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        7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾線在巨型工程機械子午線輪胎帶束層中的應(yīng)用

        2022-07-20 01:54:54張海彬許志展俞彥芳
        輪胎工業(yè) 2022年7期

        張海彬,許志展,俞彥芳,黃 平,陳 貴

        (海安橡膠集團股份公司,福建 莆田 351254)

        近幾年隨著全球經(jīng)濟的復(fù)蘇,巨型工程機械子午線輪胎(簡稱巨型輪胎)高速發(fā)展,為追趕世界先進(jìn)品牌,我公司不斷加大對巨型輪胎的研發(fā)投入,在提高輪胎品質(zhì)的同時也希望建立自己的優(yōu)勢[1-3]。輪胎行業(yè)發(fā)展至今,追求更好的品質(zhì)和更高的經(jīng)濟效益成為輪胎企業(yè)的目標(biāo),在保證輪胎質(zhì)量的同時實現(xiàn)輪胎輕量化是提高輪胎企業(yè)競爭力的重要措施[4]。由于帶束層是子午線輪胎的主要受力部件,帶束層的質(zhì)量直接決定輪胎的使用壽命[5-6]。

        隨著對巨型輪胎的研發(fā),現(xiàn)階段已開發(fā)出多種適用于巨型輪胎的鋼絲簾線[7]。本工作研究7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾線在40.00R57巨型輪胎帶束層中的應(yīng)用,并與7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾線進(jìn)行對比。

        1 實驗

        1.1 主要原材料

        7×(3+9×0.30)+0.20HT和7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾線,江蘇興達(dá)鋼簾線股份有限公司產(chǎn)品。

        1.2 主要設(shè)備和儀器

        Baldwin150 OTR型鋼絲簾線擠出、裁斷一體化生產(chǎn)線,荷蘭VMI公司產(chǎn)品;Z010型拉力試驗機,德國ZwickRoell公司產(chǎn)品;2000-C型立式顯微鏡,德國卡爾蔡司股份有限公司產(chǎn)品;SMA-3S型X射線檢測儀,深圳思邁奧電子有限公司產(chǎn)品;轉(zhuǎn)鼓試驗機,青島高校測控技術(shù)有限公司產(chǎn)品;XYD-ZZ508型X光無損檢測儀,丹東奧龍射線儀器有限公司產(chǎn)品。

        1.3 性能測試

        鋼絲簾線性能按照GB/T 30830—2014《工程子午線輪胎用鋼簾線》測試;成品輪胎性能按照GB/T 26276—2010《工程機械子午線輪胎無損檢驗方法 X射線法》測試;成品輪胎轉(zhuǎn)鼓性能按照GB/T 30193—2013《工程機械輪胎耐久性試驗方法》和GB/T 30197—2018《工程機械輪胎作業(yè)能力測試方法 轉(zhuǎn)鼓法》測試。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 鋼絲簾線的基本性能

        兩種鋼絲簾線的截面如圖1所示,基本性能指標(biāo)對比見表1。

        表1 兩種鋼絲簾線的基本性能指標(biāo)對比

        從圖1可以看出,兩種鋼絲簾線都有外纏絲。

        圖1 兩種鋼絲簾線的截面

        從表1可以看出,兩種鋼絲簾線的直徑與線密度和破斷力呈正相關(guān),即鋼絲簾線的直徑越大,線密度越大,破斷力越大。與7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾線相比,7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾線的直徑增大12%,線密度增大20%,破斷力也更大。兩種鋼絲簾線都使用了高強度鋼絲,鋼絲簾線具有強度高、破斷力大等特點。7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾線為雙層結(jié)構(gòu),7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾線為3層結(jié)構(gòu),因此7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾線的滲膠性能相對較好。

        2.2 鋼絲簾布性能

        兩種鋼絲簾布性能對比見表2。

        表2 兩種鋼絲簾布性能對比

        從表2可以看出:與7×(3+9+15×0.22)+0.20HT 鋼絲簾布相比,7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾布的厚度小,覆膠量少,壓延密度大;由于7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾線的破斷力較小,增大壓延密度能提升其強度。在同等試壓條件下,兩種鋼絲簾布壓延的半成品部件如圖2所示。

        圖2 兩種鋼絲簾布壓延的半成品部件

        觀察兩種鋼絲簾布覆膠情況可以看出:7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾線覆膠后可輕易將膠料與鋼絲簾線剝離,鋼絲簾線上也未粘膠料;7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾布膠料滲入到鋼絲簾線外纏絲內(nèi),膠料與鋼絲較難剝離。半成品部件硫化后測試橡膠粘合力,結(jié)果顯示7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾線與橡膠的粘合力大于7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾線與橡膠的粘合力。

        圖3所示為兩種鋼絲簾線覆膠后的截面,圖4所示為覆膠后兩種鋼絲簾線排列狀況??梢钥闯觯?×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾線的滲膠性能更好。

        圖3 兩種鋼絲簾線覆膠后的截面

        圖4 兩種鋼絲簾布覆膠后鋼絲簾線排列狀況

        2.3 工藝性能

        7×(3+9×0.30)+0.20HT和7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾布壓延工藝性能良好,表面平整、上下覆膠厚度均勻,無跳線、交線等現(xiàn)象;裁斷過程中鋼絲簾布未出現(xiàn)鋼絲散股、半成品翹頭現(xiàn)象;斷點無鋼絲刺出,接頭對接良好,產(chǎn)品外觀達(dá)到企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。

        2.4 成本分析

        兩種鋼絲簾布成本對比見表3。

        表3 兩種鋼絲簾布成本對比

        從表3可以看出,單位面積內(nèi)7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾布的鋼絲質(zhì)量和膠料質(zhì)量均較大。按膠料16元·kg-1、鋼絲簾線20元·kg-1價格計算,單位面積內(nèi)7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾布成本約為250元,7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾布成本約為275元。由此得出,單位面積內(nèi)7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾布的生產(chǎn)成本比7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾布減少約25元,按此兩種鋼絲簾布在40.00R57輪胎1#與2#帶束層中應(yīng)用,每條輪胎使用量約為16 m2,由此可計算出同等情況下使用7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾布生產(chǎn)1條輪胎成本增加了約400元。

        2.5 成品輪胎安全倍數(shù)

        通過計算,采用兩種鋼絲簾線的成品輪胎帶束層的安全倍數(shù)都大于9,均能滿足帶束層要求。

        2.6 成品輪胎性能

        采用兩種鋼絲簾線生產(chǎn)40.00R57巨型輪胎,成品輪胎的外緣尺寸見表4,X光無損檢測儀檢測結(jié)果如圖5所示。

        從表4可以看出,采用兩種鋼絲簾線生產(chǎn)的成品輪胎的外緣尺寸差異不大,且均能滿足設(shè)計要求。由圖5可見,鋼絲簾線排布均符合技術(shù)要求。

        圖5 成品輪胎的X光無損檢測儀檢測結(jié)果

        表4 成品輪胎的外緣尺寸 mm

        成品輪胎的室內(nèi)耐久性能測試結(jié)果見表5。

        從表5可以看出,采用兩種鋼絲簾線生產(chǎn)的成品輪胎的耐久性能相當(dāng)。

        表5 成品輪胎的耐久性能測試結(jié)果 h

        3 結(jié)論

        在40.00R57巨型輪胎帶束層中以7×(3+9×0.30)+0.20HT鋼絲簾線替代7×(3+9+15×0.22)+0.20HT鋼絲簾線,成品輪胎性能相當(dāng),同時壓延簾布厚度和覆膠量減小,從而實現(xiàn)了輪胎輕量化,并降低了輪胎生產(chǎn)成本。

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