梁 華，韓曉霞

（銀川佳通輪胎有限公司，寧夏 銀川 750011）

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)宏觀經(jīng)濟(jì)增速放緩，輪胎市場(chǎng)需求總體偏弱。為適應(yīng)國(guó)內(nèi)外高速公路的急劇增長(zhǎng)及運(yùn)輸環(huán)境的變化，我公司積極調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，重視無(wú)內(nèi)胎全鋼載重子午線輪胎的研發(fā)。現(xiàn)將我公司開(kāi)發(fā)的295/75R22.5 14PR無(wú)內(nèi)胎全鋼載重子午線輪胎設(shè)計(jì)情況介紹如下。

1 技術(shù)要求

根據(jù)GB/T 2977—2008《載重汽車(chē)輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷》和《歐洲輪胎輪輞技術(shù)組織標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)（2012）》，確定295/75R22.5 14PR無(wú)內(nèi)胎全鋼載重子午線輪胎的技術(shù)參數(shù)如下：標(biāo)準(zhǔn)輪輞直徑 228.6 mm（9英寸），充氣外直 徑（D′） [1 014（1 001～1 027）] mm，充氣斷面寬度（B′） [298（290～309）] mm，標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力 760 kPa，單胎額定負(fù)荷 2 800 kg，速度級(jí)別 L。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 外直徑（D）和斷面寬度（B）

全鋼子午線輪胎充氣后外直徑變化不大，因此外直徑膨脹率（D′/D）較小；B的變化較大，影響其變化的因素較多，尤其是簾線伸張?jiān)酱?，斷面寬膨脹率（B′/B）越大。綜合考慮，本設(shè)計(jì)D′/D取1.004，B′/B取0.967 5，D為1 010 mm，B為 308 mm。

2.2 行駛面寬度（b）和弧度高（h）

b和h是決定輪胎胎冠輪廓的主要參數(shù)，合理確定b和h，可以?xún)?yōu)化輪胎接地面的形狀和大小，均衡胎冠接地面各部位的壓力，起到提高輪胎牽引性能和耐磨性能的作用。一般輪胎設(shè)計(jì)中，采用b與輪輞寬度接近的原則，根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，b/B為0.70～0.85，h/H為0.03～0.05。綜合考慮，本設(shè)計(jì)b取220 mm，h取9 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

胎圈主要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)輪輞曲線設(shè)計(jì)。d的取值應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足輪胎裝卸方便和著合緊密的要求。胎圈與輪輞裝配過(guò)盈量過(guò)大時(shí)，輪胎裝卸困難，且影響胎圈安全性能；過(guò)盈量過(guò)小時(shí)，輪胎不能與輪輞緊密配合。根據(jù)輪胎與輪輞的配合使用情況，本設(shè)計(jì)d取571 mm。根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，C比輪輞寬度大25.4 mm（1英寸），C取254 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

斷面水平軸位于斷面最寬處，是輪胎充氣后法向變形最大的部位，也是子午線輪胎胎體變形最大的部位。水平軸位置太低，容易造成胎圈部位應(yīng)力集中，導(dǎo)致胎圈部位早期損壞；水平軸位置太高，容易造成胎肩部位應(yīng)力集中，導(dǎo)致早期肩空。根據(jù)子午線輪胎特點(diǎn)及以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)H1/H2取0.84。輪胎斷面如圖1所示。

圖1 輪胎斷面示意

2.5 胎面花紋

本設(shè)計(jì)輪胎用于客車(chē)及貨車(chē)全輪位的長(zhǎng)途運(yùn)輸，胎面花紋采用4條縱向溝槽結(jié)構(gòu)。為防止高速行駛時(shí)輪胎側(cè)滑，在縱向花紋上橫向切割花紋條并設(shè)刀槽花紋，以增大抓著力和分散接地壓力。肩部設(shè)計(jì)小而窄的橫向溝槽，以進(jìn)一步增大輪胎抓著力，同時(shí)也有利于散熱和胎面排水。4條花紋溝底加設(shè)凸臺(tái)，可以有效防止夾石子和冠部花紋溝裂。本設(shè)計(jì)花紋深度為17.2 mm，花紋周節(jié)數(shù)為84，花紋飽和度為73.4%。胎面花紋展開(kāi)如圖2所示。

圖2 胎面花紋展開(kāi)示意

3 施工設(shè)計(jì)

3.1 胎面

胎面采用兩方兩塊結(jié)構(gòu)，采用四復(fù)合擠出機(jī)擠出。胎面半成品肩部寬度為成品輪胎行駛面寬度的91.8%，胎肩厚度為冠部厚度的1.3倍。胎冠膠采用耐磨膠料配方，以保證輪胎行駛里程；基部膠采用低生熱膠料配方，以有效延長(zhǎng)輪胎使用壽命。

3.2 胎體

胎體的主要作用是使輪胎保持原設(shè)計(jì)的尺寸形狀，并賦予輪胎優(yōu)異的舒適性和牽引性。全鋼子午線輪胎要求胎體簾線具有強(qiáng)度和模量高、尺寸穩(wěn)定性好、收縮率小和耐疲勞性能優(yōu)等特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)胎體選擇3+9×0.22+0.15HT鋼絲簾線，壓延簾布厚度為2.2 mm。胎體安全倍數(shù)為8，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.3 帶束層

帶束層是子午線輪胎主要受力部件，帶束層剛性對(duì)子午線輪胎使用性能有很大影響，簾線性能直接影響帶束層剛性。本設(shè)計(jì)1#和2#帶束層采用3×0.20+6×0.35HT鋼絲簾線，3#帶束層采用3×4×0.22HE鋼絲簾線，0°帶束層采用3×7×0.20HE鋼絲簾線。帶束層安全倍數(shù)為7，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.4 鋼絲圈

鋼絲圈采用直徑為1.65 mm鍍銅回火胎圈鋼絲，覆膠鋼絲直徑為1.8 mm，鋼絲排列方式為8-9-10-11-10-9-8，鋼絲圈為斜六角結(jié)構(gòu)，纏繞直徑為573.8 mm，安全倍數(shù)為5。

3.5 成型

采用飛邁公司一次法成型機(jī)成型，設(shè)備工藝參數(shù)穩(wěn)定，定位精度高，成型部件貼合密實(shí)。成型機(jī)頭直徑為528 mm，機(jī)頭寬度為640 mm。

3.6 硫化

采用1 651 mm（65英寸）蒸鍋式硫化機(jī)硫化。硫化條件為：外部蒸汽壓力 （0.39±0.03） MPa，溫度 （151±2） ℃；過(guò)熱水壓力 （2.6±0.2） MPa，溫度 （173±3） ℃；總硫化時(shí)間 48 min。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸

按GB/T 521—2012《輪胎外緣尺寸測(cè)量方法》進(jìn)行測(cè)試。安裝于標(biāo)準(zhǔn)輪輞上的成品輪胎在標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力下測(cè)得的D′為1 013 mm，B′為298 mm，均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。

4.2 強(qiáng)度性能

強(qiáng)度性能按照GB/T 4501—2008《載重汽車(chē)輪胎性能室內(nèi)試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)條件為：充氣壓力 760 kPa，壓頭直徑 38 mm。結(jié)果表明，輪胎破壞能為3 795.4 J，為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 值（2 090 J）的181.6%，試驗(yàn)結(jié)束時(shí)第5點(diǎn)壓穿。輪胎強(qiáng)度性能良好，滿(mǎn)足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.3 耐久性能

成品輪胎耐久性能按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)條件和測(cè)試結(jié)果如表1所示。從表1可以看出，輪胎累計(jì)行駛時(shí)間達(dá)到87.25 h，符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求（＞70 h），且試驗(yàn)結(jié)束時(shí)輪胎完好。

表1 成品輪胎耐久性能試驗(yàn)條件和測(cè)試結(jié)果

4.4 高速性能

成品輪胎高速性能按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)條件和測(cè)試結(jié)果如表2所示。從表2可以看出，輪胎最高行駛速度達(dá)到150 km·h-1，在此速度下行駛時(shí)間為30 min，達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求（＞130 km·h-1×30 min），且試驗(yàn)結(jié)束時(shí)輪胎完好。

表2 成品輪胎高速性能試驗(yàn)條件和測(cè)試結(jié)果

5 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)295/75R22.5 14PR無(wú)內(nèi)胎全鋼載重子午線輪胎生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，成品輪胎外緣尺寸和強(qiáng)度性能達(dá)到設(shè)計(jì)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，耐久性能和高速性能符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。該產(chǎn)品投放市場(chǎng)后深受?chē)?guó)內(nèi)外用戶(hù)青睞，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益良好。