Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲在半鋼子午線輪胎中的應(yīng)用

譚 苗，任喬偉，楊 姣，黨 飛

（陜西延長石油集團(tuán)橡膠有限公司，陜西 咸陽 712000）

隨著我國汽車工業(yè)的飛速發(fā)展，輪胎行業(yè)有長足的進(jìn)步。各種新材料的開發(fā)給輪胎設(shè)計(jì)研發(fā)提供了多種選擇[1-2]。

胎圈是輪胎直接與輪輞接觸的部位，對輪胎的安全性起至關(guān)重要的作用[3-6]，通過更換較大直徑高強(qiáng)度胎圈鋼絲，可以在不影響輪胎安全性的同時提高生產(chǎn)效率、降低成本。本工作研究以Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲替代Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲應(yīng)用于半鋼子午線輪胎的效果。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

Φ1.3 mm和Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲，江蘇興達(dá)鋼簾線股份有限公司產(chǎn)品。

1.2 主要設(shè)備

鋼絲圈纏繞機(jī)，無錫益聯(lián)機(jī)械有限公司產(chǎn)品；鋼絲圈測量儀，上海迅克自動化科技有限公司產(chǎn)品；HW-WSJT型臥式三角膠貼合機(jī)，上海合威橡膠機(jī)械工程有限公司產(chǎn)品；VMI245-SL型一次法成型機(jī)，荷蘭VMI公司產(chǎn)品；LLY-B1220/1715×2型硫化機(jī)，浙江榮升機(jī)械有限公司產(chǎn)品；GXYLSN-1112型高速/耐久性試驗(yàn)機(jī)，青島高測科技股份有限公司產(chǎn)品；LQD-3/4脫圈試驗(yàn)機(jī)，天津久榮車輪技術(shù)有限公司產(chǎn)品。

1.3 性能測試

破斷力和破斷伸長率按照GB/T 228.1—2010《金屬材料拉伸試驗(yàn) 第一部分 室溫試驗(yàn)方法進(jìn)行測試》進(jìn)行測定。粘合強(qiáng)度按照GB/T 3513—2018《硫化橡膠與單根鋼絲粘合力的測定 抽出法》進(jìn)行測定。單絲扭轉(zhuǎn)次數(shù)按照GB/T 239.1—2012《金屬材料線材 第一部分 單向扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)方法》進(jìn)行測定。鍍層質(zhì)量按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JS/BZ-A-（FF）-015進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 鋼絲性能

表1示出了Φ1.3 mm和Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲基本性能對比。

從表1可以看出，Φ1.3 mm和Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲的各項(xiàng)性能滿足指標(biāo)要求，且Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲的破斷力、粘合強(qiáng)度和鍍層質(zhì)量大于Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲。

表1 胎圈鋼絲基本性能對比

2.2 工藝性能

Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)過程中鋼絲加熱溫度為60 ℃，覆膠和纏繞過程良好，覆膠后鋼絲直徑為1.61 mm，鋼絲圈內(nèi)周長為1 286.1 mm，均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。此外，生產(chǎn)過程未發(fā)生異常情況，鋼絲圈無表面異物、鋼絲裸露、接頭翹開問題。三角膠貼合緊致，無貼合偏心、接頭開、卷邊等不良現(xiàn)象。

表2示出了采用Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的4-5-4鋼絲圈和采用Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的5-6-5-4鋼絲圈參數(shù)對比。圖1示出了Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的4-5-4鋼絲圈外觀。

圖1 Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的4-5-4鋼絲圈

由表2可知：采用Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的4-5-4鋼絲圈安全倍數(shù)為6.2，符合公司鋼絲圈安全倍數(shù)大于6的設(shè)計(jì)要求；鋼絲圈質(zhì)量為0.191 kg，比采用Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的鋼絲圈質(zhì)量減小了0.062 kg。此外，采用Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲替代Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲，由于胎圈鋼絲數(shù)量減少了7根，纏繞效率提升約35%。

表2 兩種規(guī)格鋼絲圈參數(shù)對比

2.3 成品性能

采用Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的4-5-4鋼絲圈替代采用Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的5-6-5-4鋼絲圈試制205/55R16 91V半鋼子午線輪胎并進(jìn)行成品輪胎性能對比試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3 成品輪胎性能對比

從表3可以看出：試驗(yàn)輪胎的充氣外直徑和斷面寬均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求（充氣外直徑為625～639 mm，充氣斷面寬為205～220 mm）；脫圈阻力符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求（大于11 320 N），采用Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲的試驗(yàn)輪胎脫圈阻力為14 576 N，比采用Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲的參比輪胎脫圈阻力增大了9%；水壓爆破安全倍數(shù)符合設(shè)計(jì)要求；高速性能和耐久性能均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求，成品輪胎性能良好。

圖2和3分別示出了采用Φ1.2 mm和Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的胎圈斷面。

由圖2和3可知，采用Φ1.2 mm和Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的胎圈，硫化后輪胎胎圈斷面光滑、平整、緊實(shí)，無胎圈瘦小或膠邊不良現(xiàn)象，鋼絲圈無跑偏、變形。

圖2 Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的5-6-5-4胎圈斷面

圖3 Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)的4-5-4胎圈斷面

圖4示出了采用Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲的成品輪胎的X光檢測結(jié)果。

圖4 成品輪胎X光檢測結(jié)果

由圖4可以看出，成品輪胎胎圈部位鋼絲無散絲、偏差和打褶等不良現(xiàn)象，符合企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 經(jīng)濟(jì)效益

與Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲相比，采用Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲，在相同纏繞速度下，每個鋼絲圈平均可少纏繞4圈，生產(chǎn)效率提高15%，鋼絲圈質(zhì)量減小，每年可降低生產(chǎn)成本約35萬元。

4 結(jié)語

采用Φ1.3 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲替代Φ1.2 mm高強(qiáng)度胎圈鋼絲生產(chǎn)半鋼子午線輪胎，滿足生產(chǎn)工藝要求，生產(chǎn)效率提高，生產(chǎn)成本降低，安全性也符合公司標(biāo)準(zhǔn)，輪胎成品性能符合相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，有效提升了公司的產(chǎn)品競爭力。