285/70R19.5全鋼載重子午線輪胎的設計

王 瑞，周 宇，韓 菁，韓志田，王靜鋒

（三角輪胎股份有限公司，山東 威海 264200）

隨著歐洲市場對285/70R19.5全鋼載重子午線輪胎需求的增長，我公司為填補該規格產品的空白，設計開發了285/70R19.5全鋼載重子午線輪胎，取得了良好的效果。現將產品的設計情況介紹如下。

1 技術要求

根據歐洲ETRTO—2012《歐洲輪胎輪輞技術組織標準手冊》，確定285/70R19.5全鋼載重子午線輪胎的技術參數為：標準輪輞 8.25，充氣外直徑（D′） 895（883～910） mm，充氣斷面寬（B′） 283（272～294） mm，標準充氣壓力 850 kPa，標準負荷 3 000 kg。

2 結構設計

2.1 外直徑（D）和斷面寬（B）

全鋼載重子午線輪胎的帶束層對輪胎冠部起到箍緊作用，但由于骨架材料為鋼絲簾線，伸張和變形較小，輪胎充氣后外直徑膨脹不大，D與模型尺寸相比變化不大，結合我公司類似輪胎設計經驗，本次設計D取892 mm，B取282 mm，外直徑膨脹率（D′/D）為1.003，斷面寬膨脹率（B′/B）為1.004。

2.2 行駛面寬度（b）和弧高度（h）

為提高輪胎的磨耗性能，減少輪胎在使用過程中出現胎肩畸磨等缺陷，提高輪胎的行駛里程，綜合考慮，本次設計b取224 mm，h取8 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

為保證輪胎附著強度，胎圈與輪輞采用過盈配合設計，結合以往的設計經驗，本次設計d取493.5 mm，C采取寬12.7 mm（0.5英寸）設計，取222 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

H1/H2取值很關鍵，特別是對全鋼子午線輪胎整體性能影響很大。對于采用單鋼絲圈和1層胎體結構的全鋼子午線輪胎，H1/H2取值較大，水平軸上移對肩部影響較大，H1/H2取值較小，水平軸下移造成胎圈部位應力集中，易出現胎圈空和胎圈裂等問題。根據設計經驗，本次設計H1/H2取1.028。

輪胎斷面輪廓如圖1所示。

2.5 胎面花紋

胎面花紋設計對輪胎的磨耗性能、噪聲及滾動阻力有著至關重要的影響。本次設計在原有TR685花紋的基礎上優化了花紋溝結構，有效降低了輪胎噪聲，較小的花紋深度以及較寬的行駛面，提供了優良的耐磨性能及低滾動阻力。花紋深度為13.5 mm，花紋飽和度為76.4%，花紋周節數為58。

圖1 輪胎斷面輪廓示意

優化前后胎面花紋展開如圖2所示。

3 施工設計

3.1 胎面

胎面采用胎面膠和基部膠兩方兩塊結構，采用雙復合擠出機擠出成型。胎面總寬度為252 mm，胎肩厚度為20 mm，中央厚度為18 mm。為提高輪胎的行駛里程，胎面膠采用耐磨、抗撕裂配方，基部膠采用低生熱配方，以降低胎面底部和肩部生熱，提高輪胎的使用壽命。

圖2 優化前后胎面花紋展開示意

胎面結構示意如圖3所示。

圖3 胎面結構示意

3.2 帶束層和胎體

根據以往同類型產品的設計經驗，并結合實際使用情況，帶束層采用3層+2層0°帶束層結構，其中1#和2#帶束層采用3×0.20+6×0.35HT高強度鋼絲簾線，3#帶束層采用5×0.30HI高抗沖擊鋼絲簾線，0°帶束層采用3×7×0.20HE高伸長鋼絲簾線，帶束層安全倍數為6.4，滿足要求。

胎體采用3+9×0.22+0.15鋼絲簾線，胎體安全倍數為8.4，滿足要求。

3.3 鋼絲圈

鋼絲圈采用Φ1.65 mm胎圈鋼絲，排列方式為7-8-9-10-9-8，共51根，鋼絲圈安全倍數大于7，滿足設計要求。

3.4 成型和硫化

采用一次法三鼓成型機成型，機頭直徑為475 mm，機頭寬度為660 mm。

采用1 651 mm（65英寸）熱板充氮雙模硫化機硫化，硫化條件為：膠囊飽和蒸汽壓力 （1.7±0.1） MPa，內壓（氮氣） ≥2.5 MPa，上熱板溫度 （150±2） ℃，下熱板溫度 （155±2） ℃，模套溫度 （155±2） ℃，內溫為變溫，總硫化時間 45 min。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸

輪胎外緣尺寸按照GB/T 521—2012《輪胎外緣尺寸測量方法》進行測量。結果表明，安裝于標準輪輞上的成品輪胎在標準充氣壓力下的充氣外直徑和斷面寬分別為895和283 mm，符合國家標準要求。

4.2 強度性能

強度性能按照GB/T 4501—2008《載重汽車輪胎性能室內試驗方法》和企業標準進行測試，試驗條件為：充氣壓力 850 kPa，壓頭直徑 38 mm。試驗結果表明，輪胎破壞能為3 142.8 J，為國家標準規定值的150%，輪胎強度性能良好，滿足國家標準要求。

4.3 耐久性能

耐久性能按照GB/T 4501—2008和企業標準進行測試，試驗條件和結果如表1所示。

從表1可以看出，試驗結束時成品輪胎累計行駛時間為91 h （國家標準要求達到47 h，企業標準要求達到77 h），試驗結束時輪胎胎肩脫層，成品輪胎耐久性能良好，符合國家標準要求。

表1 耐久性試驗條件和結果

5 結語

285/70R19.5全鋼載重子午線輪胎的外緣尺寸、強度性能和耐久性能均達到國家標準及企業標準要求。該規格輪胎自投產以來，生產工藝穩定，成品合格率高，產品投放市場后深受歐美客戶及國內客戶的認可，供不應求，為公司創造了較好的經濟效益和社會效益。