30.5L-32 ALS28鋼絲簾線緩沖層林業輪胎的設計

張亞輝，王 潔，申玉德

（風神輪胎股份有限公司，河南 焦作 463000）

近年來巴西林業生產發展勢頭強勁，產業規模不斷擴大和產區管理日益現代化，要求林業機械必須具有較高的生產效率，為了減少輪胎的更換次數，要求林業輪胎具有良好的抗刺扎性能。為適應市場需求，擴大出口，提高我國林業輪胎產品競爭力勢在必行。

普通斜交輪胎的緩沖層只能承受10%～20%剪切應力，在路況惡劣時，輪胎極易被刺破。為提高林業輪胎抗刺扎性能，延長使用壽命，我公司采用鋼絲簾線緩沖層，制備了30.5L-32 ALS28鋼絲簾線緩沖層林業輪胎，現將產品開發情況簡介如下。

1 技術要求

根據GB/T 2980—2018《工程機械輪胎規格、尺寸、氣壓與負荷》[1-2]，確定30.5L-32 ALS28林業輪胎的技術參數如下：標準輪輞 DW27/DW27B/DH27/DH27B/DH27H/DH27HB等，充氣外直徑（D′） 1 847（1 803.7～1 896.6） mm，充氣斷面寬（B′） 775 mm（744.0～821.5） mm，行駛速度 10 km·h-1，標準充氣壓力 310 kPa，標準負荷 10 000 kg。

2 結構設計

2.1 外直徑（D）和斷面寬（B）

為保證輪胎充氣外緣尺寸符合國家標準要求，并獲得較好的耐久性能，結合本公司實際生產工藝情況，在本次設計中D取1 845 mm，B取750 mm，外直徑膨脹率（D′/D）取1.002 7，斷面寬膨脹率（B′/B）取1.035。

2.2 行駛面寬度（b）和弧度高（h）

林業輪胎在森林地帶作業，使用條件苛刻，因此要求產品具有良好的抗刺扎性能，同時為盡量減少更換次數，林業輪胎還需要較好的耐久性能[3]。增大b、減小h，可以提高輪胎耐磨性能，本次設計b/B取1.011，b取758 mm，h/斷面高（H）取0.061，h取90 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

林業輪胎使用多鍵式輪輞，d的選取直接影響胎圈與輪輞的配合程度，且該產品負荷較大，若d選取不當，容易導致胎圈爆、胎側鼓包等早期損壞，結合公司以往經驗，d取812 mm，C取685 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

斷面水平軸是輪胎受力分配的臨界處，也是受力最大處，為了防止此處所受應力過于集中，需要進行結構調整，避開應力集中區域，本次設計H1/H2取0.702。

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

由于林業機械車輛經常在山地、叢林中作業，因此輪胎胎面采用人字形花紋，并調整花紋傾角，花紋前傾角增大，取30°，后傾角取20°；同時為了有效減少花紋塊脫落，增大花紋飽和度，設計的花紋深度為32 mm，花紋飽和度為32%，花紋周節數為16。

胎面花紋展開和三維效果分別見圖2和3。

圖2 胎面花紋展開示意

圖3 胎面花紋三維效果

3 施工設計

3.1 胎面

針對林業輪胎使用環境，基部采用低生熱、高拉伸強度膠料配方，胎側采用高韌性膠料配方，本次設計胎面膠寬度為940 mm，冠部厚度為65 mm，胎肩厚度為90 mm。

在車間實際生產條件的基礎上，盡量減少胎面擠出形狀不穩定、接頭開裂等問題，保證胎面質量，胎面最終采用纏繞成型方式。

3.2 胎體

胎體采用10層1400dtex/3V1錦綸66浸膠簾布，緩沖層采用4層3×0.20+6×0.35HT鋼絲簾布，并添加特殊材料以增強鋼絲簾線與膠料的粘合性能，提高產品的抗刺扎性能。

胎體簾線角度為32°，成品輪胎胎冠簾線角度為55°，簾線假定伸張值為1.028 5，可增大冠部接地面積，減小其他部位的刺扎幾率。

3.3 胎圈

采用雙鋼絲圈結構，鋼絲圈采用直徑為0.9 mm的胎圈鋼絲，排列方式為8×16，胎圈部位采用整周纏繞，增大胎圈融合率，防止產品使用過程中出現胎圈散絲。

3.4 成型

成型采用半芯輪式成型機，機頭直徑為1 500 mm，機頭寬度為1 638 mm，并加寬腰帶，采用2-3，2-3，2成型方式。

3.5 硫化

采用罐式膠囊硫化，硫化條件為：外壓蒸汽溫度 （253±5） ℃，過熱水溫度 （286±8） ℃，過熱水壓力 （2.6±1） MPa，總硫化時間 300 min。

胎圈疤痕深度不大于1 mm、長度不大于5 mm的成品輪胎為合格品，胎圈疤痕深度不大于1 mm、長度大于5 mm的成品輪胎修補后為合格品或等外品。

胎圈大邊合格品修剪膠邊膠條最大殘留量不超過3 mm。無內胎成品輪胎胎圈順胎趾邊部修剪整齊，不能出現鋸齒狀，不傷及線層。

4 成品性能

4.1 外緣尺寸

成品輪胎安裝于測試輪輞DW27上，在標準充氣壓力下的D′和B′分別為1 850和753 mm，均符合產品設計要求。

4.2 胎面膠物理性能

成品輪胎胎面膠物理性能測試結果見表1。

從表1可以看出，胎面膠的強度性能和耐磨性能均超過國家標準要求，達到設計目標。

表1 成品輪胎胎面膠物理性能測試結果

5 結語

30.5 L-32 ALS28鋼絲簾線緩沖層林業輪胎的充氣外緣尺寸和胎面膠強度性能和耐磨性能均達到設計和相應國家標準要求。該產品投放巴西市場后表現優異，獲得用戶好評。