11L-16 12PR（F-3）低斷面無內(nèi)胎農(nóng)業(yè)輪胎的設(shè)計(jì)

蒙毅釗，易家波，曾占宇(中國化工橡膠桂林有限公司，廣西 桂林 541004)

11L-16 12PR（F-3）低斷面無內(nèi)胎農(nóng)業(yè)輪胎的設(shè)計(jì)

蒙毅釗，易家波，曾占宇
(中國化工橡膠桂林有限公司，廣西 桂林 541004)

介紹了11L-16 12PR（F-3）低斷面無內(nèi)胎農(nóng)業(yè)輪胎的研發(fā)設(shè)計(jì)。成品輪胎試驗(yàn)結(jié)果表明，外緣尺寸符合美國TRA標(biāo)準(zhǔn)要求，物理性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

低斷面；無內(nèi)胎農(nóng)業(yè)輪胎；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；施工設(shè)計(jì)

我公司11L-16 12PR（F-3）低斷面無內(nèi)胎農(nóng)業(yè)輪胎是應(yīng)客戶出口需求而設(shè)計(jì)開發(fā)的，該規(guī)格主要用于出口北美市場。

11L-16 12PR（F-3）農(nóng)業(yè)輪胎主要配用于北美生產(chǎn)的多用途農(nóng)業(yè)工程車輛前輪。根據(jù)產(chǎn)品資料，該多用途農(nóng)業(yè)工程車輛前、后分別有液壓伸縮裝置，可完成不同工作，俗稱“兩頭忙”。車輛前軸2條輪胎，配11L-15、11L-16等直徑較小的輪胎，輪胎花紋為F-3工業(yè)用多條形花紋，主要用于裝載、推土等工作；后軸2條輪胎，配17.5L-24、19.5L-24等24"直徑較大的輪胎，輪胎為R-4花紋，主要用于挖掘、打鉆等工作。

1　技術(shù)性能要求

因11L-16 12PR主要出口北美，因此參照美國TRA標(biāo)準(zhǔn)如下：設(shè)計(jì)輪輞寬度203.2 mm；輪胎斷面寬279±9.8 mm；輪胎外直徑808±12.0 mm；標(biāo)準(zhǔn)輪輞W8L；允許輪輞8LB、10LB、W10L；最高速度40 km/h，氣壓440 kPa；負(fù)荷1 250 kg。

2　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

11L-16 12PR輪胎斷面見圖1。

2.1外直徑D和斷面寬B

11L-16為低斷面輪胎，輪胎H/B值接近0.7，充氣后輪胎容易向外直徑方向膨脹，而斷面寬膨脹較小。參考我公司70系列工程機(jī)械輪胎16/70-24和16/70-20的外直徑膨脹率和斷面寬膨脹率，取D=792 mm，B=276 mm。

2.2著合寬度C

11L-16輪輞寬度203.2 mm，輪胎設(shè)計(jì)著合寬度與輪輞寬度相同，C=203 mm。

2.3胎圈著合直徑d

本規(guī)格輪胎為無內(nèi)胎輪胎，為保證輪胎與輪輞緊密配合，胎圈著合直徑與輪輞直徑采取過盈配合。W8L輪輞標(biāo)定直徑為405.6 mm，本設(shè)計(jì)胎圈過盈量取4.6 mm，胎圈著合直徑d為401 mm，胎圈傾角取6°，比輪輞大1°。

2.4行駛面寬度b

本規(guī)格為導(dǎo)向輪輪胎，對耐磨性能要求不高，行駛面寬度可適當(dāng)減小。本設(shè)計(jì)取b/B= 0.88，則b=243 mm。

2.5行駛面弧度高h(yuǎn)

11L-16為低斷面輪胎，同時(shí)輪胎花紋為縱向多條形花紋，不能達(dá)到抑制胎冠拱起的作用，為減少輪胎充氣后外直徑膨脹造成的影響，適當(dāng)減小了h值。本設(shè)計(jì)取h=13 mm，h/ H=0.066 5。

2.6斷面水平軸位置（H1/H2）

斷面水平軸位置是輪胎變形和屈撓最大的部位。H1/H2值過大，容易引起變形區(qū)上移，造成輪胎肩部生熱大而使輪胎產(chǎn)生早期損壞。本設(shè)計(jì)選取H1/H2=0.827 1，H1=88.5，H2=107。

2.7花紋設(shè)計(jì)

胎面花紋采用工業(yè)多條形型F-3花紋，行駛面設(shè)計(jì)4條縱向花紋溝，將整個(gè)行駛面分割為5塊，每塊溝槽面積大致相同，輪胎使用時(shí)著地面受力均勻。

TRA標(biāo)準(zhǔn)推薦的F-3花紋深度為12.7 mm，本設(shè)計(jì)花紋深度為13 mm，花紋周節(jié)數(shù)為31，花紋飽和度為71.5%。花紋溝底部采用全圓弧設(shè)計(jì)，花紋自潔性能好，并可避免應(yīng)力集中出現(xiàn)花紋溝底部裂口現(xiàn)象。胎肩部位設(shè)計(jì)有窄的小溝，肩下設(shè)計(jì)有比較寬的散熱溝，這兩種花紋溝深度不大，在4～6 mm左右，一方面起到散熱功能，另一方面起到增加輪胎美觀的作用。胎面花紋形狀示意如圖2所示。

圖2　胎面花紋展開圖

3　施工設(shè)計(jì)

3.1胎體

胎體采用6層1 870dtex/2尼龍簾線，4-2貼合，成型方法為套筒法。胎體安全倍數(shù)達(dá)到8.0倍，反包端點(diǎn)接近水平軸，增強(qiáng)下胎側(cè)剛性及輪胎抗剪切變形的能力，減少輪胎生熱，同時(shí)加大簾布反包差級，使材料過渡均勻，避免應(yīng)力集中出現(xiàn)胎圈早期損壞。半成品裁斷角度36°，胎體簾線冠角在56°左右，以增強(qiáng)胎冠的周向剛性，抑制成品充氣后外直徑膨脹。

3.2緩沖層

緩沖層采用2層1 400dtex/2 V3錦綸6簾布，2寬結(jié)構(gòu)，端點(diǎn)延伸到肩下，避開肩部應(yīng)力集中區(qū)，增加了胎肩剛性。同時(shí)增加厚度1.0 mm的緩沖膠片，以提高粘合性能，減小胎冠、胎肩脫層現(xiàn)象。

3.3鋼絲圈

鋼絲圈采用Φ1.0 mm回火鋼絲，鋼絲圈結(jié)構(gòu)為9根×9排×1個(gè)，鋼絲圈直徑415 mm。采用大三角膠以提高胎圈部位剛性，保持下胎側(cè)挺性，三角膠尺寸為13×25 mm。鋼圈安全倍數(shù)達(dá)到10倍。

3.4成型機(jī)頭

采用半芯輪成型機(jī)頭，機(jī)頭直徑為540 mm，簾線假定伸張取1.035，經(jīng)計(jì)算機(jī)頭寬度503 mm。

3.5胎面

成品基部膠厚度4 mm，胎側(cè)膠厚度5 mm。半成品胎面采用兩方兩塊復(fù)合擠出方式制備，成型時(shí)采用套筒法，胎面膠重量14.5 kg。

3.6硫化

采用1 170 mm雙模硫化機(jī)硫化，外溫155±2℃，內(nèi)壓≥2.2 MPa，內(nèi)溫165±5℃，總硫化時(shí)間58 min。

4　成品性能檢測

4.1外緣尺寸

安裝在標(biāo)準(zhǔn)輪輞上的輪胎，在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下，輪胎外直徑為806 mm，斷面寬為285 mm，符合TRA標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2物理性能

成品輪胎物理性能試驗(yàn)結(jié)果見表1。從表1可知，成品輪胎物理性能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 1192—2008）要求。

表1　成品輪胎物理性能試驗(yàn)結(jié)果

5　結(jié)語

11L-16 12PR（F-3）低斷面無內(nèi)胎農(nóng)業(yè)輪胎的外緣尺寸符合美國TRA標(biāo)準(zhǔn)要求，成品輪胎物理性能符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。成品自投產(chǎn)以來，工藝穩(wěn)定，產(chǎn)品合格率高，產(chǎn)品銷售后無質(zhì)量索賠，受到用戶好評，為公司帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

Design of 11L-16 12PR (F-3) low profile tubeless agricultural tire

Design of 11L-16 12PR（F-3）low profile tubeless agricultural tire

Meng Yizhao,Yi Jiabo,Zeng Zhanyu
(China chemical Guilin rubber co., LTD., Guilin 541004,Guangxi)

This paper introduces the design of 11L-16 12PR（F-3）low profile tubeless agricultural tire. Tire test shows that the outer dimensions conform to the requirements of the American TRA standards, and physical properties meet the national standards requirements.

low profile；tubeless agricultural tire；structural design；working design

TQ330.6

1009-797X(2015)05-0039-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.05.008

（XS-05）

蒙毅釗（1975-），男，工程師，主要從事輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝管理工作。

2014-08-14