行自動控制,1盤磁帶貯存99個胎面纏繞程序。只要按規定輸入啟動角、輪胎半徑和工作半徑,并調出磁帶中相應的程序,整機_可以自動地按順序進行胎面纏繞作業——由銷釘式擠出機壓出的熱膠條經纏繞頭按給定程序整齊而又緊密地纏繞在裝于卡盤上的待翻新輪胎胎體上,直至達到規定的胎面輪廓尺寸為止。該機的_優點是操作簡便,纏繞的胎面外形準確均勻,密著性好,生產效率高。與冷貼胎面法相比,熱纏繞胎面可節約汽油和膠料,經濟效益_顯著。
1.6 硫化
翻新的硫化時間、溫度、壓力和所用膠料性質_與模型設備相適應。貼膠后的輪胎尺寸_與硫化模的尺寸配合適當,否則會造成胎面與胎體之間脫空和胎里起伏不平。
MS型和MG型翻新輪胎硫化機均為全自動硫化機,既可用兩半模,也可用活絡模。它們的_優點是用液壓控制,膠囊定位準確,復位迅速。為把上、下模的溫差控制在小于±1℃內,在上模頂部和下模底部均裝有熱電偶測溫裝置。為使模具胎圈與翻胎胎圈吻合,還裝有胎圈間隙微調裝置。此外,還裝配有各類報警信號、指示燈和手動操作按鈕。 1.7 硫化后的成品修邊
硫化后的成品需進行修剪。
2 成品檢驗
修邊后的輪胎要進行外觀檢查、平衡試驗、扎散氣孔、無內胎輪胎氣密性檢查、無損檢驗和動力模擬試驗。其中無損檢驗和動力模擬試驗尤為重要。
2.1 無損檢驗
翻新后的輪胎需進行逐條檢查,判定有無內部缺陷,以確保安全可靠性。這種檢查需采用無損檢驗方法。各種無損檢驗方法簡述如下。
2.1.1 敲擊法
用小錘敲擊胎體,聽聲響,憑經驗判斷胎體脫空與否。該法簡單,但欠準確,是一種落后的方法。
2.1.2 針刺檢查法
在輪胎胎圈上部成180°角的位置用兩個直徑為1.5 mm的針頭斜刺入胎體,針刺深度12.7mm左右。然后接上風管(風壓0.55-6.89MPa),輪胎表面先涂上肥皂液。充氣3min,如果漏氣、冒小泡或鼓大泡,則說明脫層。該法設備簡單,但欠準確。
2.1.3 激光無損檢測技術
航空輪胎激光無損檢測技術包括激光全息輪胎無損檢測技術和激光數字錯位散斑輪胎無損檢測技術。激光全息技術較早應用于航空輪胎無損檢測,之后才發展到激光數字錯位散斑技術。
我國自行研制生產的首臺激光全息輪胎無損檢測儀由曙光橡膠工業研究設計院研制成功。它主要用于檢測航空輪胎內部的氣泡和脫層缺陷,也可以用于檢測各種汽車輪胎。該檢測儀有JQL-1500和S-JQL-800兩個型號。S-JQL-1500型激光全息輪胎無損檢測儀適用于外直徑小于1500mm、內直徑大于300ma的輪胎,可檢測輪胎上胎肩到下胎肩的部分,可用于波音系列飛機用輪胎的檢測,靈敏度為1 mm,檢測速度可達每小時5條。S-JQL-800型激光全息輪胎無損檢測儀適用于外直徑小于800 mm、內直徑大于100mm的輪胎,可檢測輪胎上胎肩到下胎肩的部分,靈敏度為1 mm,檢測速度可達每小時10條。該檢測儀操作簡便,檢測靈敏度高,對檢測輪胎內部的脫層、脫粘和氣泡等缺陷特別有效。JQL-800型激光全息輪胎無損檢測儀主要用于直升飛機輪胎、軍用飛機輪胎和高速度級轎車輪胎內部缺陷的檢測。
國外激光數字錯位散斑輪胎無損檢測技術已非常成熟,輪胎行業應用該檢測技術已進入普及階段,德國和美國是研發設計和推廣應用該技術的先驅。德國Steinbichler公司專為輪胎行業設計生產了全場快速非接觸非破壞實時顯示激光數字錯位散斑輪胎無損檢測儀。該系列的檢測儀有多種規格型號,其中針對航空輪胎檢測所開發的是Intact 1600-AC型。它可對整條輪胎進行檢測,一個掃描周期的檢測可在2min內完成,缺陷分辨率為1 mm,并可自動識別缺陷位置和大小,檢測輪胎_外直徑為1600mm,_斷面寬度為600mm。由于該檢測儀采用單檢測頭,檢測頭水平移動距離可達1400 mm,對于內直徑小于200mm的直升飛機輪胎,可采用外拍的方式,因此Intact 1600-AC型適用于外直徑小于1600mm的_航空輪胎的檢測,對波音系列飛機用輪胎尤為適合。
Intact 1200型激光錯位散斑輪胎無損檢測儀適用于外直徑小于1250mm的輪胎檢測,由于該檢測儀采用雙檢測頭,因此可以將檢測速度提高1倍。對于要求全檢的航空翻新輪胎,該檢測儀比較適用,檢測速度可達每小時50條。
激光數字錯位散斑輪胎無損檢測技術是一種對輪胎進行無損全場檢測的新型技術,是集現代激光技術、散斑干涉技術、圖像采集及處理技術、計算機技術、精密測試技術于一體的計量檢測技術。它具有實時、全場非接觸無損、機構簡單、無需防震裝置等優點,被廣泛應用于輪胎生產檢測線上。由于采用相移技術,檢測結果不受輪胎剛體運動的影響,因此檢測儀無需防震裝置,為應用于生產檢測線提供了技術基礎。同時,半導體激光技術的飛速發展使激光器體積越來越小,檢測頭小型化成為可能,檢測頭集激光器、擴束鏡、CCD、相移器和成像物鏡于一體,使檢測頭運動自如,可對輪胎_部位進行檢測。計算機圖像處理及分析系統使輪胎缺陷可直接顯示在屏幕上并且能夠計算出缺陷大小,直觀快速。
2.1.4 X射線法
X射線法是檢查輪胎胎圈的主要手段,能容易地將隱藏在胎體內5 mm的缺陷檢查出來。此外,還可對輪胎能否翻新作出決定。孟山都工業化學公司的全套X射線檢測設備有Star-lighter放大系統,有_的分辨率,可鑒別簾線角度偏差、氣孔、緩沖層排列和胎圈脫開等問題。
2.1.5 超聲波法
超聲波法在美國很受重視,因為這種設備簡單,價錢不高,檢測靈敏度高。美國空軍輪胎翻新廠用超聲波法對翻新前后的輪胎進行檢查。日本用三種方法檢查輪胎,一是用錘子敲擊輪胎外面,正面用超聲波接受器接受,從超聲波的變化情況來測定輪胎是否脫層;二是用超聲波換能器向輪胎發射超聲波,用接受器接受其反射波來測定輪胎是否脫層;三是將輪胎待測部分放在水中,在水中進行檢測。
2.1.5 紅外線法
紅外線法具有設備輕便,響應速度快和靈敏度高等優點。特別是此法可利用輪胎運轉過程中的紅外輻射,在輪胎動力試驗中很有用處。通過在輪胎動力試驗中進行紅外線檢測,可觀察到輪胎內部缺陷,如氣孔、裂紋、脫層等的發生和發展過程,從而對損壞機理作出判斷。
2.2 動力模擬試驗
從1982年9月27日開始,規定所有民航翻新輪胎_符合美國聯邦航空管理局標準規范AC-135-4。該規范為民用航空輪胎翻新規定了動力模擬試驗機的試驗要求。翻新輪胎_通過所有的試驗而無損傷,規定對每條輪胎進行兩個階段的試驗。滑行-起飛試驗是使試驗輪胎在飛輪上以_的靜負荷通過規定的滑行距離和經受加速到規定的起飛速度。這樣的試驗每條輪胎_反復做50次,接著做8次滑行試驗。每次滑行試驗是以額定的靜負荷和每小時64km的速度在飛輪上滑行10.7km。再通過完成一次50%的超負荷自由滑行起飛試驗和兩次20%超負荷自由滑行的附加試驗。
對于軍用翻新航空輪胎的試驗要求_加苛刻,作為技術規范的一個例子是采用軍用標準MS1472(AS)試驗。該標準對美國海軍使用的F-4幻影噴氣式飛機輪胎提出了試驗要求。這種輪胎規格為30×11.5-/26PB,陸地用的輪胎內壓為1.69 MPa,航空母艦用的為3.44 MPa。技術規范要求以陸地使用條件試驗兩條輪胎,第三條輪胎在使用特殊的飛機彈射器下進行試驗。技術規范非常詳細地規定了在所有試驗步驟中的試驗條件。對兩條輪胎中的每一條進行的試驗步驟如下:(1)在正常條件下滑行-起飛20次;(2)以5%和10%的超負荷滑行-起飛2次;(3)以熱天氣和海拔1.5 km的條件進行一次模擬起飛試驗;(4)進行5次著陸和滑行;(5)進行25次艙內轉彎;(6)進行25次艙外轉彎;(7)進行3次模擬開始停止滑行條件的快速滑行-剎車;(8)進行一次中止起飛;(9)進行一次長距離高速滑