3＋8×0.21ST鋼絲簾線在全鋼載重子午線輪胎中的應用

劉伯忠

（賽輪金宇集團股份有限公司，山東 青島 266500）

輪胎滾動阻力所消耗的能量約占整個汽車消耗能源的20%。汽車的排放量與燃油消耗相關，因此降低能源消耗，減小二氧化碳排放量，有利于環境保護。

為減少對大氣的污染，降低輪胎的滾動阻力勢在必行。降低輪胎滾動阻力的方法主要有減小輪胎結構變形、改進輪胎材料和輪胎輕量化[1]。輪胎輕量化中骨架材料采用超高強度鋼絲簾線替代高強度鋼絲簾線，不僅可減小輪胎的質量，還能提高輪胎的安全性能和耐久性能，降低輪胎的滾動阻力。

本工作研究以3＋8×0.21ST鋼絲簾線替代3＋9×0.22W鋼絲簾線在11R22.5 16PR全鋼載重子午線輪胎胎體中的應用。

1 實驗

1.1 主要原材料

3＋8×0.21ST鋼絲簾線和3＋9×0.22W鋼絲簾線，貝卡爾特（山東）鋼簾線有限公司產品。

1.2 主要設備和儀器

四輥鋼絲簾布壓延生產線，日本IHI公司產品；90°鋼絲簾布裁斷機，天津賽象科技股份有限公司產品；三鼓一次法成型機，軟控股份有限公司產品；輪胎耐久性試驗機，青島測控技術有限公司產品。

1.3 性能測試

輪胎各項性能均按相應國家標準和企業標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 鋼絲簾線性能對比

我公司以前采用3＋9×0.22W鋼絲簾線作為11R22.5輪胎胎體簾線，現采用3＋8×0.21ST鋼絲簾線替代，其性能指標對比見表1。

表1 兩種鋼絲簾線性能指標對比

從表1可以看出，與3＋9×0.22W鋼絲簾線相比，3＋8×0.21ST鋼絲簾線直徑更小，鋼絲和膠料質量較小，破斷力提高7%，能夠減小鋼絲簾線用量，因此能有效減小輪胎質量。

膠料滲透性對骨架材料十分重要，膠料滲透性好可以防止水汽對鋼絲簾線的侵蝕，提高簾線與膠料粘合力的保持率，減少輪胎在使用中的脫空現象，延長輪胎的使用壽命。3＋8×0.21ST鋼絲簾線和3＋9×0.22W鋼絲簾線滲膠后斷面如圖1所示。

圖1 兩種鋼絲簾線滲膠后斷面對比

從圖1可以看出，3＋9×0.22W鋼絲簾線有外纏絲，外纏絲與外股間方向相反是點接觸，使用中容易磨損。3＋8×0.21ST鋼絲簾線沒有外纏絲，外股磨損相對輕，鋼絲耐屈撓性能更好。

2.2 鋼絲簾線的工藝性能

兩種鋼絲簾線壓延參數對比見表2。

表2 兩種鋼絲簾線壓延參數對比

從表2可以看出，由于3＋8×0.21ST鋼絲簾線直徑小，因此其壓延厚度較小，鋼絲和膠料的質量減小，進而減小輪胎質量。

鋼絲簾線壓延時工藝性能良好；直裁和接頭過程中簾布無散頭、翹頭現象，接頭質量符合要求，成型過程無拉伸，接頭、反包、壓實均正常；硫化后產品外觀質量符合外觀質量標準，X光檢查無異常。

2.3 成品性能檢測

采用3＋8×0.21ST鋼絲簾線替代3＋9×0.22W鋼絲簾線作為胎體骨架材料，生產11R22.5 16PR全鋼載重子午線輪胎，進行成品輪胎性能對比。

強度試驗條件：環境溫度 18～36 ℃；充氣壓力 830 kPa，停放時間 24 h，在裝機前將充氣壓力調至830 kPa。

耐久性試驗條件：環境溫度 （38±3）℃；充氣壓力 830 kPa，停放時間 24 h，在裝機前將充氣壓力調至830 kPa，額定負荷 3 000 kg，試驗速度 80 km·h-1。

滾動阻力試驗條件：環境溫度 20～28 ℃；停放時間 24 h，試驗速度 80 km·h-1。

成品輪胎性能檢測結果見表3。

表3 成品輪胎性能檢測結果

從表3可以看出，兩種簾線輪胎外緣尺寸基本一致，試驗輪胎耐久性能提升17%，滾動阻力系數減小，達到輪胎輕量化、提升整體性能的目的。

2.4 成本分析

采用3＋8×0.21ST鋼絲簾線替代3＋9×0.22W鋼絲簾線作為胎體骨架材料，11R22.5 16PR全鋼載重子午線輪胎質量減小14%，材料成本下降，具有一定的經濟效益。

3 結論

采用超高強度、結構簡單、滲透性能優異的3＋8×0.21ST鋼絲簾線替代3＋9×0.22W鋼絲簾線作為胎體骨架材料，生產11R22.5 16PR全鋼載重子午線輪胎，簾線壓延工藝性能良好，成品輪胎的外緣尺寸、強度、耐久性能和滾動阻力系數達到國家標準要求，并且耐久性能提升，滾動阻力系數減小，同時輪胎質量減小，材料成本降低，符合輪胎工業節能、低碳和環保的發展要求。