全鋼載重子午線輪胎室內試驗數據準確性的影響因素研究

王沖鋒，王艷玲，孫智波

（焦作市輪胎及橡膠制品檢測中心，河南 焦作 454150）

通過全鋼載重子午線輪胎成品室內試驗可以檢測輪胎的各項性能，影響試驗結果的主要因素有試驗設備與精度、試驗條件、試驗步驟和判定規則等[1-2]。

目前，全鋼載重子午線輪胎成品室內試驗設備主要為輪胎高速耐久性試驗機（簡稱耐久性試驗機），其生產廠家有軟控股份有限公司和天津久榮工業技術有限公司等。對不同廠家的設備，均按照相同方法進行輪胎成品室內試驗，影響成品室內試驗數據準確性的因素主要有溫度、充氣壓力、速度、負荷和位移等[3-5]。

結合多年實踐經驗，本工作對影響全鋼載重子午線輪胎成品室內試驗數據準確性的多種因素進行了研究，并提出相應的改進措施。

1 影響輪胎成品室內試驗數據準確性的因素

1.1 溫度

1.1.1 環境溫度

按生產廠家的不同，耐久性試驗機有兩工位和四工位兩種，根據現場安裝空間采用不同的冷卻方式，可能出現試驗中內部環境溫度不穩定，將直接影響輪胎的試驗數據。環境溫度不穩定的主要原因如下：

（1）安裝耐久性試驗機的實驗室空間大；

（2）實驗室安裝的柜機空調只有送風功能，無排風功能；進行試驗時，環境溫度只能控制在27～33 ℃；

（3）耐久性試驗機未安裝溫控房（見圖1）；

（4）耐久性試驗機的環境溫度傳感器位置對溫度測量結果有影響。

1.1.2 試驗溫度

試驗中輪胎內溫測量方式主要有熱電偶（見圖2）和熱電阻（見圖3）兩種。目前現場采用PT100型熱電阻進行測量。

造成試驗數據不準確的試驗溫度原因主要如下：

（1）PT100型熱電阻前端有測溫芯片，易損壞，頻繁更換會降低試驗效率，而且熱電阻直徑約為3 mm，影響輪胎進氣量及氣壓控制；

（2）使用PT100型熱電阻，在有內胎輪胎內溫測量時，熱電阻無法伸到輪胎內部，只能測量輪胎氣門嘴拐角處的溫度。

1.2 充氣壓力

實驗室采用壓縮空氣進行正常充氣，通常采用儲氣罐+空壓機（見圖4和5）和0.8 MPa的管道風+增壓氣缸2種形式，以實現整個試驗站的氣體供給。

造成試驗數據不準確的充氣壓力原因主要如下：

（1）充氣壓力低時其波動不大，充氣壓力越高其波動越大，如：充氣壓力為950 kPa時，波動范圍在934～945 kPa，波動大，不可忽略；

（2）空壓機充氣無過濾裝置，易出現堵塞，也會影響設備精度；

（3）輪輞為單氣門嘴輪輞，對試驗中的溫度和充氣壓力監控帶來不便；

（4）氣門嘴長期使用會出現磨損，從而產生漏氣現象。

1.3 速度

設備設定速度為線速度。利用反光條反射測速儀的信號，測速計接收信號后將其轉化為轉速，計算實際線速度。按照輪胎速度級別，通過動態試驗評價輪胎在高速行駛時的性能。

造成試驗數據不準確的速度原因主要為設定速度與實際速度有差異，速度不穩定（超出公差）；試驗機轉鼓的徑向跳動應不大于0.25 mm。具體情況如下：

（1）共接電源有同時使用的大功率設備，電流不穩定，從而影響速度；

（2）目測速度不穩定，由設備本身造成；

（3）長期使用耐久性試驗機轉鼓皮帶導致其松弛或出現磨損，從而影響轉鼓速度。

1.4 負荷

試驗輪胎的負荷由負荷傳感器控制，為了消除直線導軌阻力對負荷傳感器的影響，使被校傳感器與標準傳感器顯示值相同，本工作采用標準負荷傳感器及顯示儀表和一些組件來計算實際負荷。試驗加載裝置的加載能力應滿足試驗方法要求，如載重輪胎負荷精度為滿量程的±1.5%，轎車輪胎負荷精度為滿量程的±1.0%。

造成試驗數據不準確的負荷原因主要如下：

（1）油箱（見圖6）里的耐磨液壓油（簡稱液壓油）因長時間使用會變質，從而出現堵塞伺服閥（見圖7）造成液壓油流速不穩的現象；

（2）放大版元器件（見圖8）失真引起電阻、電容阻值變化；

（3）輪胎試驗過程中因爆破引起負荷不準；

（4）負荷超量程。

1.5 其他影響因素

造成試驗數據不準確的原因還有不當的輪胎位移、設備標定和維護保養等情況。

2 改進措施

2.1 溫度

2.1.1 環境溫度

改進措施如下：

（1）確保實驗室內部耐久性試驗機四周的空間寬度不小于1 m；

（2）在實驗室安裝可控制溫度的高精度空調，確保環境溫度波動范圍為±1 ℃；

（3）耐久性試驗機安裝溫控房（見圖9）；

（4）將環境溫度傳感器放置在轉鼓后面，兩個工位共用一個溫度傳感器。

2.1.2 試驗溫度

改進措施如下：

（1）采用熱電偶而非熱電阻，保證高精度的輪胎溫度測量；

（2）將熱電偶測量頭伸到輪胎內部，并接近胎冠部位進行溫度測量。

2.2 充氣壓力

改進措施如下：

（1）在設備上安裝穩壓裝置，確保設備正常工作時充氣壓力偏差為±1 kPa；

（2）定期清洗過濾裝置內的水或雜物，確保其輸送到管道進行清潔，同時采用內壁鍍鋅管道避免銹蝕；

（3）將單氣門嘴輪輞改造為雙氣門嘴輪輞，可以分別監控試驗中的溫度和充氣壓力情況；

（4）更換所有輪輞氣門嘴，并安裝充氣壓力監控報警裝置。

2.3 速度

改進措施如下：

（1）避免大功率設備同時使用；

（2）檢測失真的設備元器件；

（3）更換新的皮帶。

2.4 負荷

改進措施如下：

（1）每年更換油箱里的液壓油，保持液壓油油質清潔；

（2）及時更換壞的放大版元器件；

（3）及時更換壞的配件。

2.5 其他影響因素

2.5.1 位移

位移因素處理如下：在橫、縱向力的作用下，對相對于試驗臺平行于軸的輪胎偏移量，將深度尺及組件安裝到工位小軸上調整至軸心水平，使工位運行至某一位置停止，讀取深度尺的數值并記錄行駛時間。

2.5.2 設備標定

根據設備運行的狀態、試驗量和試驗數據準確性的要求，定期對設備精度進行標定，確保標定數據在標準范圍以內，并安排各項對比試驗，確認各項試驗數據的精確度，從而制定設備標定項目和周期（見表1）。

表1 試驗設備標定項目和周期

2.5.3 維護保養

根據設備的潤滑系統、傳動系統、檢測系統等保養規定，制定設備維護保養周期，對各系統超出公差的配件及時更換，確保設備各部位的定期維護保養。

3 結語

介紹影響全鋼載重子午線輪胎成品室內試驗數據準確性的主要因素，結合試驗設備精度的標定和試驗方法的調整等，提出相應的改進措施，可以提高全鋼載重子午線輪胎成品室內試驗效率和試驗數據精確度，從而提高輪胎行駛的安全性。