385/65R22.5 20PR无内胎宽基全钢载重子午线轮胎的设计

2015-07-31王桂阳孙文文李心尚

橡胶科技 2015年4期

王桂阳，孙文文，李心尚，蒋林

（1.山东八一轮胎制造有限公司，山东枣庄 277800；2.山东省橡胶行业协会，山东济南 250013）

与传统子午线轮胎相比，宽基子午线轮胎的断面高度小、宽度大，内压保持率高，使用性能和操纵性能好；无需使用内胎、垫带、固定环和侧环等配件，减少了橡胶和钢等材料消耗，有利于车辆轻量化及货运量增大；轮辋着合宽度大，胎侧刚性高，形变小，生热低，磨耗小，滚动阻力低；可翻新率高，使用寿命长；替代并装双胎，接地面积大，接地压力均匀，抓着力大，车辆的制动性和转向操纵性能好，同时车辆的重心低，稳定性和舒适性佳；维修时无需拆卸，有利于降低维修难度，缩短维修时间。

现将我公司385/65R22.5 20PR无内胎宽基全钢载重子午线轮胎的设计情况简介如下。

1 技术要求

根据GB/T 2977—2008和轮胎使用要求，确定385/60R22.5 20PR无内胎宽基全钢载重子午线轮胎的技术参数如下：标准轮辋11.75，充气外直径（D′） 1072（1057～1087） mm，充气断面宽（B′） 389（373～405） mm，标准充气压力900 kPa，标准负荷 4500 kg。

2 结构设计

2.1 外直径（D）和断面宽度（B）

全钢载重子午线轮胎由于受到沿圆周方向钢丝带束层箍紧的作用，充气外直径膨胀率（D′/D）很小；胎体采用高强度钢丝帘线，侧部虽然柔软但膨胀率较小，充气后断面宽膨胀率（B′/B）也很小。根据经验，适当增大B和D可以提高轮胎的负荷能力，同时参考公司同类轮胎的膨胀率取值，本设计D′/D取1.0037，B′/B取0.9974，D为1068 mm，B为390 mm。

2.2 行驶面宽度（b）和弧度高（h）

b和h是决定胎冠轮廓的主要参数，适当调整b和h可以优化轮胎接地面形状和大小，均衡胎冠接地压力，提高轮胎的牵引性能和耐磨性能。根据经验，本设计b和h分别取286和10.2 mm。

2.3 胎圈着合直径（d）和着合宽度（C）

无内胎全钢载重子午线轮胎的C一般大于轮辋宽度0.5英寸（12.7 mm）或1英寸（25.4 mm），由于本设计轮胎为宽基轮胎，因此确定C比标准轮辋宽度［11.75英寸（298.45 mm）］大25.4 mm，即C=298.45+25.4=323.85≈324 mm，d取569.5 mm。

2.4 断面水平轴位置（H1/H2)

断面水平轴位于断面最宽处，是轮胎充气后法向变形最大的位置，也是子午线轮胎胎体最薄、变形最大的部位。由于子午线轮胎胎体帘线呈径向排列，其钢丝圈受力较大，故断面水平轴应较高（远离胎圈），以减小下胎侧区域的应力和胎圈应力。本设计H1/H2取0.8566。

2.5 胎面花纹

本设计轮胎适用于长途客车以及货车驱动轮位和拖车轮位，主要出口欧美地区。胎面采用5条纵向主花纹沟设计。为降低轮胎行驶噪声，胎面花纹采用变节距结构；为防止高速行驶时轮胎侧滑，在纵向花纹上横向切割花纹条并设刀槽花纹，这些横向花纹条和刀槽花纹与地面接触时，产生切向作用力，提高胎面花纹与路面的摩擦性能，增大轮胎抓着力，同时也利于轮胎散热和胎面排水。为使胎面花纹分布均匀，综合考虑轮胎的行驶噪声、抓着力、耐磨性能以及夹石子概率等，确定主花纹沟深度15.3 mm，中间3条主花纹沟宽度14.5 mm，边部2条主花纹沟宽度13.5 mm，主花纹沟总宽度/行驶面宽度为0.243，花纹饱和度为72.6%，花纹周节数61。展开的胎面花纹如图1所示。

图1 胎面花纹展开示意

3 施工设计

3.1 胎面和胎侧

胎冠采用两方两块结构，胎面基部胶采用低生热配方，以有效保证轮胎的行驶里程；胎侧采用三复合结构（胎侧胶/耐磨胶/填充胶），在胎圈反包处增设胎侧填充胶，以大大提高胎圈的耐久性能。

3.2 胎体

胎体的主要作用是保持轮胎原有的尺寸和形状，并赋予轮胎优良的牵引性能和舒适性能。为保证胎体强度及耐疲劳性能和耐磨性能，胎体帘线选择传统的0.25+6+12×0.225HT钢丝帘线，钢丝帘布压延厚度为（2.3±0.2） mm。

3.3 带束层

带束层是子午线轮胎的主要受力部件，带束层刚性对轮胎使用性能影响很大。子午线轮胎的带束层钢丝帘线呈周向排列，长度基本不变，对其性能的要求是：强力高，伸张变形小，与橡胶粘合性能良好，耐疲劳性能、耐锈蚀性能和化学腐蚀性能佳。本设计1#和2#带束层均采用3+8×0.33HT钢丝帘线，3#和0°带束层分别采用3×4×0.22HE和3+9×0.22+0.15HT钢丝帘线，带束层安全倍数大于8。