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    12.00R20 18PR全鋼載重子午線輪胎 性能改進(jìn)的研究

    2016-07-30 09:31:56孫文文王紀(jì)增
    橡膠科技 2016年2期
    關(guān)鍵詞:胎圈膠料耐久性

    孫文文,張 超,胡 波,王紀(jì)增

    (1.青島科技大學(xué),山東 青島 266042;2.八億橡膠有限責(zé)任公司,山東 棗莊 277800;3.中國質(zhì)量認(rèn)證中心,北京 100070)

    近年來,我國汽車貨運(yùn)市場需求旺盛,部分載重輪胎使用條件苛刻,理賠率居高不下,客戶對載重輪胎質(zhì)量要求不斷提高。載重輪胎生產(chǎn)企業(yè)只有努力提高產(chǎn)品品質(zhì)、確保產(chǎn)品質(zhì)量、提升產(chǎn)品性價(jià)比才能立于不敗之地。我公司順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流,以有內(nèi)胎載重輪胎中使用廣泛、使用條件苛刻的12.00R20 18PR全鋼載重子午線輪胎為代表,對載重輪胎結(jié)構(gòu)和膠料配方進(jìn)行優(yōu)化,重點(diǎn)提高胎圈耐久性能。經(jīng)過不斷改進(jìn)和反復(fù)試驗(yàn),取得了較為顯著的成果?,F(xiàn)將研究情況簡介如下。

    1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

    在12.00R20 18PR全鋼載重子午線輪胎原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,借鑒一些成功經(jīng)驗(yàn),同時(shí)利用有限元分析,通過調(diào)整胎圈和胎體反包高度來改進(jìn)胎圈部位簾布反包形式,為此調(diào)整胎圈和胎體寬度,如圖1和2所示;在胎圈內(nèi)反包端點(diǎn)部位增加1層尼龍包布、在尼龍包布內(nèi)端點(diǎn)部位增加1層膠片,以提高應(yīng)力集中點(diǎn),使應(yīng)力集中點(diǎn)避開輪輞受力區(qū)域,降低輪輞輪緣對胎圈的應(yīng)力和剪切應(yīng)變,避免胎圈損壞;對三角膠結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行優(yōu)化(如圖3所示);改進(jìn)膠料分布。

    圖1 結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后胎圈寬度

    圖3 結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后三角膠尺寸

    為提高帶束層的平整度,對墊膠結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化,減小了因帶束層不平整造成的冠部生熱大、肩空等問題發(fā)生率。

    圖2 結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后胎體寬度

    這些措施并舉大大提升了胎圈強(qiáng)度,輪胎載荷能力由原來的150%提高到180%。輪胎結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后胎圈部位生熱情況和輪胎承載能力分別如圖4和5所示。

    圖4 結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后胎圈生熱情況

    圖5 結(jié)構(gòu)改進(jìn)前后輪胎承載能力

    從圖4和5可以看出:改進(jìn)結(jié)構(gòu)的輪胎靠近輪輞的胎圈部位生熱明顯降低,這對消除胎圈空等缺陷有較大作用;改進(jìn)結(jié)構(gòu)的輪胎承載能力顯著提高。

    2 膠料配方優(yōu)化

    眾所周知,輪胎性能很大部分由膠料性能決定,要提高輪胎性能,在改進(jìn)輪胎結(jié)構(gòu)的同時(shí)還必須進(jìn)行膠料配方優(yōu)化。在本次研究中,對輪胎各部位膠料配方,尤其是胎面膠和胎肩墊膠配方進(jìn)行了優(yōu)化,如表1和2所示。配方優(yōu)化前后胎面膠性能如圖6和表3所示,胎肩墊膠性能如表4所示。可以看出,配方優(yōu)化后胎面膠的抗撕裂性能大幅提,胎面膠和胎肩墊膠的生熱顯著降低。

    表1 胎面膠優(yōu)化前后配方 份

    表2 胎肩墊膠優(yōu)化前后配方 份

    表3 配方優(yōu)化前后胎面膠性能

    表4 配方優(yōu)化前后胎肩墊膠性能

    圖6 配方優(yōu)化前后胎面膠滯后損耗因子(tanδ)

    3 胎圈耐久性能測試方法改進(jìn)

    分析近年來公司中短途載重輪胎的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果,經(jīng)過對行業(yè)室內(nèi)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的分析,根據(jù)節(jié)能降耗的環(huán)保理念,公司對載重輪胎胎圈耐久性能試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了改進(jìn)。為更好評估胎圈部位變形對輪胎性能的影響,胎圈耐久性能試驗(yàn)采用較低的充氣壓力,同時(shí)試驗(yàn)條件苛刻,以便在較短時(shí)間內(nèi)得到試驗(yàn)結(jié)果。公司最終確定載重輪胎胎圈耐久性能試驗(yàn)條件如下:胎面不打磨,充氣壓力為600 kPa,行駛速度為30 km·h-1,負(fù)荷為200%額定負(fù)荷,溫度為(38±3) ℃。在此條件下,胎圈耐久性能試驗(yàn)累計(jì)行駛時(shí)間達(dá)到60 h以上而未出現(xiàn)胎圈部位損壞現(xiàn)象,輪胎在實(shí)際使用中由于重載造成的胎圈損壞率就會(huì)大幅度降低。

    4 改進(jìn)效果

    采用公司改進(jìn)胎圈耐久性能測試方法對改進(jìn)12.00R20 18PR全鋼載重子午線輪胎進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果如表5所示。從表5可以看出,改進(jìn)輪胎的胎圈耐久性能試驗(yàn)累計(jì)行駛時(shí)間達(dá)到110.9 h,遠(yuǎn)超過公司標(biāo)準(zhǔn)。

    表5 改進(jìn)輪胎胎圈耐久性能試驗(yàn)結(jié)果

    按照GB/T 521—2012《輪胎外緣尺寸測量方法》和GB/T 4501—2008《載重汽車輪胎性能試驗(yàn)方法》對改進(jìn)輪胎進(jìn)行外緣尺寸測試以及進(jìn)行耐久性能、強(qiáng)度性能試驗(yàn)。測得充氣輪胎外直徑為 1 122 mm,斷面寬度為308 mm,磨耗標(biāo)志高度為2.4 mm。輪胎耐久性能和強(qiáng)度性能試驗(yàn)結(jié)果表6和7所示??梢钥闯?,輪胎的外緣尺寸、耐久性能、強(qiáng)度性能均達(dá)到或超過國家標(biāo)準(zhǔn)。

    表6 改進(jìn)輪胎耐久性能試驗(yàn)結(jié)果

    表7 改進(jìn)輪胎強(qiáng)度性能試驗(yàn)結(jié)果

    5 結(jié)語

    改進(jìn)12.00R20 18PR全鋼載重子午線輪胎已投放市場,在實(shí)際使用中輪胎生熱降低,胎圈損壞現(xiàn)象明顯減少,使用壽命延長,使用效果良好。

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