3＋8×0.33ST鋼絲簾線在無內胎載重子午線輪胎帶束層中的應用

張寶亮，趙 翔，趙玉娜，邢正濤，楊 萌，高同舜

（青島雙星輪胎工業有限公司，山東 青島 266400）

隨著道路運輸業的不斷發展，人們對交通運輸車輛的關注日益提高，對輪胎的安全性和經濟性的要求也越來越高[1-4]。因此，輪胎制造廠家紛紛致力于研發能夠滿足市場需求、提高產品競爭力的骨架材料。目前，我公司生產的13R22.5規格無內胎載重子午線輪胎的第1層和第2層帶束層仍采用傳統的通用型鋼絲簾線3＋9＋15×0.22W。與3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線相比，3＋8×0.33ST鋼絲簾線直徑更小，可以采用更小的壓延厚度，減小輪胎的質量并降低生產成本，且簾布強度更高，能夠提高輪胎的抗撞擊性能，減少因撞擊引起的冠爆等問題。此外，3＋8×0.33ST鋼絲簾線具有較好的導熱性能，可以有效提高輪胎的耐久性能[5-7]。

本工作采用3＋8×0.33ST鋼絲簾線替代3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線用于13R22.5無內胎載重子午線輪胎帶束層中，研究其應用效果。

1 實驗

1.1 主要原材料

3＋8×0.33ST鋼絲簾線和3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線，江蘇興達鋼簾線有限公司產品。

1.2 主要設備

560 mm×1 370 mm四輥鋼絲簾布壓延機，意大利魯道夫柯美尼奧公司產品；鋼絲簾布裁斷設備，德國費舍爾公司產品；全鋼一次法成型機，軟控股份有限公司產品；1 651 mm液壓雙模硫化機，青島雙星橡塑機械有限公司產品；輪胎耐久高速性能試驗機，天津久榮車輪技術有限公司產品。

1.3 性能測試

鋼絲簾線性能按照GB/T 11181—2016《子午線輪胎用鋼簾線》進行測試；輪胎外緣尺寸按照GB/T 521—2012《輪胎外緣尺寸測量方法》進行測試；輪胎靜負荷、強度和耐久性能按照GB/T 4501—2016《載重汽車輪胎性能室內試驗方法》進行測試；胎圈耐久性能、高速性能和接地印痕按照企業標準進行測試。

2 結果與討論

2.1 鋼絲簾線結構和性能對比

3＋8×0.33ST鋼絲簾線和3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線的結構見圖1，性能指標見表1。

表1 兩種鋼絲簾線的性能指標

圖1 兩種鋼絲簾線的結構示意

從圖1可以看出，3＋8×0.33ST鋼絲簾線層數較3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線少，在加工中更易于滲膠，從而提高鋼絲之間的粘合性能以及輪胎的耐久性能[8]。

從表1可以看出：3＋8×0.33ST鋼絲簾線的破斷力比3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線提高了10.8%，強度更大，而直徑減小了16.6%；3＋8×0.33ST鋼絲簾線可以采用更小的壓延厚度進行生產。

2.2 工藝性能

3＋8×0.33ST鋼絲簾線和3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線的壓延工藝參數如表2所示。

表2 兩種鋼絲簾線的壓延工藝參數

在壓延密度均為45根·dm-1的情況下，兩層3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線帶束層強度為243 000 N·dm-1，兩層3＋8×0.33ST鋼絲簾線帶束層強度為268 200 N·dm-1，強度增大10.37%。

3＋8×0.33ST鋼絲簾線壓延工藝良好，鋼絲簾線排列、附膠均勻，表面光滑、平整、無稀線劈縫現象，鋼絲簾布厚度符合標準要求；在裁斷和接頭時，未發現翹頭、接頭開裂以及斷面發散等不良現象，接頭質量符合生產工藝標準；在成型過程中鋼絲簾線無拉伸，排列均勻，成型接頭、反包均無異常；硫化過程正常，滿足硫化工藝要求；成品輪胎外觀及X光檢測均合格。

2.3 帶束層參數

3＋8×0.33ST鋼絲簾線和3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線帶束層的參數如表3所示。

表3 兩種鋼絲簾線帶束層的參數

由表3可知，使用2層3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線的帶束層簾布質量為8.302 8 kg，使用2層3＋8×0.33ST鋼絲簾線的帶束層簾布質量為7.258 0 kg，質量減小1.044 8 kg。

2.4 成品輪胎性能

用3 ＋8×0.33ST 鋼 絲 簾 線 替 代3 ＋9 ＋15×0.22W鋼絲簾線用于帶束層，試制13R22.5無內胎載重子午線輪胎。

耐久性能試驗條件：環境溫度為（38±3）℃；輪胎充氣壓力為930 kPa，停放3 h以上；試驗速度為55 km·h-1。輪胎耐久性能試驗步驟見表4。

表4 輪胎耐久性能試驗步驟

高速性能試驗條件：環境溫度為（38±3）℃；輪胎充氣壓力為930 kPa，停放3 h以上；單胎最大負荷為4 000 kg。兩種輪胎的外緣尺寸、耐久性能和高速性能如表5所示。

表5 輪胎外緣尺寸及耐久性能和高速性能

由表5可知，試驗輪胎的耐久性能和高速性能明顯優于生產輪胎。

兩種輪胎的接地印痕如圖2所示。

圖2 兩種輪胎的接地印痕

從圖2可以看出，帶束層使用3＋8×0.33ST鋼絲簾線的試驗輪胎的接地印痕矩形率較使用3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線的生產輪胎更大，接地壓力分布更均勻[9]。

2.5 成本分析

在13R22.5無內胎載重子午線輪胎帶束層中應用2層3＋8×0.33ST鋼絲簾布替代2層3＋9＋15×0.22W鋼絲簾布后，單胎質量減小約1.044 8 kg，成本減少12元，具有一定的經濟效益。

3 結論

采用3＋8×0.33ST鋼絲簾線替代3＋9＋15×0.22W鋼絲簾線用于13R22.5無內胎載重子午線輪胎帶束層中，成品輪胎的外緣尺寸符合國家標準要求，耐久性能和高速性能提高，接地印痕矩形率更大，接地壓力分布更均勻，輪胎質量減小，成本降低。