11.00R20 18PR BYD865礦山用全鋼載重子午線輪胎的設計

李明珊，張 超，王紀增，李 易

（八億輪胎有限責任公司，山東 棗莊 277800）

礦產開發投資力度加大，導致礦區重型自卸車載重輪胎需求量激增。為滿足國內外市場的需要，我公司在進行廣泛市場調查后，開發了重型自卸車全鋼載重子午線輪胎系列產品。其中，11.00R20 18PR全鋼載重子午線輪胎極大地滿足了客戶需求。現將11.00R20 18PR BYD865礦山用全鋼載重子午線輪胎（公路型）設計情況簡介如下。

1 技術要求

參照GB/T 2977—2008《載重汽車輪胎規格、尺寸、氣壓與負荷》和《歐洲輪胎輪輞技術組織標準手冊 (ETRTO)2012》《美國輪胎輪輞協會標準年鑒（TRA）2012》，確定11.00R20 18PR BYD865輪胎的技術參數為：標準輪輞規格8.0，充氣外直徑（D′）（1 102±5） mm，充氣斷面寬（B′）（291±5） mm，標準充氣壓力930 kPa，標準負荷（單胎/雙胎）3 550/3 250 kg，速度級別F。

2 結構設計

2.1 外直徑（D）和斷面寬（B）

在子午線輪胎冠部，帶束層周向箍緊胎體，防止胎冠部位胎體伸張，因此輪胎的外直徑膨脹率（D′/D）非常小，D′還可能較D略微減小。鑒于BYD865系列花紋深度較大，本設計D′/D取1.004，D為1 098 mm。

全鋼載重子午線輪胎胎體采用高強度鋼絲簾線，胎側雖然柔軟但膨脹率小，輪胎充氣后受高強度低伸長鋼絲簾線的約束，斷面尺寸變化很小。本設計斷面膨脹率（B′/B） 取0.989 8，B為 294 mm。

2.2 行駛面寬度（b）和弧度高（h）

根據礦山用輪胎實際使用路況差、重載、速度低的特點，b取較大值，以提高輪胎的耐磨性能、驅動性能；根據經驗，h的取值與b的取值有關，b取較大值時，h取較大值，b取較小值時，h取較小值。本設計b取228 mm，h取8.6 mm。

2.3 胎圈著合直徑（d）和著合寬度（C）

為使胎圈與輪輞緊密配合，胎圈與輪輞的間隙越小越好，但考慮到輪胎的裝卸，胎圈與輪輞的間隙不應過小，本設計d取508 mm；C較輪輞寬度加大12.7 mm（0.5英寸），以使胎側剛性降低、彈性增大，改善輪胎的乘坐舒適性，C取216 mm。

2.4 斷面水平軸位置（H1/H2）

斷面水平軸位于斷面最寬點，是輪胎充氣后法向變形最大的位置，也是子午線輪胎胎體最薄處。由于子午線輪胎胎體簾線呈徑向排列，胎圈鋼絲圈受力較大，故斷面水平軸上移可以減小下胎側區域的應力和胎圈應力。本設計取H1/H2取1.09。

本設計輪胎斷面外輪廓如圖1所示。

圖1 輪胎斷面外輪廓示意

2.5 胎面花紋

胎面采用BYD865型礦山輪胎花紋，該花紋為橫向波浪形大塊花紋與縱向加強筋結合，具有獨特的花紋溝排石結構，保證了胎面強大的抓著力、牽引力和爬坡能力，以使輪胎的負荷性能、越野性能和抗刺扎性能突出；加大花紋深度有利于延長輪胎行駛里程。本設計花紋深度取24.5 mm，花紋周節數為36，花紋飽和度為72%（成品輪胎胎面花紋如圖2所示）。

圖2 成品輪胎胎面花紋

3 施工設計

3.1 胎面

根據輪胎實際使用工況，本設計胎面采用全分層設計，胎面基部膠采用低生熱膠料配方，以有效保證輪胎的行駛里程。

3.2 胎體

本設計胎體骨架材料選擇傳統規格的0.25＋6＋12×0.225HT鋼絲簾線，胎體安全倍數為8.8。

3.3 帶束層

帶束體系采用3層帶束層加2層0°帶束層結構，其優點為負荷能力大，當輪胎高速行駛時，起到箍緊胎體的作用，以減少輪胎周向變形、保持尺寸穩定。1#帶束層采用3＋8×0.33HT鋼絲簾線。

3.4 鋼絲圈

本設計鋼絲圈采用直徑為1.65 mm鍍鋅銅回火胎圈鋼絲，覆膠后鋼絲直徑為1.80 mm。鋼絲圈安全倍數為5.9。

3.5 成型

成型采用軟控股份有限公司生產的一次法三鼓成型機，設備工藝參數穩定，定位精度高，成型部件貼合密實。

3.6 硫化

輪胎硫化采用雙模蒸鍋式B型硫化機，過熱水壓力為（2.6±0.1） MPa，外壓蒸汽壓力為（0.8±1） MPa，硫化時間為64 min。

4 成品輪胎性能

4.1 外緣尺寸

測試得出，在標準充氣壓力下安裝于標準輪輞上的成品輪胎D′和B′分別為1 102和294 mm，符合設計要求。

4.2 強度性能

成品輪胎強度性能按GB/T 4501—2008《載重汽車輪胎性能室內試驗方法》測試。結果表明，第1—第4點破壞能均達到標準值；壓穿時破壞能為5 362 J，為標準值的189%。成品輪胎強度性能達到國家標準的要求。

4.3 耐久性能

成品輪胎耐久性能按GB/T 4501—2008測試，輪胎充氣壓力為930 kPa，試驗結果如表1所示。從表1可以得出，輪胎累計行駛時間為72.18 h。成品輪胎耐久性能達到國家標準要求。

表1 成品輪胎耐久性能試驗結果

5 結語

本設計11.00R20 18PR BYD865礦山用全鋼載重子午線輪胎工藝性能好，成品輪胎的充氣外緣尺寸、強度性能和耐久性能符合設計或國家標準要求。該產品自投產以來，得到了廣大用戶的認可，為公司創造了較好的社會效益和經濟效益。