（3×0.2＋6＋12×0.35）＋6×（19×0.35）HT钢丝帘线在巨型工程机械子午线轮胎胎体中的应用

2021-07-20许志展曾冰冰张海彬

轮胎工业 2021年7期

许志展，曾冰冰，张海彬，黄平，严毅

（福建省海安橡胶有限公司，福建莆田 351254）

随着矿业的发展，载质量超过360 t的采矿特大型车辆数量不断增多，造成其装配的59/80R63轮胎供应紧张。为了保证我国能源生产，解决关键技术问题，我公司决定研发59/80R63轮胎。该规格轮胎为目前世界最大的巨型工程机械子午线轮胎，由于国外先进技术封闭，可参考的设备工艺、轮胎配方和结构设计资料匮乏，开发任务艰巨。我公司凭借前期R49，R51和R57规格轮胎相关的开发经验，经过多次试验，于2015年成功试制59/80R63轮胎。该轮胎的直径为4 026 mm，质量近6.0 t，单条轮胎价格曾突破百万元。它的试制成功打破了米其林和普利司通在该规格轮胎领域的垄断局面。经过相关测试，轮胎性能与国外品牌产品相当，在矿山环境的使用寿命达到国外品牌产品的70%～80%，胎体强度设计能够满足安全性能，无轮胎爆破现象，达到了客户要求[1-4]。

59/80R63轮胎的单胎标准负荷大（可达10万kg），因此车辆的运行安全至关重要。为确保轮胎的安全性能达到要求，需要选择合理的带束层和胎体结构设计，选用适当规格的钢丝帘线。胎体是轮胎的主要骨架部件，除需要承受一定的作用力外，还要保持轮胎充气后轮廓的稳定性[5-6]。

本工作主要研究（3×0.2＋6＋12×0.35）＋6×（19×0.35）HT钢丝帘线在59/80R63巨型工程机械子午线轮胎胎体中的应用。

1 实验

1.1 主要原材料

（3×0.2＋6＋12×0.35）＋6×（19×0.35）HT钢丝帘线，江苏兴达钢帘线股份有限公司产品。

1.2 主要设备和仪器

Baldwin150 OTR型钢丝帘线裁断挤出一体化生产线，荷兰VMI公司产品；Z010型拉力试验机，德国ZwickRoell公司产品；2000-C型体式显微镜，德国卡尔蔡司股份有限公司产品；SMA-3S型X射线检测仪，深圳思迈奥电子有限公司产品；GXYLN-5311型转鼓试验机，青岛高校测控技术有限公司产品；XYD-22508型X射线无损检测仪，丹东奥龙射线仪器有限公司产品。

1.3 性能测试

钢丝帘线性能按照GB/T 30830—2014《工程子午线轮胎用钢帘线》测试；成品轮胎的X射线检测按照GB/T 26276—2010《工程机械子午线轮胎无损检验方法 X射线法》进行；成品轮胎性能按照GB/T 30193—2013《工程机械轮胎耐久性试验方法》和GB/T 30197—2018《工程机械轮胎作业能力测试方法转鼓法》测试。

2 结果与讨论

2.1 钢丝帘线性能

（3×0.2＋6＋12×0.35）＋6×（19×0.35）HT钢丝帘线的截面如图1所示，可以看出钢丝帘线无外缠丝。

图1 （3×0.2＋6＋12×0.35）＋6×（19×0.35）HT钢丝帘线的截面示意

（3×0.2＋6＋12×0.35）＋6×（19×0.35）HT钢丝帘线的基本性能指标如下：帘线直径（5.40±0.27） mm；捻距 6.3/12/20/12/20/50；捻向 Z/Z/Z/S/S/Z；破断力 ≥30 000 N；线密度（107.00±5.40） g·m-1；铜质量分数0.635±0.025；镀层质量（3.6±1.0） g·kg-1；压延密度 15 根·dm-1；帘布厚度 8.5 mm。

2.2 压延与X射线检测

（3×0.2＋6＋12×0.35）＋6×（19×0.35）HT钢丝帘线在首次试压时出现了钢丝散股，钢丝与材料之间出现浮胶（如图2所示）。钢丝帘线生产厂家通过调整钢丝帘线相关工艺，如调整压延机头压力，降低压延速度等，使钢丝散股问题得到了有效解决。

图2 钢丝散股

采用X射线检测仪对压延后不同部位的胎体帘布进行扫描（如图3所示），可以看出帘布内钢丝帘线排列不均匀。部分钢丝帘线在帘布中产生轻微弯曲且钢丝帘线之间的间隙不同，此现象在帘布中部区域尤为明显（红色标注）。通过调整口型板与穿线板（孔径）等工艺参数，再次进行X射线检测，帘布内钢丝帘线排列均匀，压延帘布表面平整，上下覆胶厚度均匀。裁断后帘布无翘角现象，未出现钢丝散股，钢丝刺出正常，胎体对接良好。