Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲在半鋼子午線輪胎中的應用

譚 苗，任喬偉，楊 姣，黨 飛

（陜西延長石油集團橡膠有限公司，陜西 咸陽 712000）

隨著我國汽車工業的飛速發展，輪胎行業有長足的進步。各種新材料的開發給輪胎設計研發提供了多種選擇[1-2]。

胎圈是輪胎直接與輪輞接觸的部位，對輪胎的安全性起至關重要的作用[3-6]，通過更換較大直徑高強度胎圈鋼絲，可以在不影響輪胎安全性的同時提高生產效率、降低成本。本工作研究以Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲替代Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲應用于半鋼子午線輪胎的效果。

1 實驗

1.1 主要原材料

Φ1.3 mm和Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲，江蘇興達鋼簾線股份有限公司產品。

1.2 主要設備

鋼絲圈纏繞機，無錫益聯機械有限公司產品；鋼絲圈測量儀，上海迅克自動化科技有限公司產品；HW-WSJT型臥式三角膠貼合機，上海合威橡膠機械工程有限公司產品；VMI245-SL型一次法成型機，荷蘭VMI公司產品；LLY-B1220/1715×2型硫化機，浙江榮升機械有限公司產品；GXYLSN-1112型高速/耐久性試驗機，青島高測科技股份有限公司產品；LQD-3/4脫圈試驗機，天津久榮車輪技術有限公司產品。

1.3 性能測試

破斷力和破斷伸長率按照GB/T 228.1—2010《金屬材料拉伸試驗 第一部分 室溫試驗方法進行測試》進行測定。粘合強度按照GB/T 3513—2018《硫化橡膠與單根鋼絲粘合力的測定 抽出法》進行測定。單絲扭轉次數按照GB/T 239.1—2012《金屬材料線材 第一部分 單向扭轉試驗方法》進行測定。鍍層質量按照企業標準JS/BZ-A-（FF）-015進行測定。

2 結果與討論

2.1 鋼絲性能

表1示出了Φ1.3 mm和Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲基本性能對比。

從表1可以看出，Φ1.3 mm和Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲的各項性能滿足指標要求，且Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲的破斷力、粘合強度和鍍層質量大于Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲。

表1 胎圈鋼絲基本性能對比

2.2 工藝性能

Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲生產過程中鋼絲加熱溫度為60 ℃，覆膠和纏繞過程良好，覆膠后鋼絲直徑為1.61 mm，鋼絲圈內周長為1 286.1 mm，均滿足標準要求。此外，生產過程未發生異常情況，鋼絲圈無表面異物、鋼絲裸露、接頭翹開問題。三角膠貼合緊致，無貼合偏心、接頭開、卷邊等不良現象。

表2示出了采用Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲生產的4-5-4鋼絲圈和采用Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲生產的5-6-5-4鋼絲圈參數對比。圖1示出了Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲生產的4-5-4鋼絲圈外觀。

圖1 Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲生產的4-5-4鋼絲圈

由表2可知：采用Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲生產的4-5-4鋼絲圈安全倍數為6.2，符合公司鋼絲圈安全倍數大于6的設計要求；鋼絲圈質量為0.191 kg，比采用Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲生產的鋼絲圈質量減小了0.062 kg。此外，采用Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲替代Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲，由于胎圈鋼絲數量減少了7根，纏繞效率提升約35%。

表2 兩種規格鋼絲圈參數對比

2.3 成品性能

采用Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲生產的4-5-4鋼絲圈替代采用Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲生產的5-6-5-4鋼絲圈試制205/55R16 91V半鋼子午線輪胎并進行成品輪胎性能對比試驗，結果見表3。

表3 成品輪胎性能對比

從表3可以看出：試驗輪胎的充氣外直徑和斷面寬均符合國家標準要求（充氣外直徑為625～639 mm，充氣斷面寬為205～220 mm）；脫圈阻力符合企業標準要求（大于11 320 N），采用Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲的試驗輪胎脫圈阻力為14 576 N，比采用Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲的參比輪胎脫圈阻力增大了9%；水壓爆破安全倍數符合設計要求；高速性能和耐久性能均滿足國家標準要求，成品輪胎性能良好。

圖2和3分別示出了采用Φ1.2 mm和Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲生產的胎圈斷面。

由圖2和3可知，采用Φ1.2 mm和Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲生產的胎圈，硫化后輪胎胎圈斷面光滑、平整、緊實，無胎圈瘦小或膠邊不良現象，鋼絲圈無跑偏、變形。

圖2 Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲生產的5-6-5-4胎圈斷面

圖3 Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲生產的4-5-4胎圈斷面

圖4示出了采用Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲的成品輪胎的X光檢測結果。

圖4 成品輪胎X光檢測結果

由圖4可以看出，成品輪胎胎圈部位鋼絲無散絲、偏差和打褶等不良現象，符合企業內部標準要求。

3 經濟效益

與Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲相比，采用Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲，在相同纏繞速度下，每個鋼絲圈平均可少纏繞4圈，生產效率提高15%，鋼絲圈質量減小，每年可降低生產成本約35萬元。

4 結語

采用Φ1.3 mm高強度胎圈鋼絲替代Φ1.2 mm高強度胎圈鋼絲生產半鋼子午線輪胎，滿足生產工藝要求，生產效率提高，生產成本降低，安全性也符合公司標準，輪胎成品性能符合相應國家標準和設計要求，有效提升了公司的產品競爭力。