11.00R20 18PR BYD865矿山用全钢载重子午线轮胎的设计
2016-07-31李明珊王纪增
李明珊,张 超,王纪增,李 易
(八亿轮胎有限责任公司,山东 枣庄 277800)
矿产开发投资力度加大,导致矿区重型自卸车载重轮胎需求量激增。为满足国内外市场的需要,我公司在进行广泛市场调查后,开发了重型自卸车全钢载重子午线轮胎系列产品。其中,11.00R20 18PR全钢载重子午线轮胎极大地满足了客户需求。现将11.00R20 18PR BYD865矿山用全钢载重子午线轮胎(公路型)设计情况简介如下。
1 技术要求
参照GB/T 2977—2008《载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》和《欧洲轮胎轮辋技术组织标准手册 (ETRTO)2012》《美国轮胎轮辋协会标准年鉴(TRA)2012》,确定11.00R20 18PR BYD865轮胎的技术参数为:标准轮辋规格8.0,充气外直径(D′)(1 102±5) mm,充气断面宽(B′)(291±5) mm,标准充气压力930 kPa,标准负荷(单胎/双胎)3 550/3 250 kg,速度级别F。
2 结构设计
2.1 外直径(D)和断面宽(B)
在子午线轮胎冠部,带束层周向箍紧胎体,防止胎冠部位胎体伸张,因此轮胎的外直径膨胀率(D′/D)非常小,D′还可能较D略微减小。鉴于BYD865系列花纹深度较大,本设计D′/D取1.004,D为1 098 mm。
全钢载重子午线轮胎胎体采用高强度钢丝帘线,胎侧虽然柔软但膨胀率小,轮胎充气后受高强度低伸长钢丝帘线的约束,断面尺寸变化很小。本设计断面膨胀率(B′/B) 取0.989 8,B为 294 mm。
2.2 行驶面宽度(b)和弧度高(h)
根据矿山用轮胎实际使用路况差、重载、速度低的特点,b取较大值,以提高轮胎的耐磨性能、驱动性能;根据经验,h的取值与b的取值有关,b取较大值时,h取较大值,b取较小值时,h取较小值。本设计b取228 mm,h取8.6 mm。
2.3 胎圈着合直径(d)和着合宽度(C)
为使胎圈与轮辋紧密配合,胎圈与轮辋的间隙越小越好,但考虑到轮胎的装卸,胎圈与轮辋的间隙不应过小,本设计d取508 mm;C较轮辋宽度加大12.7 mm(0.5英寸),以使胎侧刚性降低、弹性增大,改善轮胎的乘坐舒适性,C取216 mm。
2.4 断面水平轴位置(H1/H2)
断面水平轴位于断面最宽点,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处。由于子午线轮胎胎体帘线呈径向排列,胎圈钢丝圈受力较大,故断面水平轴上移可以减小下胎侧区域的应力和胎圈应力。本设计取H1/H2取1.09。
本设计轮胎断面外轮廓如图1所示。
图1 轮胎断面外轮廓示意
2.5 胎面花纹
胎面采用BYD865型矿山轮胎花纹,该花纹为横向波浪形大块花纹与纵向加强筋结合,具有独特的花纹沟排石结构,保证了胎面强大的抓着力、牵引力和爬坡能力,以使轮胎的负荷性能、越野性能和抗刺扎性能突出;加大花纹深度有利于延长轮胎行驶里程。本设计花纹深度取24.5 mm,花纹周节数为36,花纹饱和度为72%(成品轮胎胎面花纹如图2所示)。
图2 成品轮胎胎面花纹
3 施工设计
3.1 胎面
根据轮胎实际使用工况,本设计胎面采用全分层设计,胎面基部胶采用低生热胶料配方,以有效保证轮胎的行驶里程。
3.2 胎体
本设计胎体骨架材料选择传统规格的0.25+6+12×0.225HT钢丝帘线,胎体安全倍数为8.8。
3.3 带束层
带束体系采用3层带束层加2层0°带束层结构,其优点为负荷能力大,当轮胎高速行驶时,起到箍紧胎体的作用,以减少轮胎周向变形、保持尺寸稳定。1#带束层采用3+8×0.33HT钢丝帘线。
3.4 钢丝圈
本设计钢丝圈采用直径为1.65 mm镀锌铜回火胎圈钢丝,覆胶后钢丝直径为1.80 mm。钢丝圈安全倍数为5.9。
3.5 成型
成型采用软控股份有限公司生产的一次法三鼓成型机,设备工艺参数稳定,定位精度高,成型部件贴合密实。
3.6 硫化
轮胎硫化采用双模蒸锅式B型硫化机,过热水压力为(2.6±0.1) MPa,外压蒸汽压力为(0.8±1) MPa,硫化时间为64 min。
4 成品轮胎性能
4.1 外缘尺寸
测试得出,在标准充气压力下安装于标准轮辋上的成品轮胎D′和B′分别为1 102和294 mm,符合设计要求。
4.2 强度性能
成品轮胎强度性能按GB/T 4501—2008《载重汽车轮胎性能室内试验方法》测试。结果表明,第1—第4点破坏能均达到标准值;压穿时破坏能为5 362 J,为标准值的189%。成品轮胎强度性能达到国家标准的要求。
4.3 耐久性能
成品轮胎耐久性能按GB/T 4501—2008测试,轮胎充气压力为930 kPa,试验结果如表1所示。从表1可以得出,轮胎累计行驶时间为72.18 h。成品轮胎耐久性能达到国家标准要求。
表1 成品轮胎耐久性能试验结果
5 结语
本设计11.00R20 18PR BYD865矿山用全钢载重子午线轮胎工艺性能好,成品轮胎的充气外缘尺寸、强度性能和耐久性能符合设计或国家标准要求。该产品自投产以来,得到了广大用户的认可,为公司创造了较好的社会效益和经济效益。