11.00R20 18PR BYD865礦山用全鋼載重子午線輪胎的設(shè)計(jì)

李明珊，張 超，王紀(jì)增，李 易

（八億輪胎有限責(zé)任公司，山東 棗莊 277800）

礦產(chǎn)開發(fā)投資力度加大，導(dǎo)致礦區(qū)重型自卸車載重輪胎需求量激增。為滿足國內(nèi)外市場(chǎng)的需要，我公司在進(jìn)行廣泛市場(chǎng)調(diào)查后，開發(fā)了重型自卸車全鋼載重子午線輪胎系列產(chǎn)品。其中，11.00R20 18PR全鋼載重子午線輪胎極大地滿足了客戶需求?，F(xiàn)將11.00R20 18PR BYD865礦山用全鋼載重子午線輪胎（公路型）設(shè)計(jì)情況簡介如下。

1 技術(shù)要求

參照GB/T 2977—2008《載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷》和《歐洲輪胎輪輞技術(shù)組織標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè) (ETRTO)2012》《美國輪胎輪輞協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)年鑒（TRA）2012》，確定11.00R20 18PR BYD865輪胎的技術(shù)參數(shù)為：標(biāo)準(zhǔn)輪輞規(guī)格8.0，充氣外直徑（D′）（1 102±5） mm，充氣斷面寬（B′）（291±5） mm，標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力930 kPa，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷（單胎/雙胎）3 550/3 250 kg，速度級(jí)別F。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 外直徑（D）和斷面寬（B）

在子午線輪胎冠部，帶束層周向箍緊胎體，防止胎冠部位胎體伸張，因此輪胎的外直徑膨脹率（D′/D）非常小，D′還可能較D略微減小。鑒于BYD865系列花紋深度較大，本設(shè)計(jì)D′/D取1.004，D為1 098 mm。

全鋼載重子午線輪胎胎體采用高強(qiáng)度鋼絲簾線，胎側(cè)雖然柔軟但膨脹率小，輪胎充氣后受高強(qiáng)度低伸長鋼絲簾線的約束，斷面尺寸變化很小。本設(shè)計(jì)斷面膨脹率（B′/B） 取0.989 8，B為 294 mm。

2.2 行駛面寬度（b）和弧度高（h）

根據(jù)礦山用輪胎實(shí)際使用路況差、重載、速度低的特點(diǎn)，b取較大值，以提高輪胎的耐磨性能、驅(qū)動(dòng)性能；根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，h的取值與b的取值有關(guān)，b取較大值時(shí)，h取較大值，b取較小值時(shí)，h取較小值。本設(shè)計(jì)b取228 mm，h取8.6 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

為使胎圈與輪輞緊密配合，胎圈與輪輞的間隙越小越好，但考慮到輪胎的裝卸，胎圈與輪輞的間隙不應(yīng)過小，本設(shè)計(jì)d取508 mm；C較輪輞寬度加大12.7 mm（0.5英寸），以使胎側(cè)剛性降低、彈性增大，改善輪胎的乘坐舒適性，C取216 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

斷面水平軸位于斷面最寬點(diǎn)，是輪胎充氣后法向變形最大的位置，也是子午線輪胎胎體最薄處。由于子午線輪胎胎體簾線呈徑向排列，胎圈鋼絲圈受力較大，故斷面水平軸上移可以減小下胎側(cè)區(qū)域的應(yīng)力和胎圈應(yīng)力。本設(shè)計(jì)取H1/H2取1.09。

本設(shè)計(jì)輪胎斷面外輪廓如圖1所示。

圖1 輪胎斷面外輪廓示意

2.5 胎面花紋

胎面采用BYD865型礦山輪胎花紋，該花紋為橫向波浪形大塊花紋與縱向加強(qiáng)筋結(jié)合，具有獨(dú)特的花紋溝排石結(jié)構(gòu)，保證了胎面強(qiáng)大的抓著力、牽引力和爬坡能力，以使輪胎的負(fù)荷性能、越野性能和抗刺扎性能突出；加大花紋深度有利于延長輪胎行駛里程。本設(shè)計(jì)花紋深度取24.5 mm，花紋周節(jié)數(shù)為36，花紋飽和度為72%（成品輪胎胎面花紋如圖2所示）。

圖2 成品輪胎胎面花紋

3 施工設(shè)計(jì)

3.1 胎面

根據(jù)輪胎實(shí)際使用工況，本設(shè)計(jì)胎面采用全分層設(shè)計(jì)，胎面基部膠采用低生熱膠料配方，以有效保證輪胎的行駛里程。

3.2 胎體

本設(shè)計(jì)胎體骨架材料選擇傳統(tǒng)規(guī)格的0.25＋6＋12×0.225HT鋼絲簾線，胎體安全倍數(shù)為8.8。

3.3 帶束層

帶束體系采用3層帶束層加2層0°帶束層結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)為負(fù)荷能力大，當(dāng)輪胎高速行駛時(shí)，起到箍緊胎體的作用，以減少輪胎周向變形、保持尺寸穩(wěn)定。1#帶束層采用3＋8×0.33HT鋼絲簾線。

3.4 鋼絲圈

本設(shè)計(jì)鋼絲圈采用直徑為1.65 mm鍍鋅銅回火胎圈鋼絲，覆膠后鋼絲直徑為1.80 mm。鋼絲圈安全倍數(shù)為5.9。

3.5 成型

成型采用軟控股份有限公司生產(chǎn)的一次法三鼓成型機(jī)，設(shè)備工藝參數(shù)穩(wěn)定，定位精度高，成型部件貼合密實(shí)。

3.6 硫化

輪胎硫化采用雙模蒸鍋式B型硫化機(jī)，過熱水壓力為（2.6±0.1） MPa，外壓蒸汽壓力為（0.8±1） MPa，硫化時(shí)間為64 min。

4 成品輪胎性能

4.1 外緣尺寸

測(cè)試得出，在標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力下安裝于標(biāo)準(zhǔn)輪輞上的成品輪胎D′和B′分別為1 102和294 mm，符合設(shè)計(jì)要求。

4.2 強(qiáng)度性能

成品輪胎強(qiáng)度性能按GB/T 4501—2008《載重汽車輪胎性能室內(nèi)試驗(yàn)方法》測(cè)試。結(jié)果表明，第1—第4點(diǎn)破壞能均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值；壓穿時(shí)破壞能為5 362 J，為標(biāo)準(zhǔn)值的189%。成品輪胎強(qiáng)度性能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4.3 耐久性能

成品輪胎耐久性能按GB/T 4501—2008測(cè)試，輪胎充氣壓力為930 kPa，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。從表1可以得出，輪胎累計(jì)行駛時(shí)間為72.18 h。成品輪胎耐久性能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 成品輪胎耐久性能試驗(yàn)結(jié)果

5 結(jié)語

本設(shè)計(jì)11.00R20 18PR BYD865礦山用全鋼載重子午線輪胎工藝性能好，成品輪胎的充氣外緣尺寸、強(qiáng)度性能和耐久性能符合設(shè)計(jì)或國家標(biāo)準(zhǔn)要求。該產(chǎn)品自投產(chǎn)以來，得到了廣大用戶的認(rèn)可，為公司創(chuàng)造了較好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。