3＋8×0.21ST鋼絲簾線在全鋼載重子午線輪胎中的應(yīng)用

劉伯忠

（賽輪金宇集團(tuán)股份有限公司，山東 青島 266500）

輪胎滾動(dòng)阻力所消耗的能量約占整個(gè)汽車消耗能源的20%。汽車的排放量與燃油消耗相關(guān)，因此降低能源消耗，減小二氧化碳排放量，有利于環(huán)境保護(hù)。

為減少對(duì)大氣的污染，降低輪胎的滾動(dòng)阻力勢(shì)在必行。降低輪胎滾動(dòng)阻力的方法主要有減小輪胎結(jié)構(gòu)變形、改進(jìn)輪胎材料和輪胎輕量化[1]。輪胎輕量化中骨架材料采用超高強(qiáng)度鋼絲簾線替代高強(qiáng)度鋼絲簾線，不僅可減小輪胎的質(zhì)量，還能提高輪胎的安全性能和耐久性能，降低輪胎的滾動(dòng)阻力。

本工作研究以3＋8×0.21ST鋼絲簾線替代3＋9×0.22W鋼絲簾線在11R22.5 16PR全鋼載重子午線輪胎胎體中的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要原材料

3＋8×0.21ST鋼絲簾線和3＋9×0.22W鋼絲簾線，貝卡爾特（山東）鋼簾線有限公司產(chǎn)品。

1.2 主要設(shè)備和儀器

四輥鋼絲簾布?jí)貉由a(chǎn)線，日本IHI公司產(chǎn)品；90°鋼絲簾布裁斷機(jī)，天津賽象科技股份有限公司產(chǎn)品；三鼓一次法成型機(jī)，軟控股份有限公司產(chǎn)品；輪胎耐久性試驗(yàn)機(jī)，青島測(cè)控技術(shù)有限公司產(chǎn)品。

1.3 性能測(cè)試

輪胎各項(xiàng)性能均按相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

2 結(jié)果與討論

2.1 鋼絲簾線性能對(duì)比

我公司以前采用3＋9×0.22W鋼絲簾線作為11R22.5輪胎胎體簾線，現(xiàn)采用3＋8×0.21ST鋼絲簾線替代，其性能指標(biāo)對(duì)比見表1。

表1 兩種鋼絲簾線性能指標(biāo)對(duì)比

從表1可以看出，與3＋9×0.22W鋼絲簾線相比，3＋8×0.21ST鋼絲簾線直徑更小，鋼絲和膠料質(zhì)量較小，破斷力提高7%，能夠減小鋼絲簾線用量，因此能有效減小輪胎質(zhì)量。

膠料滲透性對(duì)骨架材料十分重要，膠料滲透性好可以防止水汽對(duì)鋼絲簾線的侵蝕，提高簾線與膠料粘合力的保持率，減少輪胎在使用中的脫空現(xiàn)象，延長(zhǎng)輪胎的使用壽命。3＋8×0.21ST鋼絲簾線和3＋9×0.22W鋼絲簾線滲膠后斷面如圖1所示。

圖1 兩種鋼絲簾線滲膠后斷面對(duì)比

從圖1可以看出，3＋9×0.22W鋼絲簾線有外纏絲，外纏絲與外股間方向相反是點(diǎn)接觸，使用中容易磨損。3＋8×0.21ST鋼絲簾線沒有外纏絲，外股磨損相對(duì)輕，鋼絲耐屈撓性能更好。

2.2 鋼絲簾線的工藝性能

兩種鋼絲簾線壓延參數(shù)對(duì)比見表2。

表2 兩種鋼絲簾線壓延參數(shù)對(duì)比

從表2可以看出，由于3＋8×0.21ST鋼絲簾線直徑小，因此其壓延厚度較小，鋼絲和膠料的質(zhì)量減小，進(jìn)而減小輪胎質(zhì)量。

鋼絲簾線壓延時(shí)工藝性能良好；直裁和接頭過程中簾布無散頭、翹頭現(xiàn)象，接頭質(zhì)量符合要求，成型過程無拉伸，接頭、反包、壓實(shí)均正常；硫化后產(chǎn)品外觀質(zhì)量符合外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，X光檢查無異常。

2.3 成品性能檢測(cè)

采用3＋8×0.21ST鋼絲簾線替代3＋9×0.22W鋼絲簾線作為胎體骨架材料，生產(chǎn)11R22.5 16PR全鋼載重子午線輪胎，進(jìn)行成品輪胎性能對(duì)比。

強(qiáng)度試驗(yàn)條件：環(huán)境溫度 18～36 ℃；充氣壓力 830 kPa，停放時(shí)間 24 h，在裝機(jī)前將充氣壓力調(diào)至830 kPa。

耐久性試驗(yàn)條件：環(huán)境溫度 （38±3）℃；充氣壓力 830 kPa，停放時(shí)間 24 h，在裝機(jī)前將充氣壓力調(diào)至830 kPa，額定負(fù)荷 3 000 kg，試驗(yàn)速度 80 km·h-1。

滾動(dòng)阻力試驗(yàn)條件：環(huán)境溫度 20～28 ℃；停放時(shí)間 24 h，試驗(yàn)速度 80 km·h-1。

成品輪胎性能檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 成品輪胎性能檢測(cè)結(jié)果

從表3可以看出，兩種簾線輪胎外緣尺寸基本一致，試驗(yàn)輪胎耐久性能提升17%，滾動(dòng)阻力系數(shù)減小，達(dá)到輪胎輕量化、提升整體性能的目的。

2.4 成本分析

采用3＋8×0.21ST鋼絲簾線替代3＋9×0.22W鋼絲簾線作為胎體骨架材料，11R22.5 16PR全鋼載重子午線輪胎質(zhì)量減小14%，材料成本下降，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)論

采用超高強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、滲透性能優(yōu)異的3＋8×0.21ST鋼絲簾線替代3＋9×0.22W鋼絲簾線作為胎體骨架材料，生產(chǎn)11R22.5 16PR全鋼載重子午線輪胎，簾線壓延工藝性能良好，成品輪胎的外緣尺寸、強(qiáng)度、耐久性能和滾動(dòng)阻力系數(shù)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，并且耐久性能提升，滾動(dòng)阻力系數(shù)減小，同時(shí)輪胎質(zhì)量減小，材料成本降低，符合輪胎工業(yè)節(jié)能、低碳和環(huán)保的發(fā)展要求。