载重子午胎配方设计原理

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1、载重子午胎配方设计原理载重子午胎线轮胎的配方设计除遵循轮胎配方设计的一般原理以外，由于它的结构特点和制造要求，在配方设计上具有它的特殊性。一、午胎结构特点及其优越性从斜交结构轮胎到子午线结构轮胎系充气轮胎的重大变革，由于它的优越性能，发展迅速，目前世界上子午胎已占轮胎产量的90%，而我国轮胎子午化率仅达35%左右，所以要加快发展。所谓子午线，系地球从北极到南极通过格林威治的那条经线叫0°经线，又称本初子午线，其他经线通称子午线。如图1，轮胎的两个胎圈尤其如南北极，胎体帘线按子午线排列，称之为子午胎。子午胎整体系刚柔结合，在胎冠周向有多层钢丝帘线紧着，产生胎冠部位的刚性，在胎圈由胎圈钢丝及各

2、种硬胶组成，产生胎圈刚性。在胎侧部位仅有一层钢丝帘线全钢丝载重子午胎不管多大规格或多大负荷，仅是一层钢丝帘线）和胎侧胶组成，产生柔性部位。由于以上结构特点，在轮胎力学上具有“两大”、“四小”的特点。二大：（1）侧向变形大（2）法向变形大四小：（1）周向变形小（2）滚动变形小（3）高速旋转下变形小（4）材料变形小由于子午胎力学上具有这些特点，带来许多优越性能：（1）滚动阴力低，节油。（2）高速安全性，生热低。（3）耐磨、耐刺、耐用。（4）减震，乘坐舒适，汽车配件减少损坏。（5）操纵性好，直线行驶性高，驱动力、制动力、索动力、索引力大，转向稳定。二、载重子午胎配方设计特点1．部件多，硬胶多一条

3、外胎组成部件有16-17种之多，而配方至少也有13-14外，比载重斜交胎和轿车子午胎都复杂多，而且胶料硬度高，门尼粘度高的配方也多，对工艺装备要求高，工艺条件严格。根据其结构特点，带束层承受了轮胎整个内应力的60-75%，为保证一个刚性整体，胶料硬度高（一般77-81度），同时胶料与钢丝帘线的粘合力要高，附胶要好，在热氧、机械和介质（水）的作用下能保持较高水平。带束层与胎体，胎面产生相当大的剪切应力，胶料承受高度的应变强度，为分散这种高强剪切应力，除带束层胶本身要求很高的性能的外，在其上、下应设过渡胶。载重子午盈的胎侧径向变形比斜交胎大10-30%，承受应力比斜交胎约高出一倍，在胎侧中部经

4、受双向伸张，在胎圈区和胎面端部则受到双向压缩。剪切应力最大区域则易损坏部位。首先钢丝圈承受应力要比斜交胎大30-40%，胎侧柔性易造成胎圈刚性不足，变形大，行驶稳定性差，因此，子口部位需十分重视，各种胶料性能的匹配要严格按设计达到要求。载重轮胎除确定其室内各种性能之外，非常重要的就是根据不同的使用条件进行调整，避免出现轮胎冠空、肩空、子口裂、胎侧起鼓等质量问题。所以载重子午盈配方设计院是复杂的。子午胎的翻新率也将是一个重要问题。2．材料要求高，天然胶比例高为满足各种不同部件的要求，原材料设置品种多，一条外胎多达50多种，且对质量要求高，性能波动范围较小，否则就导致轮胎质量问题，常用品种如附

5、表1所示：5载重子午胎根据其结构特点及制造工艺要求，使用全天然胶的部件较多，天然胶具有物性和工艺的综合性能高，尤其是与钢丝粘合胶，均为全天然胶，未硫化胶的强度，粘合性能是至关重要的，天然胶在外胎中约占耗胶的80%以上，对合成胶使用比例虽不高，但对特殊性能要求，也使用了一些新的胶种，如高顺式异戊橡胶，低顺式聚丁二烯橡胶，新型溴化丁基胶等。根据多年来对国外载重子午胎使用胶种的分析，有许多相同之处，如胎侧胶均用45-55BR，耐磨条（子口护胶）均用50-80BR或LCBR；气密层胶均用90-100CIIR或BIIR，此外，胎圈钢丝胶有的公司用SBR/NR，胎面胶也有个别用少量SBR或NR的。而其

6、他主要部件均为100NR详见（附表2）。3．胶料性能的匹配3．1刚性匹配一般以定伸应力，硬度表征，子午胎以硬度表示其刚性匹配更为确切些，定伸应力也应以较低形京戏原应力，如100%或以下为宜。硬度匹配如下：（各公司情况不完全相同）胎面胶69-73（越野型要低一些）带束层胶77-81带束垫胶61-55胎体层胶75-79气密层胶54-58胎侧胶56-60子口护胶83-87上胶芯胶64-68下胶芯胶92-96胎圈钢丝胶77-813．2硫化速度匹配由于系全钢丝结构，硫化历程明显不同于斜交胎和半钢丝子午胎。胶囊方向传热热比模外温传热更快，胎面胶硫化速度要适当加快，而钢丝帘布胶适当慢些。3．3界面层的关

7、系界面层的化学作用及其结合强度问题应考虑。硫化过程，S、促进剂进行迁移，界面层交联结构特性及物性产生变化接触部件界面层尽量采用相同的胶种，避免影响界面层硫化的同步性。一、橡胶与钢丝粘合，只有当S和橡胶交联反应速度同步，才能获得最佳的粘合水平。载重子午胎的各部件配方设计。1.胎面胶根据九十年代国外大轮胎公司对胎面胶配方设计具有高定伸、高强度、高弹性、低生热、中等硬度的趋势，详见表3。当然轮胎使用条件不同，用途不同，在硬度和