余文剛，姜新民，焦世新

（新疆昆侖工程輪胎有限責(zé)任公司，新疆 庫(kù)爾勒 841011）

煤礦井下用斜交工程機(jī)械輪胎由于胎體較厚，抗刺扎性能較好，因此仍具有較大的市場(chǎng)空間。我公司針對(duì)客戶要求，開(kāi)發(fā)了系列胎體強(qiáng)度高、抗刺扎性能好的煤礦井下用斜交輪胎。現(xiàn)將60×25.00－25 50PR煤礦井下用工程機(jī)械輪胎設(shè)計(jì)情況簡(jiǎn)介如下。

1 技術(shù)要求

根據(jù)客戶要求，確定60×25.00－25 50PR煤礦井下用工程機(jī)械輪胎的技術(shù)參數(shù)為：標(biāo)準(zhǔn)輪輞 19.50/2.5，花紋類型不對(duì)稱混合花紋，充氣外直徑（D′）（1 530±15.3） mm，充氣斷面寬度（B′）（635±19.05） mm，標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力1 200 kPa，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷35 000 kg。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 外直徑（D）和斷面寬度（B）

合理設(shè)計(jì)輪胎模具尺寸是保證成品輪胎充氣外緣尺寸符合設(shè)計(jì)要求及獲得良好使用性能的關(guān)鍵。由于胎面采用混合花紋，同時(shí)參考我公司相近規(guī)格輪胎的外直徑膨脹率（D′/D）和斷面寬度膨脹率（B′/B），本次設(shè)計(jì)D取1 515mm，B取625 mm，D′/D為1.009 9，B′/B為1.016。

2.2 行駛面寬度（b）和弧度高(h)

由于速度要求較低，為了保證輪胎的耐磨性能和負(fù)荷能力，延長(zhǎng)輪胎使用壽命，最大限度地增大輪胎接地面積，減小單位面積壓力，b應(yīng)取較大值。本次設(shè)計(jì)b/B取0.832 0，則b為520 mm；h取6 mm，則h/b為0.011 6。胎面采用一段弧，下胎側(cè)連接弧取值較大，使下胎側(cè)向胎圈部位平緩過(guò)渡，以提高胎面耐磨性能，解決防水線部位易發(fā)生缺膠、裂口等外觀質(zhì)量問(wèn)題。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

輪胎行駛時(shí)胎圈部位受力較大，為保證胎圈與輪輞配合緊密，防止胎圈與輪輞滑移，胎圈與輪輞采取過(guò)盈配合，本次設(shè)計(jì)根據(jù)輪輞直徑為635 mm，d取629 mm，C取495 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

輪胎在行駛過(guò)程中承受很大的負(fù)荷。當(dāng)H1/H2較小時(shí)，斷面水平軸向胎圈部位移動(dòng)，造成胎圈部位應(yīng)力增大，易導(dǎo)致胎圈部位早期損壞；當(dāng)H1/H2較大時(shí)，斷面水平軸向胎肩部位移動(dòng)，造成胎肩部位應(yīng)力增大，易導(dǎo)致肩空脫層等質(zhì)量問(wèn)題，因此H1/H2宜取適當(dāng)值。為平衡肩部和胎圈部位的應(yīng)力分布，本次設(shè)計(jì)H1/H2取0.794 8。輪胎斷面如圖1所示。

圖1 輪胎斷面示意

2.5 胎面花紋

根據(jù)我公司昆侖牌輪胎的花紋特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)胎面采用不對(duì)稱混合花紋；為提高胎面抗切割性能和抗刺扎性能，采用較大花紋塊結(jié)構(gòu)，花紋飽和度為23.46%，花紋周節(jié)數(shù)為16；花紋肩部位采用反弧結(jié)構(gòu)，以利于肩部散熱。胎面花紋如圖2所示。

圖2 展開(kāi)胎面花紋示意

2.6 胎肩與胎側(cè)

上胎側(cè)采用加厚加寬結(jié)構(gòu)，以防止胎體簾線在使用過(guò)程中劃傷和提高輪胎自潔性；胎側(cè)部位設(shè)置1條防水線，以起到對(duì)輪輞的保護(hù)作用。

3 施工設(shè)計(jì)

3.1 胎面

為保證胎面的耐磨性能和抗崩花掉塊性能，胎冠膠采用公司礦用工程機(jī)械輪胎胎冠膠專用配方[丁苯橡膠（SBR）1500100，炭黑N22052，白炭黑6，氧化鋅4，硬脂酸1.5，偶聯(lián)劑X69S 1.5，石蠟2，防老劑RD1.5，防老劑40201，其他17.93]。由于質(zhì)量、厚度及寬度較大，因此胎面采用纏繞復(fù)合擠出，即一塊胎面基部膠和兩塊胎側(cè)膠貼合，再在胎面基部膠上纏繞胎冠膠條。胎面施工設(shè)計(jì)參數(shù)為：胎面纏繞長(zhǎng)度2 920 mm，胎面寬度820 mm，胎冠厚度77 mm，胎面質(zhì)量 171.5 kg，胎側(cè)長(zhǎng)度2 920 mm，胎側(cè)寬度340 mm，胎側(cè)厚度16 mm，胎側(cè)質(zhì)量14.5 kg。

3.2 胎體

胎體采用20層高強(qiáng)度1870dtex/2錦綸66簾布，成型方式為6-6-6-2；胎體簾布反包高度接近水平軸，以增強(qiáng)下胎側(cè)的強(qiáng)度和剛性，避免胎圈部位早期損壞，胎體安全倍數(shù)為10.4。

3.3 緩沖層

緩沖層采用4層1400dtex/2錦綸66簾布，最寬緩沖層達(dá)到防擦線處，目的是減少肩部變形造成的肩空和脫層質(zhì)量問(wèn)題。

3.4 胎冠簾線裁斷角度和假定伸張值

為提高胎冠部位的周向強(qiáng)度，減小輪胎充氣后變形，減少因D′/D過(guò)大造成的胎冠磨耗大問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)胎冠簾線裁斷角度取30.5°，成品輪胎胎冠簾線角度為53.5°；胎冠簾線假定伸張值取1.029。

3.5 胎圈

鋼絲圈采用直徑為0.96 mm的19#回火鋼絲，鋼絲排列方式為9×10，鋼絲圈直徑為649 mm。為提高胎圈強(qiáng)度及下胎側(cè)支撐性能，胎圈采用大三角膠。

3.6 成型工藝

成型采用膠囊反包成型機(jī)，成型機(jī)頭直徑為890 mm，成型機(jī)頭寬度為1 060 mm。胎體簾布筒用擴(kuò)布器擴(kuò)張，再用夾鉗拉入成型鼓面，然后反包成型；胎面采用層貼法成型。成型時(shí)各半成品上正、壓實(shí)，保證成型胎坯質(zhì)量。

3.7 硫化工藝

采用2 235.2 mm（88英寸）B型硫化機(jī)硫化。硫化工藝參數(shù)為：循環(huán)熱水出口溫度≥160 ℃（＜160 ℃不得裝模）；內(nèi)壓過(guò)熱水一次水壓力2.2～2.5 MPa，二次水進(jìn)口壓力≥2.75 MPa，二次水進(jìn)口壓差≥0.3 MPa；外蒸汽壓力0.32～0.35 MPa，內(nèi)壓蒸汽壓力≥0.8 MPa；動(dòng)力水壓力≥2.1 MPa，內(nèi)冷壓力≥2.0 MPa；后充氣冷卻風(fēng)壓（1.2±0.1） MPa；正硫化時(shí) 間（145 ℃）215 min。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸

在標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力下安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上的成品輪胎D′為1 535 mm，B′為640 mm，D′和B′均符合設(shè)計(jì)要求。

4.2 物理性能

成品輪胎的物理性能見(jiàn)表1。從表1可以看出，成品輪胎的物理性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

表1 成品輪胎的物理性能

5 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)60×25.00－25 50PR煤礦井下用工程機(jī)械輪胎生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，成品輪胎外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良，外緣尺寸和物理性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。該產(chǎn)品批量生產(chǎn)并投放市場(chǎng)后受到用戶一致好評(píng)，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。