3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾線在12.00R20 20PR全鋼載重子午線輪胎胎體中的應用

劉貴鵬，趙金龍，鄭 偉，佐家軍

（樺林佳通輪胎有限公司，黑龍江 牡丹江 157032)

我國載重輪胎主要用于長途標準運載、中短途工程運載、公交運載等。其中，中短途工程運載輪胎使用條件苛刻、負荷大、使用周期短、需求量大，其市場是國內眾多輪胎企業的焦點。為滿足用戶需求，我公司對現有產品進行升級，開發出12.00R20 20PR全鋼載重子午線輪胎，該輪胎主要用于中短途工程重載車輛，具有承載性好，胎圈和胎肩故障少等特點。為滿足特定的使用條件，要求其胎體簾線具有超高的強度、良好的滲膠性能和耐疲勞性能。

本工作研究3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾線替代傳統3＋9＋15×0.22＋0.15NT鋼絲簾線用于12.00R20 20PR全鋼載重子午線輪胎胎體中，現將研究情況簡介如下。

1 實驗

1.1 主要原材料

3 ＋9 ＋15×0.225HT 和3 ＋9 ＋15×0.22 ＋0.15NT鋼絲簾線，貝卡爾特（沈陽)鋼簾線有限公司產品。

1.2 主要設備

四輥鋼絲簾布壓延生產線，美國魯道夫公司產品；壓延錠子架，上海合威橡膠機械工程有限公司產品；90°鋼絲簾布裁斷機，上海精元機械有限公司產品；15°～55°裁斷機，德國費舍爾公司產品；全鋼載重子午線輪胎一次法三鼓成型機，中航工業北京航空制造工程研究所產品；四工位耐久試驗機和四式位里程試驗機，日本神戶制鋼株式會社產品。

1.3 性能測試

鋼絲簾線性能按GB/T 11181—2016《子午線輪胎用鋼簾線》和企業標準測試。

輪胎充氣外緣尺寸按照GB/T 521—2012《輪胎外緣尺寸測量方法》測試，強度按照GB/T 4501—2008《載重汽車輪胎性能試驗方法》測試，耐久性能和高速性能按照企業標準測試。

2 結果與討論

2.1 鋼絲簾線性能

2.1.1 基本性能

3 ＋9 ＋15×0.225HT 與3 ＋9 ＋15×0.22 ＋0.15NT鋼絲簾線基本性能對比如表1所示。

從表1可見：與3＋9＋15×0.22＋0.15NT鋼絲簾線相比，3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾線直徑小，強度高；破斷力/簾線直徑和破斷力/線密度較大，即在保證同等簾線強度的條件下，可以減小簾線用量和簾布質量，有利于輪胎輕量化；內層、中層和外層鋼絲均采用Z捻向，滲膠性能好。

表1 兩種鋼絲簾線基本性能對比

2.1.2 結構

3 ＋9 ＋15×0.225HT 與3 ＋9 ＋15×0.22 ＋0.15NT鋼絲簾線覆膠后截面對比如圖1所示。

從圖1可以看出：3＋9＋15×0.22＋0.15NT鋼絲簾線內層和中間層鋼絲捻向與外層鋼絲捻向相反，單絲為點接觸，有外纏絲，在長期周期性應力作用下，鋼絲間會發生相對剪切，導致其疲勞性能下降；3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾線為開放式結構，內層、中間層和外層鋼絲均采用相同捻向，無外纏絲，浸膠性能好，單絲間線接觸，簾線抗疲勞性能、抗沖擊性能、耐磨性能好。對兩種鋼絲簾線用于胎體的12.00R20 20PR全鋼載重子午線輪胎進行同車路試，當輪胎行駛2萬km時鋼絲簾線截面對比如圖2所示。

圖1 兩種覆膠鋼絲簾線截面對比

圖2 輪胎行駛2萬km時兩種鋼絲簾線截面對比

從圖2可以看出，輪胎行駛2萬km時3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾線的結構和覆膠保持性優于3＋9＋15×0.22＋0.15NT鋼絲簾線。

2.1.3 粘合性能

3 ＋9 ＋15×0.225HT 與3 ＋9 ＋15×0.22 ＋0.15NT鋼絲簾線覆膠后粘合性能如表2所示。

表2 兩種覆膠鋼絲簾線粘合性能對比

從表2可以看出，與3＋9＋15×0.22＋0.15NT鋼絲簾線相比，3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾線覆膠后的空氣含量較小，粘合性能較好。

2.1.4 鋼絲簾布壓延工藝性能

3 ＋9 ＋15×0.225HT 與3 ＋9 ＋15×0.22 ＋0.15NT鋼絲簾布壓延工藝參數如表3所示。

表3 兩種鋼絲簾布壓延工藝參數

從表3可以看出：與3＋9＋15×0.22＋0.15NT鋼絲簾布相比，3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾布壓延厚度較小，這是因為其簾線為無外纏絲的開放型結構；壓延密度較小，這在于其簾線破斷力大，從而有利于輪胎輕量化；成本降低。

3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾布在壓延過程中工藝穩定性好，布面平整，裁斷簾布無翹頭和大頭小尾現象，接頭拼接質量良好；胎坯成型過程中簾布反包端點無鋼絲與膠脫離現象；硫化后成品輪胎無稀線和并線等缺陷。

2.2 成品輪胎性能

3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾線替代3＋9＋15×0.22＋0.15NT鋼絲簾線用于12.00R20 20PR全鋼載重子午線輪胎胎體中，測試成品輪胎的充氣外緣尺寸（測試條件：輪胎安裝在標準輪輞上，充標準充氣壓力)、強度性能[測試條件：環境溫度為（38±3) ℃，輪胎充氣壓力為900 kPa]、耐久性能（測試條件見表4)和高速性能（測試條件見表5)，檢測結果如表6所示。

表4 輪胎耐久性能試驗條件

表5 輪胎高速性能試驗條件

表6 成品輪胎性能檢測結果

從表6可看出：以3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾線替代3＋9＋15×0.22＋0.15NT鋼絲簾線用于胎體中制備的12.00R20 20PR全鋼重載子午線輪胎充氣外緣尺寸基本不變，符合GB/T 521—2012要求；壓穿強度提高16%；耐久性能試驗累計行駛時間顯著延長；高速性能試驗累計行駛時間有一定延長。

2.3 效益分析

采用3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾線替代3＋9＋15×0.22＋0.15NT鋼絲簾線用于12.00R20 20PR全鋼載重子午線輪胎胎體中，輪胎質量減小，單胎成本降低2.1元左右；胎體強度提高，輪胎使用過程中肩部故障率和胎圈故障率有一定程度降低，側爆及拉鏈爆問題基本杜絕。

3 結語

3＋9＋15×0.225HT鋼絲簾線替代3＋9＋15×0.22＋0.15NT鋼絲簾線用于12.00R20 20PR全鋼載重子午線輪胎胎體中，成品輪胎的充氣外緣尺寸符合國家標準要求，質量減小，成本降低，強度性能、耐久性能和高速性能提高，產品得到客戶的認可。