随着我国高速公路和高等级公路的迅速发展,大大加快了子午线轮胎替代斜交轮胎的速度, 因此国内新建的全钢子午线轮胎厂家在迅速增加。同时,由于各大国际轮胎公司进入中国市场, 原材料价格不断上扬, 以及国家对车辆超载的限制, 市场竞争越来越激烈。轮胎生产厂家只有在质量、成本和规模等诸多方面具有整体优势, 才能在激烈的市场竞争中生存下来, 并发展壮大。
市场竞争需要高性价比的子午线轮胎, 因此必须对轮胎结构进行相应调整才能适应用户的要求。胎体是载重子午线轮胎的关键部件之一, 钢丝帘线作为胎体的骨架材料, 要求具有较高的断裂强力、耐曲挠性好、抗疲劳和磨损以及良好的橡胶粘合力, 其中最主要的是其抗疲劳、抗磨损性能。为达到此目的, 就需要采用更高强度、更小直径的钢丝, 而好的抗磨损能力则意味着更多地采用无外缠绕丝、内外层捻向一致的帘线及紧密型帘线, 同时还应考虑中国货物运输严重超载的实际情况。1+6+12HT 结构帘线继承了 3+9+15+1 的结构优势, 有较高的承载能力, 正好满足了上述两方面的要求。根据强度要求, 我们选择了 0.22+6+12×0.20HT 代替 3+9+15×0.22+0.15 用于胎体进行试验。现将对比试验情况进行简要介绍。
一 、0.22+6+12×0.20HT 与 3+9+
15×0.22+0.15 钢丝帘线特性
0.22+6+12×0.20HT 钢帘线和 3+9+15×0.22+
.15 钢帘线相比有如下特点:
1. 3+9+15×0.22+0.15 钢帘线为普通结构帘线,不同层之间钢丝的捻向和捻距均不相同, 而 0.22+6+12×0.20HT 钢帘线为紧密型结构帘线, 除芯股外,其余由 18 根直径 0.20mm 的单丝分层加捻而成, 捻距不同, 但捻向相同, 具体结构对比见图 1。
1、3+9+15×0.22+0.15 钢帘线是带外缠丝的多层结构, 每层捻向各不相同, 层与层之间的单丝为点接触, 在负荷作用下单丝之间存在一定的磨蚀现象, 这就会降低轮胎的可翻新性。0.22+6+12×0.20HT 钢帘线中单丝捻向一致, 单丝之间为线接触, 接触面积大、接触压力小, 不存在内层和外缠丝的磨损, 减少了磨蚀的可能性; 紧密型钢丝帘线单丝排布更密实,疲劳性能更优异; 相同强度的钢丝帘线, 其截面积会更小, 因此, 可减小钢丝帘线直径, 进而减薄帘布的厚度, 减小轮胎的质量; 采用双层结构, 承载性能得到了保证, 它除了具有 0.22+18×0.20HT 的优点外,同时还具有更好的橡胶渗透性能; 除此之外, 紧密型钢丝帘线的生产工艺简单, 生产效率更高, 成本更低。
2、3+9+15×0.22+0.15 帘线钢丝为普通强度单丝, 而 0.22+6+12×0.20HT 帘线钢丝采用高强度单丝。对相同直径的单丝, 采用高强度钢丝可使其抗拉强度提高 20%左右。钢丝帘线的强度越高, 疲劳极限值越高。因此, 采用高强度的钢丝帘线可以减少钢帘线的用量, 提高钢丝帘线的疲劳性能。相同强度的钢丝帘线, 如采用高强度单丝, 可以降低帘线的线密度, 这样就减少了钢帘线的用量, 达到轮胎轻量化的目的。
2、 3+9+15×0.22+0.15 钢帘线有外缠绕丝, 其作用仅仅是防止帘线散头和芯线迁移。由于外绕丝的存在, 在发生弯曲变形时, 对外层钢丝产生较大的剪切应力, 降低了帘线的疲劳性能和磨损破坏性能。无外缠丝帘线由于不存在外层钢丝和外缠丝之间的磨损, 可以提高帘线的疲劳性能和磨损破坏性能, 因而具有更好的耐用性。
由于紧密型钢帘线不带外绕丝, 有易发生芯线迁移的缺点, 因此对帘线生产厂家工艺控制提出了更高的要求。
通过以上对比可知, 0.22+6+12×0.20HT 钢帘线强力大, 帘线直径小, 疲劳性能好, 非常适用于子午线轮胎的胎体层。
0.22+6+12×0.020HT 与 3+9+15×0.22+0.15 钢帘线性能对比结果见表 1。
二、试验
2. 钢丝帘线
0.22+6+12×0.20HT 钢丝帘线, 中国贝卡尔特钢
帘线有限公司产品。
3. 主要设备
四辊压延机, 意大利鲁道夫公司产品; 钢丝帘布直裁机, 德国 轮胎钢丝FISCHER 公司产品; LCZ- 3B 一次法成型机, 北京航空工业研究所产品。
3.0.22+6+12×0.20HT 钢丝帘线工艺性能
(1)压延
试验时采用本公司原有规格整经辊。压延后帘布表面平整, 刚度好, 工艺性能良好。
(2)裁断
裁断后布面平整, 边部无翘起现象。由于帘布密度较大, 自动接头效果较差。
(3)成型
由于该钢丝帘布密度较大, 且厚度较薄, 成型接头稍有困难, 通过调整拉链机风压可以解决。
4.成品试验
0.22+6+12×0.20HT 钢 丝 帘 线 用 于 11.00R20
16PR 全钢载重子午线轮胎的胎体, 对该批轮胎进行
了室内试验。结果见表 2。
从表 2 可以看出, 用 0.22+6+12×0.20HT 钢丝帘线用于子午胎胎体层, 强度可以满足要求, 耐久性能也都达到了较好的水平。
5.生产成本对比
以 11.00R20 16PR 规格轮胎为例, 用 0.22+6+12×0.20HT 代替 3+9+15×0.22+0.15 作胎体, 等强度 条件下的轮胎成本见表 3。
三、结语
紧密型钢帘线 0.22+6+12×0.20HT 与 3+9+15×0.22+0.15 钢帘线相比, 具有强度高、耐曲挠性、抗疲 劳和抗磨损性能优异等特点, 试用于全钢载重子午 胎胎体, 可以满足生产工艺的要求, 轮胎的室内性能 试验也达到了较好的水平, 用作全钢载重子午线轮 胎胎体, 可以降低轮胎重量, 达到轻量化的目的, 同 时也大大降低了轮胎的生产成本。□
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