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11-22.5无内胎载重轮胎的结构设计_图文

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28 0 







业 

2 0 第 2 卷  0 6年 6

1 -2 .   2 5无 内胎 载 重 轮 胎 的结 构 设 计  1
孟耀 文 ,   滨 , 石 李泽 津 , 闰丕文 
( 喜轮胎工业股份有限公司 , 西 太原 双 山 000 ) 30 6 

摘 耍 .r l  2. O 绍 1 2 5无 内胎 载 重 轮 胎 的 结 构 设 计 情 况 。通 过 减 小 胎 圈 着 合 宽 度 、 化 内轮 廓 形 状 和 模 型 状 态 下  优

的压力分布等措施 , 有效抑制 了轮胎 充气后在外直径方 向上 的膨胀 。 轮胎综合性能 满足使用要求 , 经济效益 和社 会效  
益 良好 。  

关键词 : 无内胎载重轮胎 , 构设计 } 结 压力 函数 } 充气膨胀 
中圈 分 类 号 . Q3 6 1 1 U4 3 3 1 3 - T 3 .  ; 6 .4 +.  文献标识码:  B 文 章 编号 :0 68 7 ( 0 6 0— 2 80  10 —1 1 2 0 ) 40 0 —3

无 内胎载重 轮 胎主要 用于 普通 载重 汽车 和 公  路拖 车 , 用 条件 较 好 。近年 来 , 使 根据 出 口需 要 ,  
我公 司开 发 了一 系 列 无 内胎载 重 轮胎 , 1 2 5 1 —2 .   轮 胎便是 其 中之一 。  

mm, B=O 9 4 H/ . 8 。由于 B /   B与 H/ B取值 差异  较 大 , 以 推 测 , 胎充 气 后 的实 际 变 形 可 能 是  可 轮 D / 1 04 B /   D> . 0 ,  B< 1 1 , 胎 的 充 气 外 直 径  .4 轮 和 充气 断面 宽难 以满 足预期 目标 。  

根据 美 国 TR 规 定 , 1 2 . A l — 2 5轮 胎 外 缘 尺 

为有效 抑 制 轮 胎 在 外 直 径 方 向上 的 充 气 膨 
胀, 本设 计 通过 减 小 C值来 达 到调 整 C/ 和 H/ B  

寸、 充气压 力 和 负 荷 能 力 等技 术 参 数 与 1. 0 0 O — 
2 O轮 胎 几 乎 相 同 。经 计 算 , 0 O —2 1 . 0 0和 l —  1 2. 2 5轮 胎 的 充 气 断 面 高 宽 比 分 别 为 0 8和  .9

B取值的 目的。具体做法是 C值 比轮辋宽度小 
1 .  2 5mm, 即取 C一1 7mm。根据 轮 辋 宽度 与 设  9 

08 , . 7 因此 1 —2 . 1 25轮胎 的模 型 断 面高 宽 比 H/  
B也 应 小 于 1 . 0 2 0 O — 0轮 胎 。这 就 导 致 l —  1
2. 2 5轮胎充 气后 外直径 更 易膨 胀 , 易造 成 早期 耐 

计 C值 不 同对 轮 胎充 气鼓 胀 的影 响 , 胎装 配 于  轮
测 量 宽度为 2 9 5mm 的标 准 轮 辋 上 时 , 气 断  0 .  充

面 宽 将 比预 计 值 增 大 [ B = 1.   . A   2 5X0 4—5 0 . 
( mm) 。因此 , ] 轮胎 的模 型断 面宽 可 相应 减 小 为 
2 0mm; B也 由原 来 的 0 9 4增 大 为 1 0 4  4  H/ .8 .0 ,

磨、 耐刺扎 能 力 下 降及 花 纹 沟 底 裂 口等 问题 。因  此, 如何抑 制轮 胎 充 气后 在 外 直 径 方 向上 的膨 胀 
是该 类 型轮 胎 设 计 的重 点 。本 文 以 1 ~2 . 1 2 5规 

在 一定 程度 上缩 小 了 B / 与 H/  B B的 差值 , 抑  对

格 为例 , 该类 型轮 胎 的结构 设计 情况 予 以介绍 。 就  
1 结构设 计    l l 模型 外 直径 ( 、 -  D) 断面 宽 ( 和胎 圈着 合 宽  B) 度(   C)

制 轮胎 在外 直径 方 向上 的充气 膨胀 有利 。  
1 2 行 驶面 和胎 肩  .

轮胎 的行驶 面设 计对 轮胎 的耐 磨性 能和接 地  压 力分 布等 有直 接 影 响 , 同时 也 在一 定程 度 上 决 
定 了轮 胎 的肩部 厚度 和散 热性 能 。考虑 到轮 胎 的 

根据 经 验 , 胎 模 型 设 计 参 数 H/ 取 值 越  轮 B

使用条件较好 , 有效降低 轮胎生热和成本, 为 取 
b B ̄ 0 7 , 时 将 ^ H 取 小 值 , 行 驶 面 较 为  / - . 5同 / 使
平 坦一 些 , 以改善 轮 胎 的接地 和耐 磨性 能 。   轮 胎胎 肩部 位 采用 反 弧形 设 计 , 旨在 减 小 胎 

大 , / 越小 , / D D C B值对 轮 胎 的充 气 膨 胀 也 有 一 
定 的影响 。  

为增 大模型 断 面的 H/ 值 , 尽 可能 使 D / B 应    D 取 小 值 ,  B 取 大 值 。 本 设 计 取 D D =  B/ /
1 0 4, / . 0 B  B一 1 1 即 D= 1 5   . 4, =  0 0 mm , = B一 2 5 4 

肩厚度 , 降低 胎 肩 刚 性 , 胎 肩 部 位 易 于 向外 膨  使 胀 , 而抑制 轮 胎冠部 膨胀 , 从 同时 生热低 、 热快 , 散  

对 提高 轮胎 的耐 久性 有利 。  
作者简介 : 耀文(90)男, 盂 1 7 一 , 山西 五 台 人 , 喜 轮 胎 工 业 股  双

1 3 胎 圈 和胎 趾倾 角  .

份有 限公司工程师 , 硕士 , 主要从事轮胎 结构设计工作。  

轮胎的标准轮辋为底部倾斜角度为 1 o 5的特 

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第 4期 

孟耀 文 等 . 1 2. 无 内胎 载 重 轮 胎 的结 构 设 计  1— 25

29 0 

制 深槽 轮辋 , 为保证 无 内胎轮 胎胎 圈 口的气 密性 ,  

胎 圈与轮 辋采 用过盈 配合 , 部倾斜 角 度为 1。 底 7。   轮胎 设计 C值 比轮辋 宽度 小 1.  25mm, 根  应 据 标准 轮辋绘 制胎 圈 轮廓 曲线 , 免 轮 胎 与 轮辋  避
配合 过 紧 、 过松 甚至 漏气 的 问题 。  
1 4 断面水 平轴位 置 ( / ) . H。n:  

由于轮辋 宽度 大 于设 计 C值 , 下 胎侧 的挺  使
性 增 大 , 面 水平 轴 位 置 上移 , 断 因此 , 面 水平 轴  断

位 置不 宜过高 。  


般 而言 , 轮胎 的 内轮 廓 趋 于 圆形 有 利 于 减 

小 轮胎 的内 应力 。因此 , 在轮 胎 各 部 位 厚度 确 定 

后, 根据 内轮廓 趋 于 圆形 的设 计 思 想 确定 断 面水 
平 轴位置 , 图 1 示 。 如 所  

图 2 轮 胎 花 纹 示 意 

高反包 设计 , 体 帘布 级 差 和 反 包 高 度 的设 置使  胎
胎 侧至 胎圈 的材 料 厚 度 和 刚 度 平 滑 过渡 即 可 , 以  免 出现应 力 集 中 。   缓 冲帘 布层 采用 宽 、 窄结 构 , 中宽 缓 冲层 的  其

端 点设 在装 配线 附 近 , 缓 冲层 端 点 则设 在 行 驶  窄
面 以内 , 以避 开应 力集 中区 。上 、 缓 冲胶 片分别  下 覆 盖宽 、 窄缓 冲层端 点 , 以提高缓 冲层 与 相邻 部件 

的粘合 强度 和动态 疲 劳性 能 。  
2 3 胎 圈  .

轮 胎 胎 趾倾 角 为 1 。 钢 丝 圈直 径 的 选 取 要  7,

充 分考 虑较 大胎趾倾 角对钢 丝 圈底部 材 料压 缩率 
田 l 断 面 水 平 轴 位 置 示 意   

的影 响 , 以保 证 轮 胎 与 轮辋 紧密 配合 。钢 丝 圈 强 

1 5 花纹 形式  .

度计 算不 仅要 考 虑 轮 胎 充气 压 力 的作 用 , 同时 还 
要 考虑胎 圈 与轮辋 过盈 配合 引起 的箍 紧力 。  

轮胎 采用普 通 的条形 花纹 , 图 2所 示 。 如  
2 施 工 设 计  2 1 胎 面  .

较大 胎趾倾 角 对钢 丝 圈受力 均 匀性存 在一 定 
的影 响 , 在工 艺条件 许 可 的情 况 下 , 尽 可能采 用  应 单钢 丝 圈结 构 , 其是 低 层 级 轮 胎 。在胎 体 帘 布  尤 层数 较 多必须 采 用 双 钢 丝 圈结 构 时 , 内外 两 钢 丝  圈应 采用 不 等直径 , 圈盘采 用 阶梯 形 , 扣 在方便 成  型操 作 的同 时 , 也可 改 善 内外 钢 丝 圈受力 状况 。   胎 圈包布 采用 单 丝 锦 纶 网眼 布 , 胎 圈 包 布  在
外 面加贴 胎圈 护胶 , 与气密 层胶 片 相搭 接 。 并   2 4 成 型机 头直径  . 成型 机头 直径 与钢 丝 圈 直径 的 比值取 1 2 , . 8 

胎面 采用 四方 六块 复合 结构 。胎 面各 部位 的  材料 分布充 分考虑 了轮胎形 变过 程 中的相互 作 用  与受 力形 式 , 使其 适应 轮胎 整体 形变 的要求 。  

22 胎体 帘布层 与缓 冲层  .
胎 体采 用高强 力优 质锦 纶 6帘布 。胎 冠帘线  角度 ( )   取大 值 , 利 于抑 制 轮 胎 在 外 直径 方 向  有

上 的充 气膨 胀 , 同 时也 使 胎 体 帘线 张力 和 层 间  但
剪切 力 急剧 增 大 , 易形 成 应 力集 中 , 合 权衡 后 , 综  
取  : 5 。 2。  

机头 自动 折 叠 。经计 算 , 品 轮 胎 胎 里直 径 与 机  成 头 直径 的 比值 为 1 3 , 胎定 型时 的帘 线伸 张较  .5 轮 小 , 有效 保 证 胎体 强 度 。不 同层 级 的轮 胎 因胎  可

轮辋 宽度 大 于 C值 使 轮 胎 的 变 形 区域 在一 

定程 度上 上移 , 因此 , 胎体 帘布不 需要 采用 专 门的 

体 结 构 和 包 圈 方 式 的 不 同 而 采 用 不 同 的 鼓 肩 

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2O 1 





工  业 

20 年第 2 06 6卷 

曲线 。  

2 5 胎 圈部位 的排 气线  .

针 对无 内胎 轮胎 在胎 趾 和胎踵 部位 易缺 胶 的 
问题 , 在模 型 的胎 趾倾 斜 面上 和 胎 踵 附 近 沿 圆周 

2 4等分 交错设 置 排气线 , 同时在 胎踵 处设 置 R 为 
0 5mm 的周 向排 气线 , 图 3所示 。 .  如  

圈 4 轮 胎 优 化 前 后 模 型 状态 下 的 压 力 分 布 

裹 1 轮 胎 充 气 外 缘 尺 寸 及 强 度 试 验 结 果   
I局 部 放 大 

图 3 胎圈部位排气线示意 

3 应 用压力 函数 法优 化轮胎 充 气轮 廓 

试 制 1 —2 . 4 R样 胎 , 部 分 设 计 参 数  1 2 51P 其 和充 气外 缘 尺寸 测量 结 果 如 下 : 体 层 数  6 帘  胎 ,
线假 定伸 张值  1 0 5 胎 冠 帘线 角度  5 。胎 冠  .3 , 2,
试 验 阶 段 

表 2 轮胎耐久性试验条件 
负荷率/   时 间/   h

总厚 度  2  9 mm, 肩 总 厚 度  3  胎 9mm, 肩 厚  胎 度/ 胎冠厚 度 比
充气 断面 宽

1  6
2  4
1  O

13 , . 5 充气 外 直 径  10 2mm,   6   

2 5 5mm。 7.   
注 ; 验速度 试 6  m ?   5k h

1  O

轮胎的充气外缘尺寸虽然符合技术标准 , 但 
外直 径偏 大 、 断面 宽偏小 。因此 , 通过 调整 轮胎 的 

损 坏 为 止 

胎肩与胎冠厚度的 比值及 内轮廓形状, 优化轮胎 
在模 型状 态下 的压力 分 布 。优 化前后 轮 胎 的压力 
裹 3 轮 胎 耐 久性 试 验 结 果 

分布 对 比如 图 4所 示 。据 资 料[ 介 绍 , 】 ] 轮胎 在模 
型状 态下 压 力小 的部 位 , 气 后 变 形 大 。优 化后  充

轮胎 的压力 分 布 比较 均 匀 , 部 压 力 比优 化 前 大  冠


些, 有利 于抑 制轮 胎充 气后 的冠 部膨 胀 。  

() 过优 化 轮胎 的 内轮 廓 形 状 和模 型状 态  2通 下 的压 力 函数 分 布 , 可在 一 定 程 度 上控 制轮 胎 的 
充气 变 形 。  

4 成 品 性 能 检 测 

轮胎充 气外 缘 尺 寸 及 强 度 试 验 结 果 见 表 1  。 轮 胎 耐久性 试验 条 件见 表 2 试 验结果 见表 3  , 。 轮胎 的外缘 尺 寸 、 穿 强 度 和 耐久 性 均 满 足  压

轮 胎投 产 5年来 , 品质量 稳定 , 口到 多个  产 出 国家 和地 区 , 公 司创 造 了 良好 的经 济 效益 和 社  为
会效 益 。   参考 文献 :   [ 王军平 周喜进. 压 力函数法 研究 轮胎早 期磨耗 问题 []  1 ] 用 J.


设 计 要求 。  
5 结论   

() 1胎圈着合 宽度取值小于轮辋宽度可在一  定 程度 上抑 制轮 胎在 外直 径方 向上 的充气 膨 胀 。  

轮 工 2 3 3 ) 62. 胎 业, 0, ( : 66  0 2 5 2 —8
收稿日 20— —   期: 5 1 4 0 12



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