11－38 12PR KT676拖拉機驅動輪輪胎的設計

趙海燕，焦世新，王柱慶

（新疆昆侖工程輪胎有限責任公司，新疆 庫爾勒 841011）

隨著經濟和農業技術的快速發展，農業機械化程度逐步提高，較大規格農業輪胎需求量呈直線上升。為滿足國內外市場需求，我公司在進行廣泛的市場調研后，開發了農業輪胎系列產品。現將11－38 12PR KT676拖拉機驅動輪輪胎的設計情況簡介如下。

1 技術要求

根據GB/T 2979—2008，確定11－38 12PR KT676拖拉機驅動輪輪胎的技術參數為：標準輪輞 W10，花紋型號 KT676，充氣外直徑（D′） 1 540 mm（1 517.2～1 568.5 mm），充氣斷面寬（B′） 305 mm（292.8～323.3 mm），標準充氣壓力 250 kPa，額定負荷 2 495 kg。

2 結構設計

2.1 外直徑（D）和斷面寬度（B）

合理設計輪胎模腔尺寸是保證成品輪胎充氣外緣尺寸和使用性能達到要求的關鍵。確定適合的B可提高輪胎胎側剛性，防止胎側屈撓增大而造成水平軸偏移。參考我公司相近規格輪胎的膨脹率，為保證充氣輪胎的外緣尺寸在要求范圍內，本設計外直徑膨脹率（D′/D）取1.006 5，斷面寬度膨脹率（B′/B）取1.051 7，則D為1 530 mm，B為290 mm。

2.2 行駛面寬度（b）和弧度高（h）

拖拉機主要在農田作業，其輪胎必須具有較好的牽引性和通過性。適當增大b和減小h，可增大輪胎與土壤的接觸面積，減小輪胎對土壤的壓力，提高輪胎的行駛穩定性。本設計b/B取0.982 7，則b為285 mm；h/斷面高（H）取0.107 1，H為280 mm，則h為30 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

拖拉機輪胎作業時承受垂直負荷和切向牽引力的作用，由于充氣壓力低，輪胎在牽引力的作用下易在輪輞上滑動，導致胎圈磨損，為保證胎圈與輪輞緊密著合，本設計d與輪輞直徑相同，輪輞直徑為970 mm，則d取970 mm；C比輪輞寬度小12.7 mm（0.5英寸），C為254 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

拖拉機輪胎胎面花紋較深，作業時應力主要集中在冠部，易出現斷面水平軸上移或冠裂等現象。因此，H1/H2應取較小值，以使輪胎斷面水平軸向胎圈方向移動，減少花紋塊應力集中，同時有利于輪胎牽引力傳遞。本設計H1/H2取0.666 7，則H1為112 mm，H2為168 mm，胎趾傾角取5°。

輪胎斷面輪廓如圖1所示。

圖1 輪胎斷面輪廓示意

2.5 胎面花紋

本設計胎面采用型號為KT676的人字形花紋，花紋深度為32.5 mm，花紋周節數為28，花紋飽和度為29.85%。為提高花紋塊根部抗裂性和穩定性，減小輪胎在作業時花紋塊移動，適當增大了花紋塊支撐角度，即前支撐角度為12°～16°，后支撐角度為16°～20°；同時，增大花紋塊根部連接弧以加大花紋塊根部膠料厚度。

胎面花紋展開如圖2所示。

圖2 胎面花紋展開示意

3 施工設計

3.1 胎面

優化胎面膠配方，使胎面膠的耐磨性能、抗刺扎性能和抗切割性能好；胎側膠采用耐屈撓性能和耐老化性能好的專用配方。

胎面采用兩方四塊結構，復合擠出。胎面長度為3 215 mm，胎面總寬度為790 mm，基部寬為480 mm，胎冠厚度為33.0 mm，胎肩厚度為27.0 mm，胎面質量為46.6 kg。

3.2 胎體

胎體采用6層加密1400dtex/2V2錦綸6簾布，6#膠體簾布層上貼緩沖膠片，以增強冠部抗沖擊能力，胎體簾布貼合方式為4-2。胎體安全倍數為10.4，可滿足輪胎較苛刻的作業條件。

另外，適當增大胎冠簾線角度，可以提高胎冠周向剛性，減小胎冠變形，提高輪胎在農田中的通過性。增大胎體簾布裁斷角度可增大胎冠簾線角度，本設計胎體簾線裁斷角度取34.5°，成品輪胎胎冠簾線角度為52.296°。

3.3 緩沖膠片

緩沖膠片采用天然橡膠/順丁橡膠并用膠，其與胎面和胎體的粘合性能好。緩沖膠片厚度為0.4 mm，寬度為350 mm，成型貼合時壓實，不得有皺褶和氣泡。

3.4 胎圈

鋼絲圈采用直徑為0.96 mm的19#回火鋼絲制備，鋼絲排列方式為8×9，鋼絲圈直徑為984 mm。三角膠尺寸為10 mm×18 mm，這樣可確保胎圈堅固且有足夠的強度和剛性。胎圈部位的材料飽滿且均勻向胎側過渡，減少了成品裝配線部位出現疤痕和缺膠現象。

3.5 成型工藝

輪胎成型采用直徑為1 090 mm半芯輪式成型機，胎里直徑與機頭直徑之比為1.321，簾線假定伸張值為1.031，計算機頭寬度為600 mm。胎體成型反包高度是影響胎側強度的重要因素，由于拖拉機輪胎充氣壓力低、胎體薄，半成品易變形，成品輪胎易下沉，因此增大胎體反包高度，反包點延至水平軸上方，可提高胎側剛性，減小輪胎下沉量，避免胎側應力集中。

3.6 硫化工藝

采用蒸汽式硫化機硫化，正硫化條件為145℃×65 min，硫化機動力水壓力 ≥2.1 MPa，內壓蒸汽壓力 ≥0.8 MPa，內壓冷水壓力 ≥2.0 MP，循環過熱水出口溫度 ≤160 ℃，內壓一次過熱水壓力 2.2～2.5 MPa，內壓二次過熱水進口壓力 ≥2.75 MPa，內壓二次過熱水進口壓差 ≤0.3 MPa，外壓蒸汽壓力 0.32～0.35 MPa，后充氣壓力 （0.35±0.05） MPa。成品輪胎外觀整潔，無明顯疤痕和缺膠的現象。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸

在標準充氣壓力250 kPa下安裝在標準輪輞上的成品輪胎D′和B′分別為1 555和312 mm，符合GB/T 1192—2008要求。

4.2 物理性能

成品輪胎的物理性能如表1所示。從表1可以看出，成品輪胎的物理性能達到企業標準要求，完全滿足GB/T 1192—2008要求。

表1 成品輪胎的物理性能

5 結語

11－38 12PR KT676拖拉機驅動輪輪胎成品外觀質量優良，充氣外緣尺寸和物理性能達到國家標準要求。該輪胎批量生產并投入市場后，其耐磨性能、抗刺扎性和牽引性能等受到用戶一致好評。該輪胎為企業創造了良好的經濟和社會效益。