30.5L-32 ALS28鋼絲簾線緩沖層林業(yè)輪胎的設(shè)計

張亞輝，王 潔，申玉德

（風(fēng)神輪胎股份有限公司，河南 焦作 463000）

近年來巴西林業(yè)生產(chǎn)發(fā)展勢頭強勁，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大和產(chǎn)區(qū)管理日益現(xiàn)代化，要求林業(yè)機械必須具有較高的生產(chǎn)效率，為了減少輪胎的更換次數(shù)，要求林業(yè)輪胎具有良好的抗刺扎性能。為適應(yīng)市場需求，擴大出口，提高我國林業(yè)輪胎產(chǎn)品競爭力勢在必行。

普通斜交輪胎的緩沖層只能承受10%～20%剪切應(yīng)力，在路況惡劣時，輪胎極易被刺破。為提高林業(yè)輪胎抗刺扎性能，延長使用壽命，我公司采用鋼絲簾線緩沖層，制備了30.5L-32 ALS28鋼絲簾線緩沖層林業(yè)輪胎，現(xiàn)將產(chǎn)品開發(fā)情況簡介如下。

1 技術(shù)要求

根據(jù)GB/T 2980—2018《工程機械輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷》[1-2]，確定30.5L-32 ALS28林業(yè)輪胎的技術(shù)參數(shù)如下：標(biāo)準(zhǔn)輪輞 DW27/DW27B/DH27/DH27B/DH27H/DH27HB等，充氣外直徑（D′） 1 847（1 803.7～1 896.6） mm，充氣斷面寬（B′） 775 mm（744.0～821.5） mm，行駛速度 10 km·h-1，標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力 310 kPa，標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷 10 000 kg。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 外直徑（D）和斷面寬（B）

為保證輪胎充氣外緣尺寸符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，并獲得較好的耐久性能，結(jié)合本公司實際生產(chǎn)工藝情況，在本次設(shè)計中D取1 845 mm，B取750 mm，外直徑膨脹率（D′/D）取1.002 7，斷面寬膨脹率（B′/B）取1.035。

2.2 行駛面寬度（b）和弧度高（h）

林業(yè)輪胎在森林地帶作業(yè)，使用條件苛刻，因此要求產(chǎn)品具有良好的抗刺扎性能，同時為盡量減少更換次數(shù)，林業(yè)輪胎還需要較好的耐久性能[3]。增大b、減小h，可以提高輪胎耐磨性能，本次設(shè)計b/B取1.011，b取758 mm，h/斷面高（H）取0.061，h取90 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

林業(yè)輪胎使用多鍵式輪輞，d的選取直接影響胎圈與輪輞的配合程度，且該產(chǎn)品負(fù)荷較大，若d選取不當(dāng)，容易導(dǎo)致胎圈爆、胎側(cè)鼓包等早期損壞，結(jié)合公司以往經(jīng)驗，d取812 mm，C取685 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

斷面水平軸是輪胎受力分配的臨界處，也是受力最大處，為了防止此處所受應(yīng)力過于集中，需要進行結(jié)構(gòu)調(diào)整，避開應(yīng)力集中區(qū)域，本次設(shè)計H1/H2取0.702。

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

由于林業(yè)機械車輛經(jīng)常在山地、叢林中作業(yè)，因此輪胎胎面采用人字形花紋，并調(diào)整花紋傾角，花紋前傾角增大，取30°，后傾角取20°；同時為了有效減少花紋塊脫落，增大花紋飽和度，設(shè)計的花紋深度為32 mm，花紋飽和度為32%，花紋周節(jié)數(shù)為16。

胎面花紋展開和三維效果分別見圖2和3。

圖2 胎面花紋展開示意

圖3 胎面花紋三維效果

3 施工設(shè)計

3.1 胎面

針對林業(yè)輪胎使用環(huán)境，基部采用低生熱、高拉伸強度膠料配方，胎側(cè)采用高韌性膠料配方，本次設(shè)計胎面膠寬度為940 mm，冠部厚度為65 mm，胎肩厚度為90 mm。

在車間實際生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡量減少胎面擠出形狀不穩(wěn)定、接頭開裂等問題，保證胎面質(zhì)量，胎面最終采用纏繞成型方式。

3.2 胎體

胎體采用10層1400dtex/3V1錦綸66浸膠簾布，緩沖層采用4層3×0.20+6×0.35HT鋼絲簾布，并添加特殊材料以增強鋼絲簾線與膠料的粘合性能，提高產(chǎn)品的抗刺扎性能。

胎體簾線角度為32°，成品輪胎胎冠簾線角度為55°，簾線假定伸張值為1.028 5，可增大冠部接地面積，減小其他部位的刺扎幾率。

3.3 胎圈

采用雙鋼絲圈結(jié)構(gòu)，鋼絲圈采用直徑為0.9 mm的胎圈鋼絲，排列方式為8×16，胎圈部位采用整周纏繞，增大胎圈融合率，防止產(chǎn)品使用過程中出現(xiàn)胎圈散絲。

3.4 成型

成型采用半芯輪式成型機，機頭直徑為1 500 mm，機頭寬度為1 638 mm，并加寬腰帶，采用2-3，2-3，2成型方式。

3.5 硫化

采用罐式膠囊硫化，硫化條件為：外壓蒸汽溫度 （253±5） ℃，過熱水溫度 （286±8） ℃，過熱水壓力 （2.6±1） MPa，總硫化時間 300 min。

胎圈疤痕深度不大于1 mm、長度不大于5 mm的成品輪胎為合格品，胎圈疤痕深度不大于1 mm、長度大于5 mm的成品輪胎修補后為合格品或等外品。

胎圈大邊合格品修剪膠邊膠條最大殘留量不超過3 mm。無內(nèi)胎成品輪胎胎圈順胎趾邊部修剪整齊，不能出現(xiàn)鋸齒狀，不傷及線層。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸

成品輪胎安裝于測試輪輞DW27上，在標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力下的D′和B′分別為1 850和753 mm，均符合產(chǎn)品設(shè)計要求。

4.2 胎面膠物理性能

成品輪胎胎面膠物理性能測試結(jié)果見表1。

從表1可以看出，胎面膠的強度性能和耐磨性能均超過國家標(biāo)準(zhǔn)要求，達到設(shè)計目標(biāo)。

表1 成品輪胎胎面膠物理性能測試結(jié)果

5 結(jié)語

30.5 L-32 ALS28鋼絲簾線緩沖層林業(yè)輪胎的充氣外緣尺寸和胎面膠強度性能和耐磨性能均達到設(shè)計和相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)要求。該產(chǎn)品投放巴西市場后表現(xiàn)優(yōu)異，獲得用戶好評。