下载文档原格式
根据广西地区的特殊需求，自主研发了午胎，成品性能试验结果显示，轮胎外缘尺寸、强度性能、耐久性能和高速性能均达到相关设计和标准要求。
全钢轻型载重子午胎；结构设计；施工设计中国橡胶应用技术APPLIED TECHNOLOGYCopyright ©博看网. All Rights Reserved.37中国橡胶应用技术APPLIED TECHNOLOGY气断面宽（B ′）255（244.8～265.2）mm ，标准充气压力（单胎）770kPa ，标准负荷（单胎）2120kg 。
二、结构设计1.外直径（D ）和断面宽（B ）由于子午线轮胎胎冠有多层带束层缠绕，胎冠刚性较大，轮胎周向伸张变形较小，所以轮胎充气后外直径的膨胀率很小，一般变化不大。
断面宽B 值的变化率稍大于外直径D 值，且B 值的选取与胎圈着合宽度（C ）有密切关系。
根据公司类似产品设计经验，本次设计D 取898mm ，B 取265mm 。
2.胎圈着合宽度（C ）该产品标准轮辋使用为6.5，考虑到市场车辆使用轮辋尺寸多为7.0，着合宽度C 在取值时比相应的轮辋宽度略大，本次设计C 取值比标准轮辋宽度加大25.4mm ，取190mm 。
3.行驶面宽度（b ）和弧度高（h ）根据实际需要b 减小，行驶速度提高，肩厚减小；b 增大，行驶速度降低，肩厚增大，驱动性、耐磨性增大。
行驶面宽（b ）与断面宽（B ）之比值，对70、80系列及其以上规格轮胎的b/B 一般取0.7～0.85为宜，本次设计b 取214mm 。
为保证轮胎与路面在行驶面宽度范围内有最大的接地面积，一般h/H 取0.03～0.05为宜，本次设计h 取7.5mm 。
4.断面水平轴位置（H 1 /H 2）水平轴位于轮胎断面最宽点位置，是一条水平的辅助线，位置通常用H 1/H 2表示。
H 1 /H 2＜1，有益于提升冠部耐久性能；H 1/H 2＞1，有益于提升载重能力。
考虑到该产品的载重使用情况，结合设计经验，本次设计H 1/H 2取1.02。
281全钢载重子午线轮胎三复合胎侧挤出技术优化王 华（宁夏神州轮胎有限公司，宁夏 银川 750011）摘要：分析全钢载重子午线轮胎三复合胎侧挤出问题产生的原因，并提出相应的解决措施。
通过改进预口型和口型板设计、调整胶料配方和优化胎侧挤出工艺，有效解决了胎侧复合面形状异常、尺寸不稳定以及胎侧麻面等问题，提高了轮胎质量和生产效率。
关键词：全钢载重子午线轮胎；三复合胎侧；挤出；预口型；口型中图分类号：TQ336.1；TQ330.6＋4 文章编号：2095-5448（2024）05-0281-04文献标志码：A DOI ：10.12137/j.issn.2095-5448.2024.05.0281目前轮胎用途越来越广泛，产品规格越来越多，为了满足承载、耐久和高速等性能要求，轮胎挤出半成品结构设计多样化，对半成品关键尺寸及形状控制的要求也逐步提高[1]。
胎侧胶主要承受屈挠变形作用，保护胎体帘线不受损伤，应具有良好的耐屈挠[2]、抗刺扎和耐老化性能。
全钢子午线轮胎胎侧的结构主要有双复合和三复合形式[3]，随着产品质量的改进，多倾向于三复合形式。
我公司主要生产全钢载重子午线轮胎，胎侧挤出设备为德国Troester 公司生产的三复合冷喂料挤出机，该设备采用特殊的锥形螺杆形式、机内复合，加上特殊设计的强制式挤出预口型[4]、口型结构，胶料间复合紧密，无脱层、气泡等现象，且机头宽度大，可同时挤出两条胎侧，相对于单条挤出可省去一个倒卷工序，避免了倒卷时胎侧拉伸，同时胎侧挤出速度较慢、挤出温度较低，挤出密实性和尺寸稳定性较好，胎侧分型面更容易控制，生产效率较高。
本工作针对全钢载重子午线轮胎三复合胎侧生产过程中出现的胎侧复合面形状异常、尺寸不稳定以及胎侧表面麻面等问题，分析原因并提出相应的解决措施。
1 原因分析1.1 三复合胎侧结构不合理与斜交轮胎相比，全钢子午线轮胎胎体柔软且较薄，动态下变形伸张大，应严格控制三复合胎侧结构和尺寸。
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。
7.50R16 14PR全钢轻型载重子午线轮胎的设计刘贵鹏;陆林;佐家军;高珊珊【期刊名称】《轮胎工业》【年(卷),期】2014(34)4【摘要】介绍7.50R16 14PR全钢轻型载重子午线轮胎的设计.结构设计:外直径800 mm,断面宽218 mm,行驶面宽度170mm,行驶面弧度高7 mm,胎圈着合直径403mm,胎圈着合宽度163 mm,断面水平轴位置(H1/H2) 1.100 5,采用4条纵向花纹沟设计,花纹周节数36,花纹饱和度68.2％,花纹深度 13 mm.施工设计:胎面采用两方三块结构,胎体采用3+9×0.22+0.15HT钢丝帘线,带束层采用3层3×0.20+6×0.35HT钢丝帘布;采用机械式反包两鼓成型机成型,硫化机硫化.成品性能试验结果表明,成品轮胎的充气外缘尺寸和强度性能均符合相应的设计和国家标准要求,耐久性能和高速性能符合企业标准要求.【总页数】4页(P212-215)【作者】刘贵鹏;陆林;佐家军;高珊珊【作者单位】桦林佳通轮胎有限公司,黑龙江牡丹江157032;桦林佳通轮胎有限公司,黑龙江牡丹江157032;桦林佳通轮胎有限公司,黑龙江牡丹江157032;桦林佳通轮胎有限公司,黑龙江牡丹江157032【正文语种】中文【中图分类】U463.341【相关文献】1.225/75R17.5 14PR全钢载重子午线轮胎的设计 [J], 常双凯;盖方雄;张云秀;王昌宁2.7.00R16 14PR全钢轻型载重子午线轮胎的设计 [J], 姜张华;李正江;胡孝群3.7.50R16 14PR 轻型载重子午线轮胎的设计与生产 [J], 郜宪杰4.7.00R16LT 14PR轻型全钢载重子午线轮胎的设计 [J], 孙文文;王桂阳;李历军;姚明5.7.50R16 CST27全钢轻型载重子午线轮胎硫化工艺的改进 [J], 王俊霞; 慕振兴; 许建欣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
车辆工程技术22车辆技术0 引言 近年来因为矿业的发展，全钢工程机械子午线轮胎的应用愈发广泛，但在长期应用下人们发现，传统轮胎质量缺陷多、使用寿命短，因此不满足于各矿业的需求。
为了维护行业竞争力以及经济效益，即对传统全钢工程机械子午线轮胎进行优化改进设计，消除其质量缺陷，提高产品品质。
就此，本文展开了相关工作。
1 轮胎结构设计1.1 外直径与断面宽设计 对全钢工程机械子午线轮胎的外直径与断面宽进行优化设计，其外直径为2181mm、断面宽为646mm，两者的膨胀率分别为1.001~1.004、1.01~1.03，此设计结果满足工程机械轮胎模具尺寸和轮胎产品的标准要求。
其次全钢工程机械子午线轮胎相较于传统轮胎更大[1]，详细参数如下：标准轮辋为17.00英寸，充气外直径：2188 mm，充气断面宽：655mm，标准充气压力：650 kPa，标准负荷：18 500kg。
1.2 行驶面宽度与弧度高设计 理论上，全钢工程机械子午线轮胎的行驶面宽度、弧高，会影响轮胎在运动状态下的稳定性、地面附着性能以及耐磨性，两者是设计重点。
那么在设计当中，本着增大轮胎接地面积，将行驶面宽度与弧高的数值分别设计为558mm、32.88mm。
通过优化设计，可以使轮胎运动状态下的接地面积增大，使接地压力分布更加均匀、合理，且耐磨性得到了优化[2]。
1.3 胎圈着合直径与着合宽度设计 在胎圈作合直径设计当中，主要依照轮辋的尺寸来确认直径，但要保障胎圈与轮辋之间的紧密配合，保证无内胎轮胎的气密性，即将胎圈作合直径设计为884mm，且采用过盈配合来保障两者之间的紧密联系；在作合宽度设计当中，主要依照轮辋宽度来确认宽度，设计当中依照常规标准（即作合宽度通常要大于轮辋宽度12.7~38.1mm）进行设计。
1.4 断面水平轴位置设计 全钢工程机械子午线轮胎设计当中，其断面水平轴位置均需要与轮胎断面的最宽点向匹配，该部位是轮胎断面中最薄、变形最大的位置，对于轮胎性能有重大影响。
12R22.5无内胎全钢载重子午胎的设计袁利真 吴学斌 宋喜政双钱集团（新疆）昆仑轮胎有限公司应用技术APPLIED TECHNOLOGY D=1076mm。
全钢载重子午胎的胎体采用超高强度钢丝帘线，侧部虽很柔软但膨胀小，轮胎充气后受90°高强度低伸长钢丝帘线的约束，断面宽变化较小。
断面宽标准值300mm，根据现有模具的实测结果及多出半寸的设计思路，为满足充气后断面宽要求，取B=291mm。
2.胎圈着合直径（d）对于15°深槽轮辋，轮胎着合直径d一般要小于轮辋的标定直径，以满足过盈配合的要求，使轮胎紧箍于轮辋上，提高牵引性能，避免磨子口现象。
22.5×9.00轮辋的标定直径为571.5mm，为此本设计着合直径d取570.5mm，为了轮辋结合紧密，子口设计为25°的斜角。
3.断面水平轴位置（H1/H2）H1/H2取值对轮胎的使用性能影响很大，取值较小，使用过程中水平轴向胎圈方向移动，将造成下胎侧应力集中，易造成胎圈部位磨损而爆破；取值较大时，使用过程中水平轴向胎肩方向移动，将造成胎肩应力集中，易引起胎肩脱层、裂口。
根据无内胎全钢载重子午胎高速性能好、不超载等使用特点，水平轴的选取均偏向下部胎圈部位，故本次设计取H1/H2=0.9。
轮胎外轮廓见图1。
4.行驶面宽（b）和弧度高（h）b的取值与轮胎使用性能有着直接关系，一般b与C接近。
为提高本设计规格的耐磨性能和降低着合面单位压力，本设计适当增大了b的取值，取220mm。
因b的取值较小，为防止出现磨肩和肩部压缩应力过大造成肩空，h值也相应减小，取4.5mm。
5.胎面花纹花纹设计为3条主沟的花纹，花纹深度为15.5mm。
花纹沟的沟底圆弧过渡波形设计能够减少沟底开裂，具有良好的排石性。
胎面花纹展开结构见图2。
三、施工设计该轮胎采用大半寸设计，采取较宽行驶面设计，从而使胎面冠部受力面积增大，内腔容积增大，应力分布更趋合理。
第 9 期李园园等．7.00R16全钢轻型载重子午线轮胎的设计5397.00R16全钢轻型载重子午线轮胎的设计李园园，王秀梅，隋 斌，高同舜（青岛双星轮胎工业有限公司，山东青岛 266400）摘要：介绍7.00R16全钢轻型载重子午线轮胎的设计。
结构设计：外直径 773 mm，断面宽 198 mm，行驶面宽度 158 mm，行驶面弧度高 4 mm，胎圈着合直径 405.2 mm，胎圈着合宽度 156 mm，断面水平轴位置（H1/H2） 1.089，采用4条纵向曲折花纹沟设计，花纹深度 11 mm，花纹饱和度 79.78%，花纹周节数 56。
施工设计：胎面采用冠部胶和缓冲胶片设计，采用2层带束层设计，1#和2#带束层均采用3×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线，胎体采用3＋9×0.22＋0.15HT钢丝帘线，采用一次法成型机成型、液压热板式硫化机硫化。
成品轮胎性能试验结果表明，轮胎的充气外缘尺寸、强度性能和耐久性能均符合相应设计和国家标准要求，高速性能符合企业标准要求。
关键词：全钢轻型载重子午线轮胎；结构设计；施工设计中图分类号：U463.341＋.3/.6；TQ336.1 文章编号：1006-8171（2019）09-0539-03文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2019.09.0539随着社会的发展，人们的安全出行意识越来越强，欧盟地区法律规定冬季必须使用冬季轮胎。
轮胎的主要材料橡胶对温度的敏感度较高，一般在0 ℃时，轮胎会丧失部分抓着力，冰雪路面的摩擦因数更小，不易操控。
为了满足市场需求，我公司成功开发了适于冬季在0 ℃以下环境中铺装路上行驶的轻型载重汽车或小巴士驱动轮的7.00R16全钢轻型载重子午线轮胎。
现将其设计情况简介如下。
1 技术要求根据GB/T 2977—2008《载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》，确定7.00R16全钢轻型载重子午线轮胎的技术参数为：标准轮辋 5.50F，充气外直径（D′） 775（763.92～786.08） mm，充气断面宽（B′） 200（192～210） mm，标准充气压力 770 kPa，标准负荷 1 320 kg，速度级别 L。
2 结构设计2.1 外直径（D）和断面宽（B）全钢载重子午线轮胎由于冠部周向带束层钢丝帘线的箍紧作用，轮胎充气后外直径膨胀较小，根据我公司现有规格轮胎的设计经验，本次设计D 取773 mm，外直径膨胀率（D′/D）为1.003。
轮胎B的变化稍大于D的变化，且影响因素较多，如胎体帘线类型、带束层结构和角度等，且B的取值与胎圈着合宽度（C）有密切的关系，C比标准轮辋宽度增大12.7 mm（0.5英寸），则B相应增大6.35 mm（0.25英寸），综合考虑，本次设计B取198 mm，断面膨胀率（B′/B）为1.010。
2.2 行驶面宽度（b）和弧度高（h）b的选取主要考虑轮胎与地面接触时压力分布的均匀性，确保轮胎胎面均匀磨耗，b取值直接影响轮胎的使用性能，b取值过大，易造成胎肩、胎冠脱层等早期损坏，且轮胎滚动阻力大；b取值过小，易造成轮胎接地面积过小，单位面积压力增大，耐磨性能差。
根据该轮胎的花纹特点及使用条件，综合考虑轮胎的耐磨性能、抓着性能和滚动阻力等特性，既要减少轮胎在使用过程中因生热而造成的胎冠脱层，又要保证轮胎在行驶过程中与路面有最大的接触面积，从而改善轮胎的耐磨性能，延长轮胎的使用寿命，本次设计b取158 mm，则b/B为0.80。
h取值非常重要，h取值合理，轮胎接地形状近似为矩形，胎面磨损均匀；h取值过大，磨胎冠；h取作者简介：李园园（1981—），女，山东潍坊人，青岛双星轮胎工业有限公司工程师，学士，主要从事轮胎结构设计工作。
E-mail：liyuanyuan@540 轮 胎 工 业2019年第39卷值过小，则磨胎肩，造成轮胎畸形磨损。
因此，设计时应充分考虑这些因素的影响。
本次设计胎冠弧为一段弧设计，h取4 mm。
2.3 胎圈着合直径（d）和C轮胎胎圈部位的设计尺寸主要根据标准轮辋曲线来确定。
d的取值应满足轮胎装卸方便和与轮辋紧密配合的要求。
胎圈与轮辋装配过盈量过大时，轮胎装卸困难，且影响轮胎安全性能；过盈量小时，轮胎不能与轮辋紧密结合。
为避免胎圈与轮辋配合不紧而产生移动变形、爆胎等问题。
本次设计d取405.2 mm。
C根据轮辋宽度确定，对有内胎轮胎而言，一般情况下采用C比标准轮辋宽度增大12.7～25.4 mm（0.5～1英寸）设计，综合考虑，本次设计C取156 mm。
2.4 断面水平轴位置（H1/H2）断面水平轴的选取至关重要，断面水平轴位于轮胎断面最宽点，也是轮胎断面最薄、胎侧变形最大的位置，H1/H2的选取对轮胎的使用性能和使用寿命有很大的影响。
H1/H2取值偏小时，轮胎使用过程中容易造成胎圈部位应力集中，导致胎圈早期损坏；H1/H2取值偏大时，则容易造成胎肩部位应力集中，导致胎肩损坏。
综合考虑，本次设计H1/H2取1.089。
轮胎断面轮廓如图1所示。
图1 轮胎断面轮廓示意2.5 胎面花纹冬季轮胎胎面花纹的设计重点在于保证其抓着性能、驱动性能和安全性能。
该规格轮胎的花纹采用4条纵向曲折花纹沟设计，并密布横向钢片，以提高雨天湿滑路面和雪地抓着力；胎面胶料采用专有的冬季轮胎配方，降低玻璃化温度，提高安全性能。
花纹深度为11 mm，花纹周节数为56，花纹饱和度为79.78%。
胎面花纹展开以及立体效果分别如图2和3所示。
图2 胎面花纹展开示意图3 胎面花纹三维效果示意3 施工设计3.1 胎面胎面采用冠部胶（单胶种）加贴缓冲胶片设计。
冠部胶采用冬季轮胎专用胶料配方，低温环境下抓着力好、安全性高。
胎面总宽度为200 mm，冠部宽度为142 mm，胎肩厚度为17.5 m，胎中央厚度为13 mm。
胎面横截面如图4所示。
图4 胎面横截面示意3.2 带束层带束层是子午线轮胎的主要受力部件，它决定了充气轮胎的形状以及轮胎由内压引起的初始应力。
带束层的刚性对轮胎的使用性能影响很大，为此带束层应有足够的刚性，以防止胎体钢丝帘线在胎面冠部的伸张，确保轮胎与地面的接触，从而使轮胎均匀磨耗、行驶平稳。
本次设计采用2层带束层结构，1#和2#带束层均采用第 9 期李园园等．7.00R16全钢轻型载重子午线轮胎的设计5413×0.20＋6×0.35HT钢丝帘线，其中1#带束层角度为24°，2#带束层角度为18°，安全倍数为6.8。
3.3 胎体胎体的安全倍数主要根据轮胎的充气压力与负荷计算。
胎体帘线为轮胎提供支撑性能，必须有足够的强度，满足承载负荷的能力，保障轮胎使用的安全性。
本次设计胎体选用3＋9×0.22＋0.15HT钢丝帘线，胎体安全倍数为9.72，满足使用要求。
3.4 胎圈钢丝圈采用直径为1.55 mm高强度回火胎圈钢丝，排列形式为4-5-6-5-4，共24根，钢丝圈为六角形结构，缠绕直径为418 mm，钢丝圈安全倍数为6.67。
3.5 成型采用一次法胶囊鼓反包成型机成型，成型机头直径为385 mm，机头宽度为494 mm，采用侧包冠成型工艺，部件接头按一定角度错开均匀分布，接头部位滚压平整，保证轮胎质量的稳定性。
3.6 硫化采用液氮热板式硫化机硫化，硫化条件为：硫化内蒸汽温度 （207±3）℃，硫化内蒸汽压力 （1.8±0.1） MPa，热板温度 （152±2）℃，模套温度 （160±2）℃，高压氮气压力 （2.60±0.15）MPa，总硫化时间 33.2 min。
4 成品性能4.1 外缘尺寸外缘尺寸按GB/T 521—2012《轮胎外缘尺寸测量方法》进行测定。
安装在标准轮辋上的成品轮胎在标准充气压力下的D′和B′分别为774和202 mm，均符合设计和国家标准要求。
4.2 强度性能强度性能按GB/T 4501—2008《载重汽车轮胎性能室内试验方法》进行测定，试验条件为：充气压力 770 kPa，压头直径 19 mm。
试验结果表明，第5点未压穿，轮胎的破坏能为946.1 J，为国家标准值的132.89%，符合设计和国家标准要求。
4.3 耐久性能耐久性能按GB/T 4501—2008进行测定，试验条件为：充气压力 770 kPa，负荷 1 320 kg。
结果表明，完成国家标准规定程序后，每行驶10 h负荷率增大10%继续进行试验，负荷率增大到150%、行驶33 h后，成品轮胎仍完好，为提高公司机床利用率，结束试验。
成品轮胎累计行驶时间为120 h，试验结束时轮胎未损坏，成品轮胎耐久性能良好，符合国家标准要求。
4.4 高速性能高速性能按企业标准进行测定，试验条件和结果如表1所示。
从表1可以看出，轮胎的最高行驶速度为130 km·h-1，在此速度下行驶了120 min 结束试验，此时轮胎未损坏。
成品轮胎高速性能良好，满足企业标准要求（≥120 km·h-1）。
表1 高速性能试验条件及结果项 目阶段123446789试验速度/（km·h-1）5560708090100110120130行驶时间/min120120120120120120120120120注：充气压力为770 kPa，标准试验负荷为1 320 kg。
5 实际路试为进一步验证成品轮胎性能，进行了成品轮胎实际道路试验，将试验轮胎在沈阳装配于福田奥铃前二后四皮卡车上，空车质量为2 t，标准载质量为1.6 t，实际拉货质量为2～3 t，车货总质量不超过5 t。
行驶速度主要按各路段限速标准行驶，一般不超过60 km·h-1。
路况主要是市区及周边铺装路面。
实际路试结果表明，轮胎制动距离短，抓着力大，司机对轮胎的雪地防滑性能表示满意。
6 结语7.00R16全钢轻型载重子午线轮胎的充气外缘尺寸、强度性能、耐久性能、高速性能均符合设计以及国家标准和企业标准要求。
该冬季轮胎的成功开发，完善了公司的产品结构，抢占了市场份额，其花纹外观美观，抓着性能良好，为公司创造了良好的经济效益和社会效益。
收稿日期：2019-03-21。
