26×9－14.5NHS 24PR I-1草地輪胎的設(shè)計

代方文

（貴州輪胎股份有限公司，貴州 貴陽 550008）

近年來，隨著綠色產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外草地輪胎的應(yīng)用越來越廣泛，用于公園和農(nóng)場等環(huán)境的輪胎需求量不斷增大。我公司通過市場調(diào)研，為了細化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，滿足國外市場的需求，根據(jù)用戶需求與技術(shù)協(xié)議，參照GB/T 1192—2008，設(shè)計開發(fā)了26×9－14.5NHS 24PR I-1草地輪胎，現(xiàn)將產(chǎn)品的設(shè)計情況介紹如下。

1 技術(shù)要求

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及要求，確定26×9－14.5NHS 24PR I-1草地輪胎的技術(shù)參數(shù)為：輪輞 6.00，充氣外直徑（D′） 664（654～674） mm，充氣斷面寬（B′） 232（226～238） mm，輪胎最大使用斷面寬 245 mm，標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力 345 kPa，標(biāo)準(zhǔn)負荷910 kg。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 外直徑（D）和斷面寬（B）

合理設(shè)計輪胎模具尺寸不僅能保證成品輪胎的充氣外緣尺寸符合要求，而且是使輪胎獲得最佳使用性能的重要環(huán)節(jié)。通過收集大量數(shù)據(jù)，參考部分產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)驗，本次設(shè)計D取655 mm，B取240 mm，則外直徑膨脹率（D′/D）為1.013 7，斷面寬膨脹率（B′/B）為0.966 7。

2.2 行駛面寬度（b）和弧高度（h）

b和h是直接決定輪胎使用性能的重要參數(shù)，對輪胎的耐磨性能、牽引性能、接地面積和對地面的抓著力影響較大。由于該輪胎的行駛速度要求較低，為延長輪胎的使用壽命，最大限度地增大輪胎與地面的接觸面積，以減小單位面積上的壓力，b取值應(yīng)盡量大。本次設(shè)計b/B取0.875，則b取210 mm。

為綜合考慮輪胎的舒適性、耐磨性能與負荷能力，減小輪胎充氣后的變形，同時兼顧胎肩生熱，以減少肩空等質(zhì)量問題的發(fā)生，綜合考慮，h取7.5 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

在通常情況下，d需要根據(jù)輪輞類型來確定，使胎圈部位的曲線弧度與輪輞邊緣很好吻合，胎圈與輪輞采取過盈配合設(shè)計，若過盈量較大，輪胎裝卸困難，而且影響胎圈的安全性能；若過盈量較小，輪胎與輪輞不能緊密配合，使輪胎在行駛過程中胎圈和輪輞之間發(fā)生相對位移，導(dǎo)致胎圈磨損等質(zhì)量問題。綜合考慮，本次設(shè)計d取368 mm，C取152 mm，趾口傾角取5°。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

斷面水平軸位置是輪胎胎側(cè)最大屈撓變形的位置，選取不當(dāng)會導(dǎo)致輪胎早期損壞。斷面水平軸若向胎肩部位移動，會使胎肩應(yīng)力集中，造成胎肩脫空質(zhì)量缺陷；斷面水平軸若向胎圈部位移動，會使胎圈部位應(yīng)力增大，由于胎圈剛性較大，會加速胎圈早期損壞。結(jié)合該系列產(chǎn)品的設(shè)計經(jīng)驗，本次設(shè)計H1/H2取1.123 1。

輪胎斷面輪廓如圖1所示。

圖1 輪胎斷面輪廓示意

2.5 胎面花紋

胎面花紋的設(shè)計對輪胎性能和使用壽命有很大的影響，同時對車輛的操縱穩(wěn)定性和對地面的抓著力起到關(guān)鍵作用。本次設(shè)計輪胎要求舒適性好，因此采用縱向條形花紋設(shè)計，花紋深度為7 mm，花紋飽和度為86%，花紋周節(jié)數(shù)為48。為防止花紋溝裂口，花紋塊底部采用圓弧過渡，以分散應(yīng)力，使花紋既有很好的抓著性能和牽引性能，又具有良好的自潔性和舒適性，整體布局合理，美觀大方。

胎面花紋展開如圖2所示。

圖2 胎面花紋展開示意

3 施工設(shè)計

3.1 胎面

胎面采用兩方三塊結(jié)構(gòu)，即由一塊胎冠膠、兩塊胎側(cè)膠組成。從輪胎的使用特點來看，胎面整體設(shè)計較薄，散熱性較好。胎面冠部總厚度為15 mm，胎面肩部總厚度為18 mm，胎面總寬度為580 mm。

3.2 胎體

胎體采用4層高強度的1400dtex/2錦綸6浸膠簾布，胎體簾布裁斷角度取37°，成品輪胎胎冠角為58.5°。簾線假定伸張值取1.028，以減小輪胎充氣后的徑向變形。胎體安全倍數(shù)為12.5。

3.3 胎圈

鋼絲圈直徑為380 mm，鋼絲排列方式為7×7。胎圈采用單鋼絲圈結(jié)構(gòu)，安全倍數(shù)為11.9，滿足設(shè)計要求。

3.4 成型

采用膠囊反包、指形正包成型機成型，成型機頭直徑為450 mm，機頭寬度為480 mm。胎體成型方式為2-2，簾布筒采用擴布器擴張后夾往成型機頭，再用膠囊反包進行成型，反包高度接近水平軸，以增強下胎側(cè)的強度和剛性，避免胎圈部位早期損壞。采用人工纏繞的方式將胎面貼在胎體上。成型胎坯質(zhì)量滿足硫化工藝要求。

3.5 硫化

采用液壓式B型膠囊硫化機硫化，硫化工藝采用蒸汽/氮氣組合形式，硫化條件為：蒸汽溫度 200 ℃，外溫 175 ℃，壓力 2.0 MPa，總硫化時間 24 min。硫化輪胎無外觀質(zhì)量缺陷，滿足要求。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸

成品輪胎外緣尺寸按照GB/T 521—2012《輪胎外緣尺寸測量方法》進行測量。結(jié)果表明，安裝于標(biāo)準(zhǔn)輪輞上的成品輪胎在標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力下充氣外直徑和充氣斷面寬分別為664.6和231.3 mm，滿足技術(shù)協(xié)議要求。輪胎外觀質(zhì)量滿足HG/T 2177—2011《輪胎外觀質(zhì)量》要求。

4.2 靜負荷性能

根據(jù)設(shè)計要求對輪胎進行靜負荷性能測試，測得不同負荷下輪胎的下沉量和靜態(tài)半徑，如圖3所示。下沉量是影響輪胎徑向變形重要因素，也關(guān)系到輪胎的使用質(zhì)量。從圖3可以看出，在標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力、不同負荷下輪胎的下沉量與靜半徑都是呈比例的；下沉量比同類系列輪胎產(chǎn)品小，說明輪胎徑向變形小，冠弧小，輪胎冠部接地面積增大，單位面積的接地壓力減小。

4.3 物理性能

成品輪胎的物理性能測試結(jié)果見表1。

圖3 下沉量與靜態(tài)半徑和負荷的關(guān)系曲線

從表1可以看出，成品輪胎的各項物理性能均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 結(jié)語

26×9－14.5NHS 24PR I-1草地輪胎設(shè)計成功，成品輪胎外觀質(zhì)量優(yōu)良，外緣尺寸和物理性能均符合設(shè)計和國家標(biāo)準(zhǔn)要求。該規(guī)格輪胎已經(jīng)批量投入生產(chǎn)并投放到市場進行驗證，使用效果良好，得到了國內(nèi)外用戶的一致好評，為公司樹立了良好的品牌形象，同時帶來了豐厚的利潤。

表1 成品輪胎的物理性能測試結(jié)果