輕量化11_00R20全鋼載重汽車子午線輪胎的設計

1、工藝與技術輕量化 11. 00R20全鋼載重汽車子午線輪胎的設計劉 成 , 孫建崗 , 賈立勇(銀川佳通輪胎有限公司 , 寧夏 銀川 750011 摘要 :介紹輕量化 11. 00R201083mm , 斷面寬 288mm , 行駛面寬 223, ,采用 4。 :+12×0.線 第 +8×H T , 5×0. 30HI 鋼絲、 速度性能均符合設計要求 。; 輕量化 ; 結構設計 ; 施工設計 輕量化全鋼載重汽車子午線輪胎是針對中長 距離運輸 、 承載規(guī)范 、 環(huán)保性能要求較高的載重汽 車而設計的 ?，F(xiàn)將我公司輕量化 11. 00R20全鋼 載重汽車子午線輪胎設計情

2、況簡介如下 。1 技術要求G B/T 2977 2008對 11. 00R20輪胎的技術要 求為 :外直徑 1085mm (波動范圍為 1067. 69 1102. 31mm , 充氣斷面寬 293mm (波動范圍 為 281. 28304. 72mm , 標準輪輞 8. 0。2 優(yōu)化結構設計2. 1 外輪廓斷面形狀1. 外直徑 (D 和斷面寬 (B 全鋼載重汽車子午線輪胎的帶束層對輪胎周 向起到箍緊作用 , 同時帶束層骨架材料鋼絲簾線 伸張較小 , 因此輪胎外直徑膨脹率不大 , 斷面寬膨 脹率比外直徑膨脹率大 。 根據(jù)我公司生產工藝特 點 , 本設計 D 確定為 1083mm , 斷面寬 B

3、 確定為 288mm , 外直徑膨脹率 (D /D 取 1. 0018, 斷面 寬膨脹率 (B /B 取 1. 0174。2. 行駛面寬 (b 和行駛面弧度高 (h b 和 h 是決定胎冠形狀的主要參數(shù) , 對輪胎的 牽引性能、 接地面積和偏磨性能影響較大 ; 此外行 駛面弧度半 徑 (R n 、 帶 束層 寬 (B W 、 h 、 斷面 高 (H /b 對輪胎耐磨性能和耐久性能都有一定的影 響。 本設計 b 取 223mm , 胎冠采用一段弧加直線 結構 , h 取 8mm , h /H 取 0. 0280, b /B 為 0. 7743。 3. 胎圈著合直徑 (d 和著和寬度 (C d 應

4、比相應的輪輞直徑小 13mm , 以滿足 輪胎與輪輞緊密的配合的要求 , 同時考慮胎圈受 力分布情況以及輪胎裝卸的難易因素 , 本設計 d 取 511mm , C 取 216mm 。4. 斷面水平軸位置 (H 1/H 2H 1/H 2對輪胎使用性能影響很大 , 取值偏大 , 導致斷面水平軸上移 , 容易造成輪胎肩部脫層 ; 取 值偏小 , 導致斷面水平軸下移 , 容易造成胎圈部位 早期損壞。 本設計 H 1/H 2取 1. 073, 使斷面水平 軸適當上移 , 以減小胎圈部位的應力和應變。 2. 2 胎面花紋胎面花紋不僅要保證車輛在不同路況和不同 使用條件下安全行駛 , 而且要保證輪胎有較長的

5、 使用壽命 。 因此應根據(jù)輪胎使用條件和使用要求 進行設計 。 本設計胎面花紋采用 4條縱向花紋為 主的結構 (如圖 1所示 。 考慮到本設計輪胎用于 高速公路和普通公路 , 且要輕量化 , 因此應適當減 小花紋深度 , 以降低生熱 , 提高輪胎高速性能 。3 施工設計3. 1 胎面胎面采用全分層結構 , 并用三復合擠出機復 合擠出 , 同時為防止冠部脫層 , 胎面基部膠采用生 7 12010年第 4期 橡 膠 科 技 市 場 圖 1 胎面花紋熱低 、 粘合性能好的膠料 。3. 2 胎體簾布根據(jù)輪胎設計負荷 , 同時考慮輕量化設計要 求 , 選用 0. 25+6+12×0. 225T

6、3+9+15×0. 22料 。 8. 倍 , 滿足 設計要求3. 3 帶束層帶束層是子午線輪胎主要的受力部件 , 帶束 層應有足夠的剛性 , 以箍緊胎體簾線 , 限制輪胎的 周向伸張 , 保持輪胎尺寸的穩(wěn)定性 。帶束層采用 3層帶束層加 1層 0°帶束層結構 。為降低滾動阻 力 、 減少生熱和節(jié)約成本 , 在保證輪胎安全的前提 下 , 第 1和第 2帶束層選用 3+8×0. 33H T 鋼絲 簾線代替 3+9+15×0. 22+0. 15鋼絲簾線 , 第 3帶束層選用 5×0. 30H I 鋼絲簾線代替 3×4×0122H

7、E 鋼絲簾線 。經過計算 , 帶束層安全倍數(shù) 為 6. 78, 滿足設計要求 。3. 4 鋼絲圈鋼絲圈鋼絲采用 1. 65mm 鋼絲 , 排列方式 為 52627282928272625, 共 61根 。鋼 絲 圈 直 徑 為 52mm , 安全倍數(shù)為 6. 17倍 , 滿足設計要求 。4 成品輪胎性能4. 1 外緣尺寸在標準充氣壓力下 , 成品輪胎充氣外直徑和 斷面寬分別為 1091和 289mm , 符合設計要求 。 4. 2 強度性能按照 G B/T 4501 2008成品輪胎進行強度 性能試驗 , 壓頭直徑為 38mm , 最小 破壞能 為 2825J , 試驗結果如表 1所示 。 從

8、表 1可以看出 , 輪胎最終破壞能為 4217. 8J , 是標準規(guī)定值的 149%, 達到標準要求 。表 1 成品輪胎強度性能試驗結果項 目 輕量化輪胎 正常輪胎 破壞能 /J 第 1點 2843. 02840. 9 第 2點 2847. 12840. 9 第 3點 2856. 32828. 6 第 4點 2835. 12833. 3 第 5點 4217. 84909. 0破壞形式 壓穿 壓穿4. 3 耐久性能能 , 。 從表 2可以看出 , 成品 。表 2 成品輪胎耐久性試驗結果項 目 輕量化輪胎 正常輪胎 試驗氣壓 /kPa 930930試驗結束時速度 /(km h -1 8080試驗結

9、束時負荷率 /%140140通過試驗階段 99累計行駛時間 /h 89. 2388. 78試驗結束時輪胎狀況 胎冠脫層 肩部脫層4. 4 速度性能按照企業(yè)標準進行速度性能試驗 , 試驗結果 如表 3所示 。從表 3可以看出 , 成品輪胎的速度 性能良好 , 滿足使用要求 。表 3 成品輪胎速度性能試驗結果項 目 輕量化輪胎 正常輪胎 試驗氣壓 /kPa 930930試驗負荷 /kg 4224. 54224. 5試驗結束時速度 /(km h -1 110110通過試驗階段 77累計行駛時間 /h 14. 2813. 52試驗結束時輪胎狀況 胎冠脫層 肩部脫層5 結語通過優(yōu)化結構 、 減小花紋深度 、 優(yōu)化擠出半成 品