農業斜交輪胎非質量因素使用故障分析及解決措施

張宏偉，鄭清文，孟海獅，寇景榮，呂 威

（徐州徐輪橡膠有限公司，江蘇 徐州 221011）

我國是農業大國，對農業的發展極為重視。農業機械不斷普及，已經逐漸成為耕種與收割工作中不可缺少的工具，而農業輪胎不僅對車輛的適應以及性能的發揮有重要的影響，還可以有效地降低農業生產成本。農業輪胎主要由胎冠、胎體簾布層、緩沖層和胎圈4部分組成；胎體簾布層一般由多層覆膠簾布貼合而成。由于農業斜交輪胎的噪聲低、胎面柔軟以及價格低廉等優勢，其目前在我國受到農業機械使用者的青睞[1-2]。

本工作主要研究農業斜交輪胎在使用過程中出現的非質量因素問題及對應的解決措施，以減少農業機械的使用故障，保護農民群眾的利益。

1 存在問題及原因分析

據專業人士統計，充氣壓力問題、負荷問題及輪胎選型不當等人為因素引起的輪胎故障占非質量因素故障的80%以上。

1.1 充氣壓力問題

輪胎在使用過程中充氣壓力超出標準充氣壓力范圍，會對輪胎造成嚴重的傷害。輪胎充氣壓力只有在標準范圍內，才能夠確保輪胎在使用過程中既有彈性，又可以承受規定的負荷。但在實際使用過程中，農業機械會承擔各種運輸任務，輪胎工作環境也不同。特別是在冬季或夏季，如果輪胎充氣壓力過大，在使用過程中很可能會出現胎冠磨損現象（見圖1），同時還容易導致簾線因過度伸張而發生折斷，從而使得輪胎接地面積減小、彈性降低，最終在外部沖擊力的作用下出現爆胎的危險。如果輪胎的充氣壓力過小，就會導致輪胎形狀發生改變，輪胎內部溫度升高，最終出現脫層、鼓包和碾壞等問題[3-4]（見圖2）。

因此，避免充氣壓力問題的出現就需要輪胎制造企業制訂合理的輪胎充氣壓力標準，用戶按照該標準對輪胎進行充氣，同時還需要經常對輪胎的充氣壓力進行檢查以確保輪胎充氣壓力符合設計標準，從而消除農業輪胎在使用過程中出現故障的隱患。

1.2 負荷問題

農業機械在使用過程中經常會出現超載現象，即農業輪胎承受的負荷超過其本身設計的最大承受負荷。同時，農業輪胎的超負荷也會對車輛底盤造成影響，其前束、傾角等會進一步導致輪胎異常磨損，加速輪胎花紋的磨耗。輪胎的負荷還與輪胎溫度有直接關系，由于輪胎是由簾線及橡膠等物質構成的，所以在高溫下容易出現老化、脫層以及爆破的問題（見圖3）。

農業機械在使用過程中承受較大負荷時，為減小胎側扭曲，農業輪胎充氣壓力應稍大一點。在使用過程中需要結合實際情況，調整輪胎的充氣壓力來降低車輛和輪胎的損耗。如14.9-24-6PR R-1輪胎充氣壓力根據實際情況最大可提高到150～180 kPa。

1.3 輪胎選型不當

不同農業機械所使用的輪胎是不同的，例如在水田中作業的農業機械所使用的輪胎是高花紋輪胎，該花紋輪胎不能替代在公路運輸中作業的農業輪胎。反之，在田間作業的農業輪胎，如果不使用高花紋輪胎，就會出現較高的打滑率，還會縮短輪胎的使用壽命。如某拖拉機使用者因輪胎選型不當造成輪胎花紋異常磨損嚴重[5]（見圖4）。

輪胎搭配不當也會對輪胎的使用造成一定影響，其原因是不同輪胎制造企業的輪胎配方及性能設計有所不同，輪胎耐磨性能也不同。農業機械應當在同一軸上安裝品牌、結構以及性能相同的輪胎，尤其不能將子午線輪胎和斜交輪胎進行混裝使用。如某用戶在大型拖拉機同一軸上混裝同一規格的子午線輪胎和斜交輪胎，致使輪胎外側磨損嚴重[6]（見圖5）。

1.4 輪胎保養不當

輪胎的使用壽命不僅與輪胎的質量有關，與輪胎的保養也有聯系。特別是農業機械，長期停放時如果輪胎沒有懸空，甚至是輪胎的充氣壓力已經低于規定的標準充氣壓力時，很大程度上會導致輪胎變形或輪胎外胎脫層以及簾線折斷等問題，進而縮短輪胎的使用壽命。因此，農業機械在長期停放時應及時保養輪胎，最好使輪胎保持懸空，這樣可以有效降低輪胎的外部壓力。

在東北地區冬季來臨時，很多農業機械處于休眠狀態，這時不僅要結合實際情況合理控制輪胎充氣壓力，還需要對輪胎進行保溫處理，防止農業輪胎由于應力與低溫的共同作用出現龜裂、變形、爆胎的現象[3]。

輪胎包扎后懸空保養如圖6所示。

2 輪胎企業的應對措施

2.1 花紋設計優化

在對農業輪胎進行充氣耐久性試驗時發現，不同花紋型號的輪胎充氣后，輪胎花紋溝的形狀不同。其中，花紋溝寬度變化明顯大于邊溝寬度變化，花紋溝寬度越大，充氣后的農業斜交輪胎產生的花紋溝變形越小。因此，為進一步減小農業斜交輪胎的花紋變形，可以從花紋設計的改進方面入手，適當增大中溝寬度并進行溝底結構優化，從而有利于農業斜交輪胎在使用過程中花紋溝底散熱，降低膠料溫度，減少輪胎使用性故障。

2.2 施工設計和配方設計優化

首先，對農業斜交輪胎的施工設計進行改進，進一步保證農業斜交輪胎硫化后成品及時得到充氣，并確保硫化工藝的嚴格控制。其次，優化農業斜交輪胎胎面膠和胎側膠的配方設計，大膽引進新材料并研制新配方，提高輪胎的抗裂口、抗切割和抗龜裂性能，確保輪胎的使用性能。最后，嚴格控制原材料質量，加強原材料質量檢驗和管理，杜絕使用不合格的原材料。

2.3 輪胎使用規范宣傳

農業輪胎制造企業要定期到訪主機廠家進行輪胎規范使用的宣傳，售后服務人員要對終端客戶進行輪胎規范使用的講解。同時農業輪胎制造企業可以在相應的網絡平臺發布輪胎規范使用視頻，與農業機械工作站展開合作，引導相關人員正確使用農業輪胎。

3 結語

通過對農業斜交輪胎的非質量因素故障問題進行分析，著力促進用戶規范使用輪胎，大幅度減少了因用戶使用不當造成的輪胎故障，降低了用戶的損失，提高了農業機械的使用效率。