11－38 12PR KT676拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪輪胎的設(shè)計(jì)

趙海燕，焦世新，王柱慶

（新疆昆侖工程輪胎有限責(zé)任公司，新疆 庫(kù)爾勒 841011）

隨著經(jīng)濟(jì)和農(nóng)業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度逐步提高，較大規(guī)格農(nóng)業(yè)輪胎需求量呈直線上升。為滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求，我公司在進(jìn)行廣泛的市場(chǎng)調(diào)研后，開(kāi)發(fā)了農(nóng)業(yè)輪胎系列產(chǎn)品。現(xiàn)將11－38 12PR KT676拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪輪胎的設(shè)計(jì)情況簡(jiǎn)介如下。

1 技術(shù)要求

根據(jù)GB/T 2979—2008，確定11－38 12PR KT676拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪輪胎的技術(shù)參數(shù)為：標(biāo)準(zhǔn)輪輞 W10，花紋型號(hào) KT676，充氣外直徑（D′） 1 540 mm（1 517.2～1 568.5 mm），充氣斷面寬（B′） 305 mm（292.8～323.3 mm），標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力 250 kPa，額定負(fù)荷 2 495 kg。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 外直徑（D）和斷面寬度（B）

合理設(shè)計(jì)輪胎模腔尺寸是保證成品輪胎充氣外緣尺寸和使用性能達(dá)到要求的關(guān)鍵。確定適合的B可提高輪胎胎側(cè)剛性，防止胎側(cè)屈撓增大而造成水平軸偏移。參考我公司相近規(guī)格輪胎的膨脹率，為保證充氣輪胎的外緣尺寸在要求范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)外直徑膨脹率（D′/D）取1.006 5，斷面寬度膨脹率（B′/B）取1.051 7，則D為1 530 mm，B為290 mm。

2.2 行駛面寬度（b）和弧度高（h）

拖拉機(jī)主要在農(nóng)田作業(yè)，其輪胎必須具有較好的牽引性和通過(guò)性。適當(dāng)增大b和減小h，可增大輪胎與土壤的接觸面積，減小輪胎對(duì)土壤的壓力，提高輪胎的行駛穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)b/B取0.982 7，則b為285 mm；h/斷面高（H）取0.107 1，H為280 mm，則h為30 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

拖拉機(jī)輪胎作業(yè)時(shí)承受垂直負(fù)荷和切向牽引力的作用，由于充氣壓力低，輪胎在牽引力的作用下易在輪輞上滑動(dòng)，導(dǎo)致胎圈磨損，為保證胎圈與輪輞緊密著合，本設(shè)計(jì)d與輪輞直徑相同，輪輞直徑為970 mm，則d取970 mm；C比輪輞寬度小12.7 mm（0.5英寸），C為254 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

拖拉機(jī)輪胎胎面花紋較深，作業(yè)時(shí)應(yīng)力主要集中在冠部，易出現(xiàn)斷面水平軸上移或冠裂等現(xiàn)象。因此，H1/H2應(yīng)取較小值，以使輪胎斷面水平軸向胎圈方向移動(dòng)，減少花紋塊應(yīng)力集中，同時(shí)有利于輪胎牽引力傳遞。本設(shè)計(jì)H1/H2取0.666 7，則H1為112 mm，H2為168 mm，胎趾傾角取5°。

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

本設(shè)計(jì)胎面采用型號(hào)為KT676的人字形花紋，花紋深度為32.5 mm，花紋周節(jié)數(shù)為28，花紋飽和度為29.85%。為提高花紋塊根部抗裂性和穩(wěn)定性，減小輪胎在作業(yè)時(shí)花紋塊移動(dòng)，適當(dāng)增大了花紋塊支撐角度，即前支撐角度為12°～16°，后支撐角度為16°～20°；同時(shí)，增大花紋塊根部連接弧以加大花紋塊根部膠料厚度。

胎面花紋展開(kāi)如圖2所示。

圖2 胎面花紋展開(kāi)示意

3 施工設(shè)計(jì)

3.1 胎面

優(yōu)化胎面膠配方，使胎面膠的耐磨性能、抗刺扎性能和抗切割性能好；胎側(cè)膠采用耐屈撓性能和耐老化性能好的專(zhuān)用配方。

胎面采用兩方四塊結(jié)構(gòu)，復(fù)合擠出。胎面長(zhǎng)度為3 215 mm，胎面總寬度為790 mm，基部寬為480 mm，胎冠厚度為33.0 mm，胎肩厚度為27.0 mm，胎面質(zhì)量為46.6 kg。

3.2 胎體

胎體采用6層加密1400dtex/2V2錦綸6簾布，6#膠體簾布層上貼緩沖膠片，以增強(qiáng)冠部抗沖擊能力，胎體簾布貼合方式為4-2。胎體安全倍數(shù)為10.4，可滿(mǎn)足輪胎較苛刻的作業(yè)條件。

另外，適當(dāng)增大胎冠簾線角度，可以提高胎冠周向剛性，減小胎冠變形，提高輪胎在農(nóng)田中的通過(guò)性。增大胎體簾布裁斷角度可增大胎冠簾線角度，本設(shè)計(jì)胎體簾線裁斷角度取34.5°，成品輪胎胎冠簾線角度為52.296°。

3.3 緩沖膠片

緩沖膠片采用天然橡膠/順丁橡膠并用膠，其與胎面和胎體的粘合性能好。緩沖膠片厚度為0.4 mm，寬度為350 mm，成型貼合時(shí)壓實(shí)，不得有皺褶和氣泡。

3.4 胎圈

鋼絲圈采用直徑為0.96 mm的19#回火鋼絲制備，鋼絲排列方式為8×9，鋼絲圈直徑為984 mm。三角膠尺寸為10 mm×18 mm，這樣可確保胎圈堅(jiān)固且有足夠的強(qiáng)度和剛性。胎圈部位的材料飽滿(mǎn)且均勻向胎側(cè)過(guò)渡，減少了成品裝配線部位出現(xiàn)疤痕和缺膠現(xiàn)象。

3.5 成型工藝

輪胎成型采用直徑為1 090 mm半芯輪式成型機(jī)，胎里直徑與機(jī)頭直徑之比為1.321，簾線假定伸張值為1.031，計(jì)算機(jī)頭寬度為600 mm。胎體成型反包高度是影響胎側(cè)強(qiáng)度的重要因素，由于拖拉機(jī)輪胎充氣壓力低、胎體薄，半成品易變形，成品輪胎易下沉，因此增大胎體反包高度，反包點(diǎn)延至水平軸上方，可提高胎側(cè)剛性，減小輪胎下沉量，避免胎側(cè)應(yīng)力集中。

3.6 硫化工藝

采用蒸汽式硫化機(jī)硫化，正硫化條件為145℃×65 min，硫化機(jī)動(dòng)力水壓力 ≥2.1 MPa，內(nèi)壓蒸汽壓力 ≥0.8 MPa，內(nèi)壓冷水壓力 ≥2.0 MP，循環(huán)過(guò)熱水出口溫度 ≤160 ℃，內(nèi)壓一次過(guò)熱水壓力 2.2～2.5 MPa，內(nèi)壓二次過(guò)熱水進(jìn)口壓力 ≥2.75 MPa，內(nèi)壓二次過(guò)熱水進(jìn)口壓差 ≤0.3 MPa，外壓蒸汽壓力 0.32～0.35 MPa，后充氣壓力 （0.35±0.05） MPa。成品輪胎外觀整潔，無(wú)明顯疤痕和缺膠的現(xiàn)象。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸

在標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力250 kPa下安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上的成品輪胎D′和B′分別為1 555和312 mm，符合GB/T 1192—2008要求。

4.2 物理性能

成品輪胎的物理性能如表1所示。從表1可以看出，成品輪胎的物理性能達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，完全滿(mǎn)足GB/T 1192—2008要求。

表1 成品輪胎的物理性能

5 結(jié)語(yǔ)

11－38 12PR KT676拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪輪胎成品外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良，充氣外緣尺寸和物理性能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。該輪胎批量生產(chǎn)并投入市場(chǎng)后，其耐磨性能、抗刺扎性和牽引性能等受到用戶(hù)一致好評(píng)。該輪胎為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。