寇 景，王 虎，徐云慧

（1.徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 徐州 221140；2.青島科技大學(xué)，山東 青島 266042；3.徐州徐輪橡膠有限公司，江蘇 徐州 221011）

叉車是用于成件托盤貨物裝卸、堆垛和短距離運(yùn)輸作業(yè)的各種輪式搬運(yùn)工業(yè)車輛。輪胎為叉車的主要組成部分，其主要作用是：承載貨物和車體；吸收車輛外部的振動(dòng)和沖擊，使車輛運(yùn)行平穩(wěn)；與地面接觸，驅(qū)動(dòng)車輛行駛和轉(zhuǎn)向。為了滿足用戶要求，我公司研制了4.50-12 10PR叉車輪胎（工業(yè)車輛輪胎），現(xiàn)將輪胎結(jié)構(gòu)和施工設(shè)計(jì)情況簡(jiǎn)介如下。

1 技術(shù)要求

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和客戶要求，確定4.50-12 10PR叉車輪胎技術(shù)參數(shù)為：胎面花紋型號(hào)PLT328，標(biāo)準(zhǔn)輪輞3.00D，設(shè)計(jì)輪輞寬度76 mm，充氣外直徑（D′）（579±5.8） mm，充氣斷面寬（B′）（135±4.7） mm，最大充氣壓力700 kPa，最大負(fù)荷1050 kg，輪胎質(zhì)量（7.8±0.5） kg。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 外直徑（D）和斷面寬度（B）

輪胎的模型尺寸決定其充氣尺寸，合理設(shè)計(jì)模型尺寸是保證成品輪胎使用性能和充氣尺寸達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵，參考公司相近規(guī)格6.00-15 10PR工業(yè)車輛輪胎的外直徑膨脹率（D′/D）和斷面寬膨脹率（B′/B），本設(shè)計(jì)D′/D取1.06，B′/B取1.16，D為546 mm，B為116 mm。

2.2 行駛面寬度（b）和弧度高（h）

b和h是決定胎冠形狀的主要參數(shù)，對(duì)輪胎的牽引性能、接地面積和通過(guò)性能影響較大。增大b和減小h可提高胎面的耐磨性能，但是導(dǎo)致胎肩部位厚度增大、生熱高，輪胎容易出現(xiàn)胎肩脫層等質(zhì)量問(wèn)題。綜合考慮，b/B取0.9，b為104 mm，h設(shè)計(jì)為5.5 mm[1]。

2.3 斷面水平軸位置（H1/H2）

根據(jù)材料分布情況以及使用特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)輪胎受力主要在冠部，H1/H2取值較大易引起輪胎變形區(qū)域上移，使冠部應(yīng)力集中，極易造成輪胎早期損壞。為此，斷面高寬比（H/B）取1.0431，斷面高度（H）為121 mm，H1/H2取0.8615，H1為56 mm，這樣使斷面水平軸稍接近下胎側(cè)，輪胎不易出現(xiàn)胎肩脫空問(wèn)題，胎圈部位的使用安全性提高[2]。

2.4 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

為避免本設(shè)計(jì)輪胎裝胎困難和使用時(shí)胎圈滑等問(wèn)題，結(jié)合成熟的產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)，d設(shè)計(jì)為304 mm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)C/B取0.66，C取76 mm。

2.5 胎面花紋

本設(shè)計(jì)輪胎采用的PLT328型胎面花紋具有抓著力大、耐磨性能和操縱性能好等特點(diǎn)，胎面花紋深度取11 mm，花紋周節(jié)數(shù)為38，基部膠厚度為5 mm，花紋飽和度為75%，這既有利于延長(zhǎng)輪胎使用壽命，又不會(huì)大幅提高輪胎滾動(dòng)阻力，并避免了應(yīng)力集中造成的花紋根裂問(wèn)題[3]。輪胎胎面花紋如圖1所示。

圖1 胎面花紋示意

2.6 外觀

為提高輪胎外觀質(zhì)量及平衡性能，模具花紋采用電火花加工，胎側(cè)采用電腦刻字，模具內(nèi)表面采用鍍鉻處理，胎圈部位沿圓周16等分設(shè)置排氣線，排氣線延伸到防水線，這有利于胎圈部位的排氣，以減少該部位形成疤痕[4]。

3 施工設(shè)計(jì)

3.1 胎面

胎面膠和胎側(cè)膠分別采用叉車輪胎專用胎面膠和胎側(cè)膠。擠出胎面為一方一塊結(jié)構(gòu)，胎冠厚17 mm，胎冠寬85 mm，胎側(cè)厚3.0 mm，胎面總寬320 mm。

3.2 胎體

胎體簾布采用4層1680V1錦綸簾布，2-2結(jié)構(gòu)。簾布假定伸張值取1.034，成品輪胎對(duì)應(yīng)的胎冠簾線角度取（54±0.5）°，簾布裁斷角度為35°，胎體安全倍數(shù)達(dá)12，這有利于增強(qiáng)成品輪胎胎冠的周向剛性，減小胎冠的應(yīng)力、應(yīng)變和行駛面形變，改善輪胎的耐磨性能和抗刺扎性能，提高車輛的行駛穩(wěn)定性[1]。

3.3 鋼絲圈

采用單鋼絲圈結(jié)構(gòu)，鋼絲為直徑 1.0 mm 的19#回火鋼絲，鋼絲排列形式為5×5，鋼絲圈直徑為317 mm；鋼絲圈包布1層，厚度為1.0 mm。胎圈包布1層，厚度為1.3 mm，胎圈安全倍數(shù)為7。

3.4 成型

成型采用半鼓式成型機(jī)，胎體簾布和胎面均采用套筒法成型。成型機(jī)頭直徑為380 mm，成型機(jī)頭寬度為250 mm，成型過(guò)程中要求各半成品部件上正、壓實(shí)，保證成型質(zhì)量。

3.5 硫化

硫化采用四立柱液壓雙層硫化機(jī)，硫化總時(shí)間為60 min，內(nèi)溫為（165±3） ℃，內(nèi)壓為2.16 MPa，外溫為（145±2） ℃。

4 成品輪胎性能

4.1 外緣尺寸和質(zhì)量

安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞3.00D上的成品輪胎在標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力700 kPa下，D′為579.0 mm，B′為135.0 mm，質(zhì)量為7.8 kg，符合設(shè)計(jì)要求。

4.2 物理性能

成品輪胎物理性能測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 成品輪胎物理性能

4.3 胎冠簾線角度

成品輪胎胎冠簾線角度為53.5°，滿足設(shè)計(jì)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)4.50-12叉車輪胎充氣外緣尺寸、物理性能和胎冠簾線角度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，外型美觀。該輪胎在批量生產(chǎn)過(guò)程中工藝穩(wěn)定、外觀缺陷少，投入市場(chǎng)后為公司創(chuàng)造了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。