38565R225宽基全钢载重子午线轮胎带束层结构优化设计.docx

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38565R225宽基全钢载重子午线轮胎带束层结构优化设计

38565R225宽基全钢载重子午线轮胎带束层结构优化设计

轮胎工业２０１３年第３３卷

３８５／６５Ｒ２２．５宽基全钢载重子午线轮胎

带束层结构优化设计

李仁国１，刘凤珍２，张鹏１，程刚１，赵吉明１，姚义１

（１．兴源轮胎集团有限公司，山东东营２５７３３６；２．青岛福临轮胎有限公司，山东青岛２６６０００）

摘要：

介绍３８５／６５Ｒ２２．５宽基全钢载重子午线轮胎带束层结构优化设计。

基于我公司轮胎外轮廓设计，带束层

由４层结构改为３层带束层加２层ｏ。

带束层结构。

改进后轮胎接地印痕更合理，接地面积增大５％，接地压力分布更

均匀且平均压力更小，使成品轮胎耐久性试验时间延长２５％。

关键词：

全钢载重子午线轮胎；带束层；结构设计

中图分类号：

Ｕ４６３．３４１＋．３／．６文献标志码：

Ｂ文章编号：

１００６—８１７１（２０１３）０４—０２１６－０４

３８５／６５Ｒ２２．５宽基全钢载重子午线轮胎作为

我公司重要出口产品，主要针对欧美市场开发。

本工作根据客户要求及我公司在该市场前期出现

的质量问题进行改进。

根据轮胎损坏原因分析，

提出改进措施，并将改进前后结构设计及轮胎性

能进行对比。

１轮胎损坏形式及原因分析

我公司３８５／６５Ｒ２２．５宽基全钢载重子午线

轮胎投放市场前期出现的轮胎损坏形式主要为胎《ａ）花纹沟裂ｆｂＪ花纹块周川脱落肩部位花纹沟裂和胎冠部位花纹块周向脱落，如图１轮胎损坏形式

图１所示。

经现场查看，轮胎损坏部位带束层钢介绍带束层改进前后两种设计方案，并通过对比丝覆胶良好，钢丝与胶料未出现剥离，各层带束层的方式阐述带束层结构设计对３８５／６５Ｒ２２．５宽之间结合稳固，未出现层间脱开现象，带束层端部基全钢载重子午线轮胎性能的影响。

与胎面胶之间脱层导致花纹沟裂甚至花纹块周向

脱落。

带束层与胎面胶脱开部位表面呈焦烧状。

２外轮廓尺寸

分析认为，该病象的产生与轮胎接地印痕、接轮胎行驶面弧度半径及弧度高的取值影响到地压力分布不合理有关。

从结构设计方面考虑，轮胎的接地印痕及接地压力分布，弧度半径取值影响轮胎接地印痕和接地压力分布的因素主要有过大、弧度高取值过小则应力向胎肩集中，轮胎行两方面：

一是轮胎外轮廓的行驶面弧度半径（Ｒ。

）驶面与地面接触时轮胎胎肩部位更容易受力，接和弧度高（＾）的设计取值；二是产品施工设计过地印痕在胎冠中心线部位轴线更短，而胎肩部位程中带束层结构的选取。

本次采用改变带束层结花纹印痕纵向长度更大，反之则相反。

构设计的措施进行改进，带束层由４层结构改为本次改进轮胎外轮廓尺寸设计保持不变，主３层带束层加２层ｏ。

带束层结构设计。

下面具体要相关尺寸为：

ｈ１２ｍｍ，Ｒ。

７００ｍｍ，胎圈着

作者简介：

李仁国（１９８１一），男，山东寿光人，兴源轮胎集团合宽度３００ｍｍ。

胎冠行驶面曲线采用中心弧有限公司助理工程师。

主要从事轮胎结构设计工作。

与胎肩直线相切设计。

万方数据

第４期李仁国等．３８５／６５Ｒ２２．５宽基全钢载重子午线轮胎带束层结构优化设计

２１７

３带束层试验方案

带束层帘线中由轮胎内压引起的应力在带束层全宽范围内是不均匀的，因其边部未固定，该部位帘线初始应力接近于零，而中心部位则达最大值［１］。

因此４层带束层结构设计，在宽度范围内中间部位束缚系数大而两端小。

本次改进采用３层带束层加２层ｏ。

带束层结构设计，ｏ。

带束层的作用主要是减小轮胎带束层边部变形，提高子午线轮胎的胎肩刚性，减少变形生热，保护带束层免受应力应变作用引起的疲劳损坏和热破坏，保证轮胎在高速行驶时具有稳定的尺寸，提高胎面稳定性。

采用３层带束层加２层ｏ。

带束层结构设计

有助于提高轮胎的高速和耐久性能，并降低滚动阻力。

３．１方案１

方案１采用４层带束层结构。

１８带束层采用０．３６５＋６×０．３５ＨＴ钢丝帘线，密度为５５根?

（１０ｃｍ）～，角度为６５。

，方向为“／”；２８和３８带束层采用３＋９＋１５×０．２２Ｗ钢丝帘线，密度为

４０根?

（１０ｃｍ）

，角度为１９。

，方向分别为“／”和

“＼”；４８带束层采用５×０．３５ＨＩ钢丝帘线，密度为

４０根?

（１０

ｃｍ）

，角度为１９。

，方向为“＼”。

带束

层结构如图２（ａ）所示。

３．２方案２

方案２采用３层带束层加２层ｏ。

带束层结构设计，１８和２８带束层采用３＋９＋１５×０．２２Ｗ钢丝帘线，密度为４５根?

（１０ｃｍ）～，角度分别为２４。

和１５。

，方向分别为“／”和“＼”，３８带束层采用５×０．３５ＨＩ钢丝帘线，密度为４０根?

（１０

ｃｍ）

，

角度为１５。

，方向为“／”，０。

带束层采用３×７×０．２０ＨＥ钢丝帘线，单侧宽度为３４ｍｍ。

带束层结构如图２（ｂ）所示。

４结果分析与讨论

４．１

充气外缘尺寸及接地印痕

安装于标准轮辋上的成品轮胎在标准充气压

力下，按照ＧＢ／Ｔ５２１—２００３《轮胎外缘尺寸测量方法》进行检测，测试结果列于表１。

从表１可以看出，两种轮胎充气外直径、断面宽及下沉量变化不大。

根据ＧＢ／Ｔ２２０３８—２００８《汽车轮胎静态接

万方数据

＝二二二＝■＼２。

带束层

二二二二二：

！

二：

嚣束层

＼

１＊带束层

一ｆ夕００棘层

ｌ一带束层

（ｂ）方案２

图２带束层结构示意

表１轮胎外缘尺寸数据对比

ｍｍ

地压力分布试验方法》对轮胎进行检测，测试结果见表２及图３。

试验结果表明，在轮胎接地印痕矩形率（ｎ／案２优于方案１，方案２轮胎行驶面接地更充分，接地印痕面积比方案１增大５％，压力分布更均匀且平均接地压力更小。

轮胎强度性能按照ＧＢ／Ｔ４５０１－－２００８《载重汽车轮胎性能室内试验方法》进行检测。

轮胎强度性能试验数据对比如表３所示。

试验结果表明，两种轮胎强度性能均满足标准要求。

表２轮胎接地数据对比

ｂ，，ａ／ｂ：

）、接地印痕面积和平均接地压力方面，方４．２强度性能

２１８轮胎工业２０１３年第３３卷

【ａＪ方案Ｉ｛ｂ）方案２

图３轮胎接地印痕

汽车轮胎性能室内试验方法》规定试验４７ｈ后，

表３轮胎强度性能试验数据对比每１０ｈ轮胎负荷率增大１０％，增至标准负荷的

１５０％后不再增大，直至轮胎损坏为止。

轮胎耐久

性试验数据对比如表４所示。

表４试验数据表

明，方案２轮胎耐久性试验时间为７５．５５ｈ，优于

４．３耐久性能方案１（６０．１８ｈ）轮胎，试验时间延长２５％以上，

轮胎耐久性能按照ＧＢ／Ｔ４５０１－－２００８｛载重两种轮胎损坏形式均为胎肩脱层。

项目—１———丁——１』％表４轮胎耐久性试验数据对比

负荷率／％６５８５１００１１０

试验负荷／ｋｇ２９２５３８２５４５００４９５０

试验时间／ｈ

方案１７１６２４１０

方案２７１６２４１０

４．４速度性能

轮胎速度性能按照企业标准进行测试。

轮胎表５轮胎速度性能试验数据对比

速度性能试验数据对比如表５所示。

试验数据表

明，两种轮胎速度性能相当。

５结语三包退赔率显著降低，得到客户的高度好评。

基于我公司３８５／６５Ｒ２２．５宽基全钢载重子

午线轮胎外轮廓设计，带束层由４层带束层结构参考文献：

改为３层带束层加２层ｏ。

带束层结构，轮胎性能［１］俞淇，丁剑平，张安强，等．子午线轮胎结构设计与制造技术明显提高，总质量及成本变化不大。

ＥＭ］．北京：

化学工业出版社，２００６：

１１３．

改进后轮胎产品投放市场两年多，质量稳定，第１７届中国轮胎技术研讨会论文

ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｎｔｈｅＢｅｌｔＳｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ３８５／６５Ｒ２２．５ＷｉｄｅＢａｓｅ

ＴｒｕｃｋａｎｄＢＵＳＲａｄｉａｌＴｉｒｅ

ＬＩＲｅｎ—ｇｕ０１，ＬＪＵＦｅｎｇ—ｚｈｅｎ２，ＺＨＡＮＧＰｅｎ９１，ＣＨＥＮＧＧａｎ９１，ＺＨＡ０Ｊｉ—ｒｕｉｎ９１，ＹＡＯＹｉｌ

（１．ＸｉｎｇｙｕａｎＴｉｒｅＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ２５７３３６，Ｃｈｉｎａ；２．ＱｉｎｇｄａｏＦｕｌｌｒｕｎＴｉｒｅＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６０００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：

Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｎｔｈｅｂｅｌｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ３８５／６５Ｒ２２．５ｗｉｄｅｂａｓｅｔｒｕｃｋａｎｄｂｕｓｒａｄｉａｌｔｉｒｅｗａｓ

万方数据

第４期

李仁国等．３８５／６５Ｒ２２．５宽基全钢载重子午线轮胎带束层结构优化设计

ｗａｓｂａｓｅｄ

２１９

ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎ

ｏｎ

ｏｒｉｇｉｎａｌ

ｔｉｒｅｏｕｔｅｒ

ｐｒｏｆｉｌｅ，ｂｕｔ

ｔｈｅ４－ｌａｙｅｒｂｅｌｔ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓ

ｃｈａｎｇｅｄｉｎｔｏ３ｌａｙｅｒｓｏｆｂｅｌｔａｎｄａｄｄｉｔｉｏｎａｌ２ｌａｙｅｒｓｏｆ０。

ｂｅｌｔ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ。

ｔｈｅｔｉｒｅｆｏｏｔｐｒｉｎｔｗａｓａｄｊｕｓｔｅｄ，ｔｈｅｇｒｏｕｎｄｕｎｉｆｏｒｍａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｆｉｎｉｓｈｅｄｔｉｒｅｂｙ

ｃｏｎｔａｃｔｃｏｎｔａｃｔ

ａｒｅａ

ｉｎｃｒｅａｓｅｄ

ｗａｓ

５％，ｔｈｅ

ｇｒｏｕｎｄ

ｃｏｎｔａｃｔ

ｐｒｅｓｓｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗａｓｍｏｒｅ

ｐｒｅｓｓｕｒｅ

ｒｅｄｕｃｅｄ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｅｘｔｅｎｄｔｈｅｅｎｄｕｒａｎｃｅｔｉｍｅｏｆ

２５％．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

ｔｒｕｃｋａｎｄｂｕｓｒａｄｉａｌｔｉｒｅ；ｂｅｌｔ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ

马朗贡尼推出ＭＩＸｌ００系列轮胎

中图分类号：

Ｕ４６３．３４１＋．５

文献标志码：

Ｄ

能将进一步增强，同时有助于排除碎屑，降低胎面撕裂的风险。

在胎面中心和胎侧间加设很多加强筋，以抵抗来自胎面和胎侧的冲击和摩擦，提高轮胎在泥地的稳定性能和在石子路面的抗刺扎性能。

该轮胎花纹设计的其他特点包括在最苛刻的条件下（泥地和石子路面或较大负荷情况下）具有的出色坚固性，以及由于加强缓冲胶设计能够降低钢丝帘线穿透胎体的风险。

公司表示，轮胎胎面胶采用新技术研发的优良配方，该胶料具有较好的耐疲劳性能和优异的拉伸性能，能够帮助轮胎更好地抵御来自石子和碎屑对其造成的撕裂及裂纹的扩散。

胶料具有的低滞后性能能够延长轮胎在较大负荷和长途运输条件下的使用寿命。

ＲｉｎｇＴｒｅａｄ是无接头环形预硫化翻新胎面，并借助于刀槽花纹和花纹块的精确而定向的稳定性，以确保轮胎在要求的路面具有优异的牵引性能。

（冯

美国《现代轮胎经销商》（ｗｗｗ．ｍｏｄｅｒｎｔｉｒｅ—ｄｅａｌｅｒ．ｃｏｒｎ）２０１２年１１月２２日报道：

ＭＩＸｌ００系列轮胎的胎肩部位具有大小不同的花纹块，能够确保其在道路上行驶时保持较低的噪声。

ＭＩＸｌ００系列轮胎照片如图１所示。

图１ＭＩＸｌ００系列轮胎照片

马朗贡尼公司是在设计和制造过程中综合考虑了载重和工程机械轮胎使用要求的集团公司。

该公司表示，通过马朗贡尼翻新系统组件（Ｒｅ—

ｔｒｅａｄｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ

ｇｒｏｕｐ）使ＭＩＸｌ００系列轮胎的涛摘译李静萍校）

外轮廓设计满足工程机械轮胎用户的需求，即在稳定行驶速度下具有较长的行驶里程，从而缩短采石场和站点之间的行驶时间，使其能够在各种路面下最大限度地提供所需的牵引力和抓着力，并减少停车时间。

ＭＩＸｌ００系列轮胎采用马朗贡尼最基础的花纹设计，适用于车辆驱动轴及混合道路／采石场路面，特别是在适合苛刻特殊要求路面。

胎面花纹采用有向变节距花纹设计，以确保轮胎在任何路面上均具有出色的牵引性能。

方形胎面轮廓意味着较大的接地印痕，从而最大限度提高抓着力。

胎肩采用较宽的开口设计，以确保胎面在石子路面、泥地和水路面的自洁性能。

通过旋转花纹方向和特殊角度的花纹沟设计，轮胎的自洁性

外置轮胎爆胎防事故装置

中图分类号：

ＴＱ３３０．４

文献标志码：

Ｄ

由刘成保申请的专利（公开号２０２５７３６６５Ｕ，公开日期

ＣＮ

２０１２—１２—０５）“外置轮胎

爆胎防事故装置”，涉及的外置轮胎爆胎防事故装置包括支撑圆盘和橡胶圈，支撑圆盘与轮毂一侧面固定，橡胶圈定位于支撑圆盘外环面。

当轮胎爆胎时，支撑圆盘支撑橡胶圈，使其替代轮胎，以保证车辆继续正常行驶，避免因爆胎导致交通事故发生，提高了行驶安全性。

该装置具有结构简单、安装快捷方便的特点，安装时不必破坏轮胎本身结构，适合装配于各种车辆轮胎。

（本刊编辑部

马

晓）

万方数据