轮胎用骨架材料的性能及其与轮胎性能的关系

子午线轮胎用纤维骨架材料的发展概况丁剑平,俞　淇,林惠音,姚钟尧(华南理工大学材料学院高分子系,广东广州　510641) 摘要:从子午线轮胎向高速化和环保化发展的角度,阐述对纤维骨架材料的性能要求,对比分析人造丝、聚酯、锦纶和芳纶帘线在轿车和轻载子午线轮胎中的应用前景。

人造丝帘线可用于高性能原配子午线轮胎的胎体帘布层;聚酯帘线适用于V速度级以下的轿车和轻载子午线轮胎胎体帘布层;锦纶66帘线适用于轿车和轻载子午线轮胎胎体帘布层,特别适用于V速度级以上的轿车子午线轮胎胎体帘布层和轿车子午线轮胎的冠带层;芳纶帘线用于子午线轮胎带束层取代钢丝帘线,并用于高速轮胎、超轻量轮胎、绿色轮胎等高性能轮胎的胎体帘布层和胎圈芯等替代子午线轮胎中所有的金属部件。

关键词:人造丝;聚酯;锦纶;芳纶;子午线轮胎 中图分类号:TQ330138+9;U4631341+16　文献标识码:B　文章编号:10002890X(2004)0520302207 世界轮胎向子午化、无内胎化、扁平化、高速化和环保化方向发展,要求轮胎帘线的品种、规格和使用性能不断更新和改进。

随着轮胎产量的增长,帘线的总需求量随之增大,但其中某些帘线有可能因更替而有所减少。

本文着重介绍子午线轮胎发展情况及其所用纤维骨架材料的发展趋势。

1　轮胎对骨架材料性能的要求骨架材料是轮胎复合材料中的增强相,轮胎主要靠骨架材料来承受力,尤其是子午线结构的轮胎,胎体帘布层和带束层承受着不同方向和性质的力。

轮胎对骨架材料的基本性能要求可归纳为如下几点:(1)强度高、模量高(特别是小变形时的模量即初始模量高)、高温下模量保持率高;(2)轮胎行驶时帘线承受拉伸、压缩、弯曲等周期性变形,要求耐疲劳性能好;(3)由于轮胎行驶时橡胶和纤维产生滞后损失而生成热量,故要求骨架材料生热低并有良好的耐热性,在湿热、干热下不易降解;(4)在常温和升温时尺寸稳定性好,在轮胎加 作者简介:丁剑平(19682),男,湖南衡阳人,华南理工大学讲师,在职博士,主要从事轮胎结构设计及轮胎力学性能方面的研究工作。

子午线轮胎结构设计与制造技术
子午线轮胎是一种高性能轮胎，由于其特殊的结构设计和制造技术而得到广泛应用。

其主要特点是采用平行于中心线的钢丝束作为骨架材料，能够提供优秀的耐磨性和抗拉强度，使轮胎能承受高强度、高速度和长时间运行的要求。

子午线轮胎的结构设计和制造技术包括以下几个方面：
1.骨架结构设计：子午线轮胎采用钢丝束作为骨架材料，一般包含两到三层。

骨架材料的种类、材质和层数均影响了轮胎的性能。

通过优化骨架结构设计，可以提高轮胎的抗拉强度和耐磨性。

2.胎面花纹设计：胎面花纹是轮胎与路面之间的唯一接触面。

子午线轮胎的花纹设计对于轮胎的性能有着重要的影响。

通过优化花纹设计，可以提高轮胎的防滑性和抓地力。

3.胎侧加强结构设计：轮胎的胎侧加强结构对于轮胎的耐磨性和抗撞击性具有重要意义。

子午线轮胎一般采用加强胎侧结构，以提高轮胎耐用性和安全性。

4.制造工艺技术：子午线轮胎的制造工艺技术包括轮胎胎体的成型、钢丝束的辊压、轮胎胎面花纹切割、轮胎成型和贴合等工序。

制造工艺技术的精度和质量直接影响轮胎的性能。

综上所述，子午线轮胎的结构设计和制造技术是决定轮胎性能和品质的重要因素。

如今，随着科技的不断发展和制造工艺的不断升级，子午线轮胎的性能和质量有了大幅提升。

纤维骨架材料技术讲座第3讲　轮胎用纤维骨架材料的结构与性能(续完)高称意(北京橡胶工业研究设计院,北京　100039) 中图分类号:TQ330138+9 文献标识码:E 文章编号:10002890X(2001)022*******(接上期)美国联信公司尺寸稳定型聚酯性能见表12。

日本帝人公司轮胎用聚酯帘布性能见表13。

潍坊大龙化纤有限公司聚酯帘布性能见表14和15。

315　维尼纶帘布维尼纶帘布的强度高、尺寸稳定性较好、耐干热性能较好,但耐湿热性能较差。

目前主要用于V带。

维尼纶帘布的物理性能见表16。

表11　中国神马帘子布集团有限公司改性尼龙66帘布的组织规格与性能项 目1400/3F941870/2HF107L 经线密度/[根・(10cm)-1]94107纬线密度/[根・(10cm)-1]10±16幅宽/cm142±210145+0-3匹长/m770(1±2%)770(1±4%)断裂强力/N≥300≥270覆胶量/%410±015510+110-115H抽出力/N≥16617≥12210回潮率/%—≤110表12　美国联信公司尺寸稳定型聚酯浸渍帘布的规格和物理性能规 格 初捻/复捻线密度/dtex断裂强力/N断裂伸长率/%5%定伸应力/(cN・dtex-1)定负荷伸长率/%177℃自由收缩率/%(定负荷伸长率+干热收缩率)/%1W70普通型　1100/2433/43324291491915182107412517919　1100/3358/358356320817151811954185171015　1440/2374/374305418911161411974165119171X30高强型DSP　1100/2433/43323431441114142158315314619　1100/3358/35835442101713182141318317715　1440/2374/37430381881214192155315316711　1670/2358/358351821017131421433183116191X40改进型DSP　1100/2433/43323421221514142148317214611　1100/3358/35835211791314112154315215610　1670/2358/358350019111141221623152176121X50改进型DSP　1100/2480/480—143101417—411117518　1100/3335/3353544213181714—315115510　1670/2335/3353478211111310—410114514A360最新型——120—185——— 注:1)定负荷伸长试验负荷分别为:1100/2　44N;1100/3和1670/2　66N;1440/2　58N。

子午线轮胎结构设计
首先，材料的选择对子午线轮胎的性能至关重要。

一般来说，子午线
轮胎使用的材料包括胎体材料、骨架材料和胎面材料。

胎体材料通常采用
多层尼龙布或钢丝网带，以提供足够的抗拉强度和刚度。

骨架材料一般选
用钢丝，用于增强轮胎的结构强度和刚度。

胎面材料通常选择橡胶，以提
供良好的抓地力、防滑性能以及耐磨性能。

其次，子午线轮胎的层次结构设计对轮胎的性能也起着重要作用。

子
午线轮胎的层次结构一般包括内胎、胎带、裁边带和面胶层。

内胎是轮胎
内充气的部分，主要起到支撑轮胎结构的作用。

胎带则是在内胎周围的一
层带状材料，用于增强轮胎的结构强度。

裁边带是一种带状材料，用于连
接轮胎的胎面和侧面，增强轮胎的结构稳定性。

面胶层是轮胎胎面上的一
层橡胶材料，负责提供良好的抓地力和舒适性。

最后，子午线轮胎的胎面设计对轮胎的性能和外观也有很大的影响。

胎面设计主要包括花纹图案和花纹深度两个方面。

花纹图案是指轮胎胎面
上的纹理和凹凸，用于增加轮胎的抓地力和排水性能。

不同的花纹图案可
以适应不同的路面状况和气候条件。

花纹深度是指轮胎胎面上花纹的深度，一般越深的花纹能够提供更好的抓地力和排水性能，但同时也会影响轮胎
的舒适性和经济性。

总之，子午线轮胎的结构设计涉及材料的选择、层次结构和胎面的设计。

通过合理的设计，可以提供更好的操控性、舒适性和耐用性。

在实际
应用中，还需要根据具体的车辆类型和使用条件进行综合考虑，以满足车
辆的性能要求和使用需求。

轮胎骨架制造加工轮胎是车辆必不可少的部件之一，而轮胎的性能直接影响着驾驶的安全性和舒适性。

除了轮胎的橡胶材料，轮胎骨架也是轮胎性能的重要组成部分。

那么轮胎骨架的制造加工是怎样的呢？本文将介绍轮胎骨架的制造加工过程。

一、轮胎骨架的概述轮胎骨架是轮胎的重要支撑部分，通常由尼龙、钢丝和其他合金材料制成。

轮胎骨架主要用于支撑轮胎的形状，防止轮胎在行驶过程中过度变形，同时也能够增加轮胎的稳定性和抗压性能。

二、轮胎骨架的制造材料1.尼龙丝尼龙丝由尼龙纤维材料经特定的加工工艺而成，它的重要特点是轻质、柔韧、耐磨损以及适应性强。

由于尼龙丝具有较高的硬度和韧性，在制造轮胎骨架时扮演着重要的角色。

2.钢丝钢丝是制造轮胎骨架的另一种重要材料。

钢丝一般分为镀锌钢丝和非镀锌钢丝两种，其中非镀锌钢丝在耐磨性和耐腐蚀性方面表现较差，镀锌钢丝则能够增加钢丝的耐腐蚀性能。

三、轮胎骨架的制造1.钢丝制造钢丝的制造通常有两种方式：单索法和撞击法。

在单索法中，钢丝会通过特殊的设备将钢筋拉长变细，并冷却后切割成钢丝。

在撞击法中，钢筋则会通过高速撞击器撞击成钢丝。

无论是哪种方法，钢丝制造都需要经过拉拔、冷却等多个环节才能够最终形成。

2.尼龙丝制造尼龙丝的制造主要分为螺旋延伸法、静电纺丝法和湿法纺丝法三种。

其中，湿法纺丝法是最为常用的方法，通过将尼龙料加入水中使其成膏状，再由高压泵将膏状物挤出成丝。

3.骨架编织骨架编织是将钢丝或尼龙丝根据一定的编织方式编织成骨架的过程。

骨架编织通常分为组线式编织、钢丝跌落编织、三层绕织、二层绕织等多种编织方式，其中最为常用的是组线式编织。

组线式编织是将钢丝和尼龙丝按照特定的比例交错编织，形成骨架的一种编织方式。

四、轮胎骨架的加工工艺1.成型骨架编织完成后，需要对其进行成型。

成型的方式有两种：热成型和冷成型。

热成型是将编织好的骨架放入炉子中加热，使其变形成特定的形状，而冷成型则是利用压力来使骨架变形成特定的形状。

纤维骨架材料技术讲座第3讲轮胎用纤维骨架材料的结构与
性能(续完)的报告，800字
轮胎用纤维骨架材料的结构与性能是一个非常重要的话题，因此本讲座的第三部分将探讨这一话题。

轮胎用纤维骨架材料一般分为基体材料和增强材料两大类。

基体材料通常是为了改善轮胎的表面外观而制作的，而增强材料则是为了提高轮胎的耐磨性和耐久性而制作的。

具体而言，基体材料可以分为橡胶、涤纶和尼龙等多种类型，具体的种类取决于轮胎的特定用途。

而增强材料除了能改善轮胎的表面外观外，还要抵抗轮胎在使用中出现的内外压力，保持轮胎的稳定性，同时又不会导致轮胎的耐磨性和耐久性下降。

轮胎用纤维骨架材料的结构可以分为两部分：一部分是轮胎内侧区域，在这一区域中，常采用尼龙或聚酰胺纤维织物材料和钢丝或其它合金增强材料作为基体材料，以形成角位置的弹性架构；另一部分是轮胎外侧区域，这一区域的材料种类比较多，常采用尼龙、涤纶、聚酰胺和钢丝等材料，以形成可以抵抗外力的弹性支架结构。

轮胎用纤维骨架材料的性能特点主要有以下几点，其一是强度，这意味着纤维骨架材料要具备足够的强度，以保证轮胎结构的完整性；其二是可靠性，轮胎用纤维骨架材料要具备较高的耐磨性和耐久性，以保证轮胎能够承受较大的外力；其三是耐气候性，轮胎用纤维骨架材料要具备较好的耐候性，以保证轮胎在不同的气候环境中都能正常使用。

本讲座的第三部分结束，就轮胎用纤维骨架材料的结构与性能的相关内容来说，希望大家都有所收获，并能将这些知识运用到实际工作中。

讲　座弹性体,2002206225,12(3):68～70CHI NA E LAST OMERICS收稿日期:2001211227作者简介:高称意(1946-),男,河北任丘人,北京橡胶工业研究设计院高级工程师,从事橡胶制品用骨架材料的性能研究、粘合技术研究、产品开发和标准化工作,已发表论、译文近60篇。

轮胎用骨架材料的性能及其与轮胎性能的关系Ⅰ　轮胎帘子线的动态力学性能高称意(北京橡胶工业研究设计院,北京　100039)摘　要:全面介绍了轮胎用纤维骨架材料静态、动态力学性能,分析了纤维骨架材料的性能与轮胎性能的关系。

关键词:轮胎;纤维骨架材料;静态性能;动态性能;关系中图分类号:T Q 336.1 文献标识码:E 文章编号:100523174(2002)0320068203 (接上期)近年来,M.J.otto 、E.Th.Steyn 和F.Elkink [2]对包括芳纶帘线在内的各种纤维帘线的滞后生热性能做了系统研究,认为使用中轮胎的温度取决于载荷和速度,也因轮胎种类而异。

载重胎胎肩部位温度可达130℃,多层胎体轮胎由于普遍存在的超载超速状况,实际温度可能还要超过这个温度。

载重胎内帘线生热对轮胎温度升高的贡献率超过50%,乘用胎中这个比例稍低些。

因此,研究高温状态下帘线的滞后生热性能对指导轮胎设计有意义。

他们研究了在用各种纤维材料的帘线,选取了二股结构帘线,用相同捻系数(147、175和205)进行加捻,对应的帘线纤维螺旋升角分别为20.5°、24.1°和27.5°。

图12是他们对各种帘线在130℃定载荷(断裂强力的5%～25%)拉伸-回复滞后试验中各种帘线的滞后圈图。

显示出人造丝与芳纶帘线的滞后圈最窄,而锦纶和聚酯帘线的滞后圈呈香蕉形,宽度4～7倍于前述二种帘线的滞后圈,表明人造丝与芳纶帘线的滞后生热最低。

图12　主要纺织纤维增强材料的滞后圈动态载荷:2%～25%断裂强力 为便于比较不同帘线在轮胎内的生热,他们还对各种帘线在20℃下的强度以芳纶为基准进行修正,即把使用不同帘线所需质量不同这个因素考虑进来计算帘线在等强力状态下的生热情况,这种数据处理方式被称之为归一化处理。

轮胎用骨架材料的性能及其与轮胎性能的关系
高称意
【期刊名称】《产业用纺织品》
【年(卷),期】2003(021)008
【摘要】简要介绍了轮胎性能与骨架材料性能的关系,可用来分析因骨架材料问题引起的轮胎性能缺陷的产生原因,对正确选用骨架材料以确保轮胎质量有参考作用.【总页数】2页(P26-27)
【作者】高称意
【作者单位】北京橡胶工业研究设计院,北京,100039
【正文语种】中文
【中图分类】TS156.61
【相关文献】
1.轮胎用骨架材料的性能及其与轮胎性能的关系Ⅰ轮胎帘子线的动态力学性能 [J], 高称意
2.轮胎用骨架材料的性能及其与轮胎性能的关系Ⅰ轮胎帘子线的动态力学性能 [J], 高称意
3.轮胎用骨架材料的性能及其与轮胎性能的关系Ⅰ轮胎帘子线的动态力学性能 [J], 高称意
4.轮胎用骨架材料的性能及其与轮胎性能的关系Ⅰ轮胎帘子线的动态力学性能 [J], 高称意
5.轮胎用骨架材料的性能及其与轮胎性能的关系 [J], 高称意
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

觞璺７０７流变学进展垒！！璺里！竺堡墨垦ｅ型旦竖！．一华中理Ｉ大学啦版社轮胎中ＰＥＴ纤维骨架材料的尺寸稳定性。

冻重酉马兆立青岛大学纺织服装学院化工系青岛２６６０３３摘要近年来，具有优异尺寸穗定性能（高模量和低热收缩）的增强奸维材料对获得高质量的轮胎做出了贡献．这种骨架材料可明显改瞢轮胎的转弯和控铷特性、结构均匀性、胎面耐磨性．并可延长其使用寿命，降低轮胎的制造成本。

减少汽车行驶的耗油量等．因此，骨架材料的尺寸稳定性倍受纤维和轮胎生产商的羌注．本文较详细阐述了尺寸稳定性的内涵和轮胎诸多性能（耐用性、均匀性、侧向塌陷、控制特性和耐冲击性）的关系．并介绍了表征尺寸稳定性的几种方法．关ｔ词子午线轮胎，骨架材料，ＰＥＴ纤维，Ｒ寸稳定性１．目ｆ言涤纶纤维一般用于服装和装饰类纺织品。

然而近些年来，我们感兴篙的注意到，发达国家纤维产品的模式发生明显变化，正面向着低产量、高附加值的工业市场（充分体现技术含量的经跻价值）。

１９９１年美国工业用纤维的消耗量占整个涤纶长丝的５０％，其中仅轮胎帘子线就占３８蟛，其余用于座带，三角带、涂层绸物、绳索、软管和其他工业镁域，而发展中国家正在扩大他们的民用纤维的生产能力【１］。

充气轮胎的骨架材料对行驶中汽车与路面之间所有力的传递负责ｏ］。

决定汽车性能的众多因幕，如：行驶的舒适性、刹车、制动能力、横向／纵向的加速能力、轮胎的耐用性等，与骨架材料的技术要求和性能密切相关。

骨架材料结构上的微小变化都能明显影响轮胎／车辆组合体的性能。

因此，轮胎骨架材料的选择和使用是极端重要的问题。

获得高质量轮胎首先要研究哪些性能是骨架材料的关键性能。

２．骨架材料尺寸稳定性的内涵和重要作用从６０年代以来，工业用ＰＥＴ纤维被广泛接受，其尺寸稳定性好起了重要作用。

那时候，人们注意到高模量和低温度敏感性的ＰＥＴ纤维可以明显改善轮胎的接地点扁平化问题。

尽管尼龙具有较高的强度和较好的椽胶粘弹性，ＰＥＴ纤维还是取代了尼龙在轮胎帘线的市场。