承友昕

（中策橡胶集团有限公司，浙江 杭州 310018）

随着全球贸易发展，港口运营日益繁忙，对港口轮胎的需求量日益增大，同时对轮胎的使用安全及二次翻新提出了新要求。由于港口轮胎负荷高、作业时经常转向，导致轮胎花纹沟底易出现裂口，几乎所有品牌轮胎都存在花纹沟底裂问题。

针对港口轮胎花纹沟底裂问题，我公司成立工作小组，分析原因并提出解决方案[1-3]。

1 原因分析

1.1 花纹沟设计不合理

通过对市场反映的花纹沟底裂港口轮胎进行分析发现，轮胎花纹设计及花纹沟底设计都存在一些不合理：花纹直、倒圆半径小；花纹沟底倾角小、倒圆半径小。因此，轮胎承载受力时，花纹交点处及花纹沟底存在应力集中。对港口轮胎进行有限元建模分析[4]，验证了港口轮胎花纹存在一定应力集中的问题，如图1所示。

图1 花纹沟底裂港口轮胎应力分布有限元分析结果

1.2 胎面胶配方设计不合理

针对港口车辆转弯多、承载大使轮胎易磨损、压缩变形大和生热高等特点，配方设计时重点考虑胎面胶的耐磨性能和生热性能，忽略了耐屈挠性能和抗撕裂性能。胎面胶采用天然橡胶（NR）和顺丁橡胶（BR）（NR/BR并用比为50/50），NR用量小，导致胎面胶耐屈挠性能和抗撕裂性能下降。港口轮胎在高负荷下频繁扭转，造成花纹或花纹沟底产生裂口，并由于胎面胶耐屈挠性能和抗撕裂性能低而导致裂口进一步扩大延伸。

2 解决方案

2.1 优化花纹及花纹沟底设计

优化胎面花纹设计，将花纹内侧相交处的倒圆半径从10 mm增大到18 mm，接近于全倒圆，从而降低花纹应力集中，如图2所示。……