26×9－14.5NHS 24PR I-1草地轮胎的设计

2017-07-23代方文

轮胎工业 2017年7期

代方文

（贵州轮胎股份有限公司，贵州贵阳 550008）

近年来，随着绿色产业的发展，国内外草地轮胎的应用越来越广泛，用于公园和农场等环境的轮胎需求量不断增大。我公司通过市场调研，为了细化产品结构，满足国外市场的需求，根据用户需求与技术协议，参照GB/T 1192—2008，设计开发了26×9－14.5NHS 24PR I-1草地轮胎，现将产品的设计情况介绍如下。

1 技术要求

根据相关标准及要求，确定26×9－14.5NHS 24PR I-1草地轮胎的技术参数为：轮辋 6.00，充气外直径（D′） 664（654～674） mm，充气断面宽（B′） 232（226～238） mm，轮胎最大使用断面宽 245 mm，标准充气压力 345 kPa，标准负荷910 kg。

2 结构设计

2.1 外直径（D）和断面宽（B）

合理设计轮胎模具尺寸不仅能保证成品轮胎的充气外缘尺寸符合要求，而且是使轮胎获得最佳使用性能的重要环节。通过收集大量数据，参考部分产品设计经验，本次设计D取655 mm，B取240 mm，则外直径膨胀率（D′/D）为1.013 7，断面宽膨胀率（B′/B）为0.966 7。

2.2 行驶面宽度（b）和弧高度（h）

b和h是直接决定轮胎使用性能的重要参数，对轮胎的耐磨性能、牵引性能、接地面积和对地面的抓着力影响较大。由于该轮胎的行驶速度要求较低，为延长轮胎的使用寿命，最大限度地增大轮胎与地面的接触面积，以减小单位面积上的压力，b取值应尽量大。本次设计b/B取0.875，则b取210 mm。

为综合考虑轮胎的舒适性、耐磨性能与负荷能力，减小轮胎充气后的变形，同时兼顾胎肩生热，以减少肩空等质量问题的发生，综合考虑，h取7.5 mm。

2.3 胎圈着合直径（d）和着合宽度（C）

在通常情况下，d需要根据轮辋类型来确定，使胎圈部位的曲线弧度与轮辋边缘很好吻合，胎圈与轮辋采取过盈配合设计，若过盈量较大，轮胎装卸困难，而且影响胎圈的安全性能；若过盈量较小，轮胎与轮辋不能紧密配合，使轮胎在行驶过程中胎圈和轮辋之间发生相对位移，导致胎圈磨损等质量问题。综合考虑，本次设计d取368 mm，C取152 mm，趾口倾角取5°。

2.4 断面水平轴位置（H1/H2）

断面水平轴位置是轮胎胎侧最大屈挠变形的位置，选取不当会导致轮胎早期损坏。断面水平轴若向胎肩部位移动，会使胎肩应力集中，造成胎肩脱空质量缺陷；断面水平轴若向胎圈部位移动，会使胎圈部位应力增大，由于胎圈刚性较大，会加速胎圈早期损坏。结合该系列产品的设计经验，本次设计H1/H2取1.123 1。

轮胎断面轮廓如图1所示。

图1 轮胎断面轮廓示意

2.5 胎面花纹

胎面花纹的设计对轮胎性能和使用寿命有很大的影响，同时对车辆的操纵稳定性和对地面的抓着力起到关键作用。本次设计轮胎要求舒适性好，因此采用纵向条形花纹设计，花纹深度为7 mm，花纹饱和度为86%，花纹周节数为48。为防止花纹沟裂口，花纹块底部采用圆弧过渡，以分散应力，使花纹既有很好的抓着性能和牵引性能，又具有良好的自洁性和舒适性，整体布局合理，美观大方。

胎面花纹展开如图2所示。

图2 胎面花纹展开示意

3 施工设计

3.1 胎面

胎面采用两方三块结构，即由一块胎冠胶、两块胎侧胶组成。从轮胎的使用特点来看，胎面整体设计较薄，散热性较好。胎面冠部总厚度为15 mm，胎面肩部总厚度为18 mm，胎面总宽度为580 mm。

3.2 胎体

胎体采用4层高强度的1400dtex/2锦纶6浸胶帘布，胎体帘布裁断角度取37°，成品轮胎胎冠角为58.5°。帘线假定伸张值取1.028，以减小轮胎充气后的径向变形。胎体安全倍数为12.5。

3.3 胎圈

钢丝圈直径为380 mm，钢丝排列方式为7×7。胎圈采用单钢丝圈结构，安全倍数为11.9，满足设计要求。

3.4 成型

采用胶囊反包、指形正包成型机成型，成型机头直径为450 mm，机头宽度为480 mm。胎体成型方式为2-2，帘布筒采用扩布器扩张后夹往成型机头，再用胶囊反包进行成型，反包高度接近水平轴，以增强下胎侧的强度和刚性，避免胎圈部位早期损坏。采用人工缠绕的方式将胎面贴在胎体上。成型胎坯质量满足硫化工艺要求。

3.5 硫化

采用液压式B型胶囊硫化机硫化，硫化工艺采用蒸汽/氮气组合形式，硫化条件为：蒸汽温度 200 ℃，外温 175 ℃，压力 2.0 MPa，总硫化时间 24 min。硫化轮胎无外观质量缺陷，满足要求。

4 成品性能

4.1 外缘尺寸

成品轮胎外缘尺寸按照GB/T 521—2012《轮胎外缘尺寸测量方法》进行测量。结果表明，安装于标准轮辋上的成品轮胎在标准充气压力下充气外直径和充气断面宽分别为664.6和231.3 mm，满足技术协议要求。轮胎外观质量满足HG/T 2177—2011《轮胎外观质量》要求。

4.2 静负荷性能

根据设计要求对轮胎进行静负荷性能测试，测得不同负荷下轮胎的下沉量和静态半径，如图3所示。下沉量是影响轮胎径向变形重要因素，也关系到轮胎的使用质量。从图3可以看出，在标准充气压力、不同负荷下轮胎的下沉量与静半径都是呈比例的；下沉量比同类系列轮胎产品小，说明轮胎径向变形小，冠弧小，轮胎冠部接地面积增大，单位面积的接地压力减小。