帶束層排列及成型方式對輪胎性能的影響

劉朝陽，陳 龍，李 虎，陽 圣，郜憲杰

[中策橡膠（泰國）有限公司，泰國 羅勇 21140]

車輛駕駛方向分為左駕及右駕，車輛行駛方向相應(yīng)也不同，因路面拱度的設(shè)計，車輛生產(chǎn)廠家對輪胎胎體簾布層轉(zhuǎn)向殘余回正力矩（PRAT）也會提出不同的要求，從而保證車輛的安全行駛[1-3]。

為了滿足泰國汽車生產(chǎn)廠家對輪胎PRAT的要求，保證終端客戶駕駛安全性，我公司采用理論和試驗相結(jié)合的方法積極展開對輪胎PRAT的研究。

影響輪胎PRAT的因素有胎面膠配方、胎面花紋、輪廓和結(jié)構(gòu)設(shè)計、帶束層寬度和角度等因素[4-7]。為了加快設(shè)計開發(fā)速度，更好更快地滿足客戶要求，選取原配套235/55R19 101V RP76＋規(guī)格輪胎，研究帶束層排列及成型方式對輪胎PRAT及其他性能的影響。

1 實驗

1.1 輪胎規(guī)格

試驗輪胎規(guī)格為235/55R19，負(fù)荷指數(shù) 101，速度級別 V，花紋類型 RP76＋。試驗輪胎配方、花紋和結(jié)構(gòu)均保持不變，僅改變帶束層排列形式。

1.2 主要設(shè)備和儀器

XYG-4S550-1300型鋼絲簾布壓延生產(chǎn)聯(lián)動線，江陰勤力橡塑機(jī)械有限公司產(chǎn)品；SCM-G 4000-5型鋼絲簾布裁斷生產(chǎn)線，德國卡爾·尤根·費(fèi)舍爾股份有限公司產(chǎn)品；VMI EXXIUM型一次法成型機(jī)，荷蘭VMI公司產(chǎn)品；LLY-B1220×1800×2型液壓輪胎硫化機(jī)，巨輪智能裝備股份有限公司產(chǎn)品；ASTEC FX型輪胎均勻性試驗機(jī)，美國Micro-Poise檢測設(shè)備有限公司產(chǎn)品；FDB-6142T型輪胎動平衡檢測機(jī)，Kokusai國際計測器株式會社產(chǎn)品；LT-5000型輪胎綜合強(qiáng)度試驗機(jī)，高鐵檢測儀器（東莞）有限公司產(chǎn)品；TJR-2-PC（J）型轎車及輕載輪胎耐久/高速性能試驗機(jī)，天津久榮車輪技術(shù)有限公司產(chǎn)品；MTS Flattrac Ⅲ CT型六分力試驗機(jī)，美國MTS系統(tǒng)公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方案

1.3.1 帶束層排列形式

試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎1#和2#帶束層排列形式見圖1。

圖1 試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎1#和2#帶束層排列形式示意

1.3.2 帶束層成型方式

在現(xiàn)有成型機(jī)上對試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎帶束層的成型方式進(jìn)行調(diào)整，具體情況見表1。

表1 帶束層上線位置

1.3.3 帶束層成型順序

試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎帶束層貼合順序如表2所示。

表2 帶束層貼合順序

1.4 性能測試

成品輪胎的充氣外緣尺寸按照GB/T 521—2012《輪胎外緣尺寸測量方法》進(jìn)行測量；均勻性按照GB/T 18506—2013《汽車輪胎均勻性試驗方法》進(jìn)行測試；強(qiáng)度性能、脫圈性能、耐久性能、低氣壓性能和高速性能按照GB/T 4502—2016《轎車輪胎性能室內(nèi)試驗方法》進(jìn)行測試；PRAT按照Q/ZCR A05102-009—2020《輪胎六分力試驗方法》進(jìn)行測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 生產(chǎn)工藝

試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎的壓延和裁斷工序相同，硫化工序也相同，成品輪胎硫化外溫為183 ℃，氮?dú)鈮毫?.1 MPa，硫化內(nèi)溫為205 ℃，輪胎硫化結(jié)束后采用雙工位后充氣。

成型工藝調(diào)整后，帶束導(dǎo)開上料無扭曲現(xiàn)象，材料遞送正常，裁斷正常、定長裁切后邊部鋼絲平直，接頭無脫開、重疊、出角現(xiàn)象，貼合鼓轉(zhuǎn)速達(dá)到50 r·min-1。

2.2 成品輪胎性能

2.2.1 充氣外緣尺寸

輪胎充氣外緣尺寸測量結(jié)果見表3。由表3可見，試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎的充氣外直徑和斷面寬相同，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表3 輪胎充氣外緣尺寸測量結(jié)果 mm

2.2.2 均勻性

輪胎均勻性測試結(jié)果見表4，RFV為徑向力波動，R1H為徑向力波動最大一次諧波，LFV為橫向力波動，CON為錐度效應(yīng)力，PLY為角度效應(yīng)力。由表4可知，試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎的RFV，R1H和LFV相差不大，PLY方向相反，兩者均勻性無明顯差異。

表4 輪胎均勻性測試結(jié)果 kg

2.2.3 強(qiáng)度

輪胎強(qiáng)度測試結(jié)果見表5。由表5可見，試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎的強(qiáng)度性能相差不大，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表5 輪胎強(qiáng)度測試結(jié)果

2.2.4 脫圈性能

試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎的脫圈阻力分別為16 682.11和16 682.02 N，脫圈性能相差不大，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2.5 耐久性能

輪胎耐久性能測試結(jié)果見表6。由表6可見，試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎的耐久性能相當(dāng)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表6 輪胎耐久性能測試結(jié)果

2.2.6 低氣壓耐久性能

輪胎低氣壓耐久性能測試結(jié)果見表7。由表7可見，試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎的低氣壓耐久性能相當(dāng)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表7 輪胎低氣壓耐久性能測試結(jié)果

2.2.7 高速性能

輪胎高速性能測試結(jié)果見表8。由表8可見，試驗輪胎和量產(chǎn)輪胎的高速性能相當(dāng)，符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表8 輪胎高速性能測試結(jié)果

2.2.8 PRAT

輪胎PRAT測試結(jié)果見表9。由表9可知，調(diào)整帶束層排列和成型方式后輪胎的PRAT值增大了2 N·m左右，滿足車企要求。

表9 輪胎PRAT測試結(jié)果 N·m

3 結(jié)語

對于235/55R19 101V RP76＋輪胎，在輪廓、花紋、骨架材料相同，壓延、裁斷和硫化等生產(chǎn)工藝不變情況下，調(diào)整帶束層排列和成型方式，對成品輪胎的充氣外緣尺寸、均勻性、強(qiáng)度、脫圈阻力、耐久性能、低氣壓耐久性能、高速性能等無明顯影響；輪胎PART由負(fù)值變?yōu)檎担龃罅? N·m左右，滿足車企要求。

致謝：在本次研究過程中，郜憲杰副總工程師對整體方案的確定、施工條件及工藝的制定、成品性能的測試等提出了很多寶貴的建議，特此致謝！