李中英

摘 要：通過(guò)開(kāi)展輪胎耐久性試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)在相同的條件下，使用直徑大和壓延密度大的帶束層簾線(xiàn)制備得到的輪胎耐久性能較差，并且高速性能也相對(duì)較差。所以在實(shí)際輪胎生產(chǎn)中，還應(yīng)選用直徑和壓延密度較小的帶束層簾線(xiàn)。

關(guān)鍵詞：輪胎；帶束層簾線(xiàn)；壓延密度；耐久性能

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ336.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.01.104

在輪胎結(jié)構(gòu)中，帶束層將起到至關(guān)重要的作用。黏結(jié)多層帶束層后，則能通過(guò)構(gòu)建環(huán)狀束縛結(jié)構(gòu)進(jìn)行輪胎充氣形狀的控制。而在利用束帶層生產(chǎn)輪胎時(shí)，還要做好簾線(xiàn)的選擇，才能確保輪胎有較長(zhǎng)的使用壽命。因此，相關(guān)人員還應(yīng)加強(qiáng)帶束層簾線(xiàn)直徑和壓延密度與輪胎耐久性能關(guān)系的研究，以便更好地進(jìn)行輪胎生產(chǎn)。

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 試驗(yàn)材料

為研究帶束層簾線(xiàn)直徑和壓延密度對(duì)輪胎耐久性的影響，本文完成了A，B，C三種帶束層簾線(xiàn)開(kāi)展試驗(yàn)，材料的單絲直徑分別為0.245 mm、0.225 mm和0.225 mm，簾線(xiàn)直徑分別為1.51 mm、1.39 mm和1.38 mm，單絲總量均為27，最小破斷力分別為3 730 N、3 120 N和3 445 N。所以，三種簾線(xiàn)擁有相同層狀結(jié)構(gòu)和不同的強(qiáng)度級(jí)別，單絲直徑最大的為A.在利用三種鋼絲簾線(xiàn)制備簾布時(shí)，將利用“S”型四輥鋼絲簾布?jí)貉訖C(jī)進(jìn)行壓延，使用的配方膠料相同，并且簾布厚度相同，均為2.3 mm，但擁有不同的鋼絲簾線(xiàn)壓延密度。對(duì)分別利用A，B，C三種材料制備得到的三種鋼絲簾布進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，每分米簾布的鋼絲數(shù)量分別為48根、50根和48根，簾線(xiàn)之間橡膠厚度分別為0.57 mm、0.61 mm和0.70 mm，上下橡膠厚度分別為0.40 mm、0.46 mm和0.46 mm，總強(qiáng)度分別為179 kN/dm、156 kN/dm和165 kN/dm，空氣含量分別為1.7 mm3/cm、0.8 mm3/cm和1.3 mm3/cm，自黏力分別為43 N、40 N和50 N。

1.2 試驗(yàn)方法

在試驗(yàn)時(shí)，需要將三種簾布分別在0°帶束層結(jié)構(gòu)的1#和2#帶束層使用，然后利用小角度鋼絲簾布裁斷機(jī)將簾布裁為24°和15°，并使用同一成型機(jī)成型。而對(duì)成品輪胎進(jìn)行高速性能測(cè)試和耐久性測(cè)試，則能夠得知帶束層簾線(xiàn)直徑和壓延密度與輪胎耐久性的關(guān)系。試驗(yàn)共使用A，B，C三種材料完成了9條輪胎的制備，每種簾布各3條。在對(duì)輪胎性能進(jìn)行測(cè)試時(shí)，每一種簾布的其中一條用于高速性能測(cè)試，剩余兩條用于耐久性測(cè)試。在耐久性測(cè)試中，將輪胎分為三組，在同一雙工位機(jī)床上進(jìn)行測(cè)試，初始7 h負(fù)荷率為66%，之后16 h負(fù)荷率為85%，接下來(lái)24 h負(fù)荷率為101%.完成47 h試驗(yàn)后，每隔10 h將負(fù)荷率增大10%，直至輪胎損壞。在高速試驗(yàn)測(cè)試上，使用全鋼載重子午線(xiàn)輪胎測(cè)試方法，初始速度為55 km/h，2 h后將速度調(diào)至60 km/h，隨后每隔2 h增加10 km/h。而輪胎充氣壓力為830 kPa，額定負(fù)荷為3 750 kg，轉(zhuǎn)鼓直徑為（1700±17）mm。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析與討論

2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象

觀察試驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)后的輪胎均為胎肩脫層。在耐久性測(cè)試中，位于輪胎帶束層端點(diǎn)的位置首先發(fā)生損壞，并且損壞部位集中在兩層交叉排列的帶束層之間。從輪胎耐久性試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，使用A材料制備的輪胎平均試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到了91.2 h，使用B材料制備的輪胎平均試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到98.6 h，使用C材料制備的輪胎平均試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)達(dá)到了98.7 h。在高速性能試驗(yàn)中，使用A，B，C三種材料制備的輪胎最高速度分別為90 km/h、90 km/h和100 km/h，在最高速度試驗(yàn)的時(shí)間分別為9 h、67 h和23 h。由此可見(jiàn)，使用簾布A制備的輪胎耐久性最差，使用簾布B和簾布C制備的輪胎耐久性相差不大。但從高速性能試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，使用簾布A制備的輪胎性能較差，使用簾布C制備的輪胎性能最好。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果討論

對(duì)輪胎受損位置集中的原因進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，在負(fù)荷變形下運(yùn)轉(zhuǎn)，輪胎帶束層需要承受一定的應(yīng)力，并且這一應(yīng)力呈周期性變化。在輪胎發(fā)生接地變形后，并直到輪胎離地，帶束層末端將產(chǎn)生較大的剪切應(yīng)力，以至于位于帶束層層間的夾膠將發(fā)熱和變形。在熱量不斷積累的情況下，則出現(xiàn)了夾膠和周邊橡膠老化的情況，進(jìn)而導(dǎo)致橡膠性能急劇下降，最終則導(dǎo)致端點(diǎn)位置產(chǎn)生脫層現(xiàn)象。相較于簾布B和簾布C，簾布A的總強(qiáng)度最大，鋼絲直徑也最大，但簾布中簾線(xiàn)間的橡膠厚度最小，同時(shí)簾布間橡膠厚度也最小。在帶束層簾線(xiàn)直徑過(guò)大的情況下，由于裁斷界面無(wú)鍍層，所以橡膠與截面的黏合不好，各端點(diǎn)將存在較多薄弱點(diǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致輪胎耐久性差。比較簾布B和簾布C可以發(fā)現(xiàn)，二者擁有相同的鋼絲直徑，但簾布C總強(qiáng)度相對(duì)要大，并且簾線(xiàn)間橡膠厚度也較大。因此，簾布C的壓延密度相對(duì)要小，而壓延密度大的帶束層簾線(xiàn)有更多交叉點(diǎn)，容易積累應(yīng)變能，并最終導(dǎo)致輪胎耐久性因肩部生熱而下降。從試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，上述說(shuō)法都能夠被證實(shí)。在高速測(cè)試中，輪胎內(nèi)部溫度更高，輪胎橡膠性能及結(jié)構(gòu)差異將被放大，所以得到的測(cè)試結(jié)果有較大差異。因此，由于試驗(yàn)結(jié)果與輪胎在負(fù)荷變化條件下的內(nèi)部應(yīng)變變化情況一致，所以能夠說(shuō)明帶束層簾線(xiàn)直徑和壓延密度對(duì)輪胎的耐久性有一定影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)研究可以發(fā)現(xiàn)，使用直徑大且密度大的簾布制備輪胎會(huì)降低輪胎的耐久性，并且會(huì)給輪胎的高速性能帶來(lái)不良影響。所以在選擇輪胎帶束層簾線(xiàn)時(shí)，還要在確定簾布總強(qiáng)度符合要求的基礎(chǔ)上，考慮簾線(xiàn)的直徑和壓延密度，盡量選擇直徑和壓延密度都較小的簾布，進(jìn)而使輪胎的性能得到提高。

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〔編輯：王霞〕