農(nóng)業(yè)斜交輪胎非質(zhì)量因素使用故障分析及解決措施

張宏偉，鄭清文，孟海獅，寇景榮，呂 威

（徐州徐輪橡膠有限公司，江蘇 徐州 221011）

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展極為重視。農(nóng)業(yè)機(jī)械不斷普及，已經(jīng)逐漸成為耕種與收割工作中不可缺少的工具，而農(nóng)業(yè)輪胎不僅對(duì)車輛的適應(yīng)以及性能的發(fā)揮有重要的影響，還可以有效地降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。農(nóng)業(yè)輪胎主要由胎冠、胎體簾布層、緩沖層和胎圈4部分組成；胎體簾布層一般由多層覆膠簾布貼合而成。由于農(nóng)業(yè)斜交輪胎的噪聲低、胎面柔軟以及價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，其目前在我國(guó)受到農(nóng)業(yè)機(jī)械使用者的青睞[1-2]。

本工作主要研究農(nóng)業(yè)斜交輪胎在使用過(guò)程中出現(xiàn)的非質(zhì)量因素問(wèn)題及對(duì)應(yīng)的解決措施，以減少農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用故障，保護(hù)農(nóng)民群眾的利益。

1 存在問(wèn)題及原因分析

據(jù)專業(yè)人士統(tǒng)計(jì)，充氣壓力問(wèn)題、負(fù)荷問(wèn)題及輪胎選型不當(dāng)?shù)热藶橐蛩匾鸬妮喬ス收险挤琴|(zhì)量因素故障的80%以上。

1.1 充氣壓力問(wèn)題

輪胎在使用過(guò)程中充氣壓力超出標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力范圍，會(huì)對(duì)輪胎造成嚴(yán)重的傷害。輪胎充氣壓力只有在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，才能夠確保輪胎在使用過(guò)程中既有彈性，又可以承受規(guī)定的負(fù)荷。但在實(shí)際使用過(guò)程中，農(nóng)業(yè)機(jī)械會(huì)承擔(dān)各種運(yùn)輸任務(wù)，輪胎工作環(huán)境也不同。特別是在冬季或夏季，如果輪胎充氣壓力過(guò)大，在使用過(guò)程中很可能會(huì)出現(xiàn)胎冠磨損現(xiàn)象（見(jiàn)圖1），同時(shí)還容易導(dǎo)致簾線因過(guò)度伸張而發(fā)生折斷，從而使得輪胎接地面積減小、彈性降低，最終在外部沖擊力的作用下出現(xiàn)爆胎的危險(xiǎn)。如果輪胎的充氣壓力過(guò)小，就會(huì)導(dǎo)致輪胎形狀發(fā)生改變，輪胎內(nèi)部溫度升高，最終出現(xiàn)脫層、鼓包和碾壞等問(wèn)題[3-4]（見(jiàn)圖2）。

因此，避免充氣壓力問(wèn)題的出現(xiàn)就需要輪胎制造企業(yè)制訂合理的輪胎充氣壓力標(biāo)準(zhǔn)，用戶按照該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輪胎進(jìn)行充氣，同時(shí)還需要經(jīng)常對(duì)輪胎的充氣壓力進(jìn)行檢查以確保輪胎充氣壓力符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，從而消除農(nóng)業(yè)輪胎在使用過(guò)程中出現(xiàn)故障的隱患。

1.2 負(fù)荷問(wèn)題

農(nóng)業(yè)機(jī)械在使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超載現(xiàn)象，即農(nóng)業(yè)輪胎承受的負(fù)荷超過(guò)其本身設(shè)計(jì)的最大承受負(fù)荷。同時(shí)，農(nóng)業(yè)輪胎的超負(fù)荷也會(huì)對(duì)車輛底盤造成影響，其前束、傾角等會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致輪胎異常磨損，加速輪胎花紋的磨耗。輪胎的負(fù)荷還與輪胎溫度有直接關(guān)系，由于輪胎是由簾線及橡膠等物質(zhì)構(gòu)成的，所以在高溫下容易出現(xiàn)老化、脫層以及爆破的問(wèn)題（見(jiàn)圖3）。

農(nóng)業(yè)機(jī)械在使用過(guò)程中承受較大負(fù)荷時(shí)，為減小胎側(cè)扭曲，農(nóng)業(yè)輪胎充氣壓力應(yīng)稍大一點(diǎn)。在使用過(guò)程中需要結(jié)合實(shí)際情況，調(diào)整輪胎的充氣壓力來(lái)降低車輛和輪胎的損耗。如14.9-24-6PR R-1輪胎充氣壓力根據(jù)實(shí)際情況最大可提高到150～180 kPa。

1.3 輪胎選型不當(dāng)

不同農(nóng)業(yè)機(jī)械所使用的輪胎是不同的，例如在水田中作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械所使用的輪胎是高花紋輪胎，該花紋輪胎不能替代在公路運(yùn)輸中作業(yè)的農(nóng)業(yè)輪胎。反之，在田間作業(yè)的農(nóng)業(yè)輪胎，如果不使用高花紋輪胎，就會(huì)出現(xiàn)較高的打滑率，還會(huì)縮短輪胎的使用壽命。如某拖拉機(jī)使用者因輪胎選型不當(dāng)造成輪胎花紋異常磨損嚴(yán)重[5]（見(jiàn)圖4）。

輪胎搭配不當(dāng)也會(huì)對(duì)輪胎的使用造成一定影響，其原因是不同輪胎制造企業(yè)的輪胎配方及性能設(shè)計(jì)有所不同，輪胎耐磨性能也不同。農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)當(dāng)在同一軸上安裝品牌、結(jié)構(gòu)以及性能相同的輪胎，尤其不能將子午線輪胎和斜交輪胎進(jìn)行混裝使用。如某用戶在大型拖拉機(jī)同一軸上混裝同一規(guī)格的子午線輪胎和斜交輪胎，致使輪胎外側(cè)磨損嚴(yán)重[6]（見(jiàn)圖5）。

1.4 輪胎保養(yǎng)不當(dāng)

輪胎的使用壽命不僅與輪胎的質(zhì)量有關(guān)，與輪胎的保養(yǎng)也有聯(lián)系。特別是農(nóng)業(yè)機(jī)械，長(zhǎng)期停放時(shí)如果輪胎沒(méi)有懸空，甚至是輪胎的充氣壓力已經(jīng)低于規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)充氣壓力時(shí)，很大程度上會(huì)導(dǎo)致輪胎變形或輪胎外胎脫層以及簾線折斷等問(wèn)題，進(jìn)而縮短輪胎的使用壽命。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械在長(zhǎng)期停放時(shí)應(yīng)及時(shí)保養(yǎng)輪胎，最好使輪胎保持懸空，這樣可以有效降低輪胎的外部壓力。

在東北地區(qū)冬季來(lái)臨時(shí)，很多農(nóng)業(yè)機(jī)械處于休眠狀態(tài)，這時(shí)不僅要結(jié)合實(shí)際情況合理控制輪胎充氣壓力，還需要對(duì)輪胎進(jìn)行保溫處理，防止農(nóng)業(yè)輪胎由于應(yīng)力與低溫的共同作用出現(xiàn)龜裂、變形、爆胎的現(xiàn)象[3]。

輪胎包扎后懸空保養(yǎng)如圖6所示。

2 輪胎企業(yè)的應(yīng)對(duì)措施

2.1 花紋設(shè)計(jì)優(yōu)化

在對(duì)農(nóng)業(yè)輪胎進(jìn)行充氣耐久性試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，不同花紋型號(hào)的輪胎充氣后，輪胎花紋溝的形狀不同。其中，花紋溝寬度變化明顯大于邊溝寬度變化，花紋溝寬度越大，充氣后的農(nóng)業(yè)斜交輪胎產(chǎn)生的花紋溝變形越小。因此，為進(jìn)一步減小農(nóng)業(yè)斜交輪胎的花紋變形，可以從花紋設(shè)計(jì)的改進(jìn)方面入手，適當(dāng)增大中溝寬度并進(jìn)行溝底結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而有利于農(nóng)業(yè)斜交輪胎在使用過(guò)程中花紋溝底散熱，降低膠料溫度，減少輪胎使用性故障。

2.2 施工設(shè)計(jì)和配方設(shè)計(jì)優(yōu)化

首先，對(duì)農(nóng)業(yè)斜交輪胎的施工設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)一步保證農(nóng)業(yè)斜交輪胎硫化后成品及時(shí)得到充氣，并確保硫化工藝的嚴(yán)格控制。其次，優(yōu)化農(nóng)業(yè)斜交輪胎胎面膠和胎側(cè)膠的配方設(shè)計(jì)，大膽引進(jìn)新材料并研制新配方，提高輪胎的抗裂口、抗切割和抗龜裂性能，確保輪胎的使用性能。最后，嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量，加強(qiáng)原材料質(zhì)量檢驗(yàn)和管理，杜絕使用不合格的原材料。

2.3 輪胎使用規(guī)范宣傳

農(nóng)業(yè)輪胎制造企業(yè)要定期到訪主機(jī)廠家進(jìn)行輪胎規(guī)范使用的宣傳，售后服務(wù)人員要對(duì)終端客戶進(jìn)行輪胎規(guī)范使用的講解。同時(shí)農(nóng)業(yè)輪胎制造企業(yè)可以在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布輪胎規(guī)范使用視頻，與農(nóng)業(yè)機(jī)械工作站展開合作，引導(dǎo)相關(guān)人員正確使用農(nóng)業(yè)輪胎。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)斜交輪胎的非質(zhì)量因素故障問(wèn)題進(jìn)行分析，著力促進(jìn)用戶規(guī)范使用輪胎，大幅度減少了因用戶使用不當(dāng)造成的輪胎故障，降低了用戶的損失，提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用效率。