輪胎是厚制品，橡膠是不良導(dǎo)體，其硫化過(guò)程又與膠料的導(dǎo)溫系數(shù)、模型幾何尺寸、熱介質(zhì)和交換條件，以及輪胎各部件膠料的硫化特性有密切關(guān)系。輪胎在硫化機(jī)（或罐）內(nèi)硫化時(shí)，模型向輪胎外表面?zhèn)鳠?，同時(shí)硫化膠囊（或水胎）向輪胎內(nèi)壁傳熱，熱量促使交聯(lián)劑同橡膠產(chǎn)生化學(xué)交聯(lián)，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
橡膠結(jié)構(gòu)改變而獲得性能上顯著改進(jìn)，在硫化過(guò)程中橡膠交聯(lián)程度越來(lái)越高，硫鍵的增加而導(dǎo)致橡膠一系列性能變化，這種變化又隨硫化的時(shí)間而變動(dòng)。因此有欠硫化、正硫化、過(guò)硫化質(zhì)量上的差別，而在外胎硫化如何掌握硫化程度，能在同一時(shí)間各部位達(dá)到正硫化，在膠料配方設(shè)計(jì)時(shí)，要注意硫化速度的匹配，硫化曲線平坦范圍，正確制定外胎正硫化時(shí)間有及其重要意義。
用_量法制定運(yùn)輸帶、平帶、三角帶等產(chǎn)品方面早有成熟的經(jīng)驗(yàn)式（表1）。在50年代我們常用每毫米1.5-2.5分估算外胎的正硫化時(shí)間，由于技術(shù)條件不同（配方、骨架材料、硫化外壓溫度、過(guò)熱水溫度、水胎厚度、硫化方式）再加上人的經(jīng)驗(yàn)上的差異，估算外胎的正硫化時(shí)間誤差較大。
隨我國(guó)橡膠工業(yè)的發(fā)展，外胎硫化中，小型輪胎逐步實(shí)現(xiàn)“以機(jī)代罐”，與罐硫化工藝特點(diǎn)有很大區(qū)別（表2）。汽車工業(yè)飛速發(fā)展，現(xiàn)代工程輪胎出現(xiàn)巨型_厚型輪胎，例如：30-51巨型工程胎胎肩厚度達(dá)到約20厘米，輪胎重量1500kg，要求準(zhǔn)確測(cè)算出外胎正硫化時(shí)間，對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)品，有很大的實(shí)際意義。下面介紹：運(yùn)用級(jí)量法測(cè)算輪胎正硫化時(shí)間的方法。
一、制定外胎硫化條件的規(guī)則
輪胎硫化是在溫度、壓力和時(shí)間條件下進(jìn)行的，輪胎各種膠料性能及硫化特性均不相同，在硫化過(guò)程中其熱歷程實(shí)際又是一個(gè)溫度場(chǎng)分布不均的不等溫過(guò)程。所以各種膠料受熱歷程有較大的差別，為了_輪胎厚制品各部分同時(shí)達(dá)到正硫化，在制定外胎正硫化時(shí)間一般考慮掌握以下幾點(diǎn)：
1、制品_硫化時(shí)間，應(yīng)小于膠料_硫化平坦時(shí)間，因?yàn)榭紤]到制品的后硫化現(xiàn)象。
2、制品_難受熱部位的硫化時(shí)間應(yīng)大于膠料的_小硫化平坦時(shí)間。
3、硫化開(kāi)始時(shí)升溫快慢由制品及導(dǎo)溫系數(shù)決定，凡是制品厚度愈大溫度滯后損失愈大；導(dǎo)溫系數(shù)愈小，傳熱愈慢的，則升溫過(guò)程愈慢。反則反之。
4、外壓溫度的選擇視產(chǎn)品厚度、硫化方式（機(jī)罐）骨架材料、過(guò)熱水溫度而確定。
硫化罐：外壓139-147℃；硫化機(jī)：外壓145-160℃。
硫化機(jī)高溫硫化：外壓180℃，內(nèi)壓過(guò)熱蒸氣22kg/cm2，190-200℃。
5、胎面硫化程度應(yīng)控制160%，輪胎生產(chǎn)質(zhì)量才能穩(wěn)定，硫化平坦范圍如（表3）。
二、級(jí)量法計(jì)算式的確立
（1）外胎硫化歷程圖，包括四個(gè)階段，見(jiàn)圖。
生胎預(yù)熱階段，在外壓胎面膠緩沖層升溫達(dá)到139℃時(shí)等效硫化時(shí)間。
外壓升溫階段，開(kāi)始熱硫化。
正硫化階段，是指外壓溫度保持時(shí)間，在選擇外壓溫度時(shí)，考慮由于內(nèi)壓溫度傳遞影響的大小，確定平均外壓溫度，按范特霍夫方程式計(jì)算等效硫化時(shí)間。正硫化決定輪胎質(zhì)量。B＞80mm大胎，為了防止胎圈部位欠硫化，采用2.5≥℃。
后硫化階段，胎體骨架尼龍材質(zhì)，遇熱收縮，輪胎硫化后走形。防收縮措施：硫化罐外胎硫化終結(jié)，充冷卻水，冷卻條件：120%氣壓×2倍硫化時(shí)間，硫化機(jī)胎比硫化罐硫化的外胎胎體堅(jiān)韌。
α膠料導(dǎo)溫系數(shù)；α1α2α3各種配合劑的份數(shù)；P1P2P3各種配合劑的份數(shù)；S配合劑總量S=P1+P2+P3
胎面膠（50份合成膠）導(dǎo)溫系數(shù)0.00165；簾布膠（30份合成膠）導(dǎo)溫系數(shù)0.00130
第三步：各層溫度計(jì)算
1、選擇測(cè)溫部位求出阻力比率P
P= A膠料厚度，X測(cè)定厚度
2、用下式求出膠料付立葉準(zhǔn)數(shù)q
q=αr/A2
q付立葉準(zhǔn)數(shù)
α導(dǎo)溫系數(shù)；r受熱時(shí)間；A膠料厚度（已知）
3、在“曲線傳熱計(jì)算圖”找出已求出的阻力比率，相當(dāng)三條曲線FoFeFi與三條曲線相交A、B、C三點(diǎn)，查找縱座對(duì)應(yīng)點(diǎn)付立葉函數(shù)。
（1）設(shè)定已知條件
A：2cm，20cm，膠料導(dǎo)溫系數(shù)，胎面膠0.00165，簾布膠0.0013。
X：1cm，10cm，裝模時(shí)膠料溫度30℃。平板溫度145℃，γ受熱時(shí)間5′、10′、15′、20′、25′。
阻力比率P=1/2
計(jì)算結(jié)果如下：
計(jì)算公式tx=toFo(p.q)+teFe(p.q)+tiFi(p.q)
to為膠料裝模溫度；te、ti為平板硫化機(jī)上、下溫度
數(shù)據(jù)分析：（表4）胎面膠145℃熱傳速度。胎面膠厚度2cm，時(shí)傳熱平均速度為20/20=1min/mm，當(dāng)胎面膠厚度增加到20cm時(shí)熱傳平均速度提高到1500/200=7.5min/mm，這種現(xiàn)象主要由于橡膠是不良導(dǎo)體，導(dǎo)溫系數(shù)小傳熱時(shí)間長(zhǎng)，升溫慢，導(dǎo)致溫度滯后損失。在計(jì)算方面如何解決輪胎測(cè)算數(shù)據(jù)準(zhǔn)確問(wèn)題。從輪胎的負(fù)荷能力推斷，負(fù)荷越大，輪胎幾何尺寸成正比。用K1與簾布層數(shù)聯(lián)系地來(lái)考慮，以布層數(shù)為計(jì)算系數(shù)的基數(shù)。根據(jù)測(cè)算建立布層系數(shù)通式（表5）。
（2）修正值。根據(jù)骨架材質(zhì)、品種、簾線粗細(xì)、胎面膠厚度比例設(shè)定。
（3）各項(xiàng)系數(shù)確定
①K1為簾布層數(shù)系數(shù)（min/mm）
K1=（N+X）/10
K1：min/mm；N：簾布層數(shù)（1260d/2）；X：修正值一般為2-4；10：常數(shù)
②K2隨花紋溝F溝的增大，傳熱面積也相應(yīng)增大，胎面升溫加快。胎面花紋溝面積以占胎面面積百分?jǐn)?shù)分級(jí)。20-30%為1，30-40%為0.9，40-60%為0.85，60%以上為0.8。
③K3是由罐式硫化轉(zhuǎn)換為硫化機(jī)硫化時(shí)系數(shù)，由于膠囊減薄升溫較快，以及提高外壓溫度熱流強(qiáng)度增大，縮短了升溫時(shí)間，系數(shù)小于1。
④C外壓硫化溫度保持，正硫化階段。
以胎面膠正硫化時(shí)間，按照范特霍夫方程式計(jì)算出等效硫化時(shí)間。
r1=2r2［(t2-t1)/10］
K：硫化溫度系數(shù)取2；t1：胎面膠硫化溫度℃；r1：在t1溫度下正硫化時(shí)間min ；t2：外胎生產(chǎn)所采取外壓溫度℃；r2：在t2溫度下等效硫化時(shí)間min
三、級(jí)量法計(jì)算式建立
T=（熱傳導(dǎo)min+胎面膠正硫化min）K
T=（BK1K2K3+C）K
T：外壓正硫化時(shí)間min；B：胎肩厚度；K1：簾布層數(shù)系數(shù)（min/mm）；K2：胎面花紋溝面積修正系數(shù)；K3：硫化罐機(jī)修正系數(shù)；C：胎面膠正硫化等效時(shí)間（min）；K：內(nèi)壓過(guò)熱水溫度修正系數(shù)
用級(jí)量法評(píng)估計(jì)算外胎硫化條件。輕卡胎、載重胎（表6），工程胎、農(nóng)業(yè)胎（表7）外胎硫化條件誤差率多數(shù)5%以下，證明方法基本可行。建議采用系數(shù)（表8）。
四、結(jié)束語(yǔ)
運(yùn)用級(jí)量法測(cè)算外胎正硫化時(shí)間是建立在試驗(yàn)基礎(chǔ)上的有科學(xué)的根據(jù)，與比例法更為適用。它可以在邊界條件六個(gè)因素變化復(fù)雜的情況下進(jìn)行測(cè)算。經(jīng)驗(yàn)式不僅便于記憶，而且計(jì)算迅速，誤差也在允許范圍之內(nèi)，是一項(xiàng)有實(shí)用價(jià)值，值得推廣的方法。
