11L-16 12PR（F-3）低断面无内胎农业轮胎的设计

蒙毅钊，易家波，曾占宇(中国化工橡胶桂林有限公司，广西 桂林 541004)

11L-16 12PR（F-3）低断面无内胎农业轮胎的设计

蒙毅钊，易家波，曾占宇
(中国化工橡胶桂林有限公司，广西 桂林 541004)

介绍了11L-16 12PR（F-3）低断面无内胎农业轮胎的研发设计。成品轮胎试验结果表明，外缘尺寸符合美国TRA标准要求，物理性能符合国家标准要求。

低断面；无内胎农业轮胎；结构设计；施工设计

我公司11L-16 12PR（F-3）低断面无内胎农业轮胎是应客户出口需求而设计开发的，该规格主要用于出口北美市场。

11L-16 12PR（F-3）农业轮胎主要配用于北美生产的多用途农业工程车辆前轮。根据产品资料，该多用途农业工程车辆前、后分别有液压伸缩装置，可完成不同工作，俗称“两头忙”。车辆前轴2条轮胎，配11L-15、11L-16等直径较小的轮胎，轮胎花纹为F-3工业用多条形花纹，主要用于装载、推土等工作；后轴2条轮胎，配17.5L-24、19.5L-24等24"直径较大的轮胎，轮胎为R-4花纹，主要用于挖掘、打钻等工作。

1　技术性能要求

因11L-16 12PR主要出口北美，因此参照美国TRA标准如下：设计轮辋宽度203.2 mm；轮胎断面宽279±9.8 mm；轮胎外直径808±12.0 mm；标准轮辋W8L；允许轮辋8LB、10LB、W10L；最高速度40 km/h，气压440 kPa；负荷1 250 kg。

2　结构设计

11L-16 12PR轮胎断面见图1。

2.1外直径D和断面宽B

11L-16为低断面轮胎，轮胎H/B值接近0.7，充气后轮胎容易向外直径方向膨胀，而断面宽膨胀较小。参考我公司70系列工程机械轮胎16/70-24和16/70-20的外直径膨胀率和断面宽膨胀率，取D=792 mm，B=276 mm。

2.2着合宽度C

11L-16轮辋宽度203.2 mm，轮胎设计着合宽度与轮辋宽度相同，C=203 mm。

2.3胎圈着合直径d

本规格轮胎为无内胎轮胎，为保证轮胎与轮辋紧密配合，胎圈着合直径与轮辋直径采取过盈配合。W8L轮辋标定直径为405.6 mm，本设计胎圈过盈量取4.6 mm，胎圈着合直径d为401 mm，胎圈倾角取6°，比轮辋大1°。

2.4行驶面宽度b

本规格为导向轮轮胎，对耐磨性能要求不高，行驶面宽度可适当减小。本设计取b/B= 0.88，则b=243 mm。

2.5行驶面弧度高h

11L-16为低断面轮胎，同时轮胎花纹为纵向多条形花纹，不能达到抑制胎冠拱起的作用，为减少轮胎充气后外直径膨胀造成的影响，适当减小了h值。本设计取h=13 mm，h/ H=0.066 5。

2.6断面水平轴位置（H1/H2）

断面水平轴位置是轮胎变形和屈挠最大的部位。H1/H2值过大，容易引起变形区上移，造成轮胎肩部生热大而使轮胎产生早期损坏。本设计选取H1/H2=0.827 1，H1=88.5，H2=107。

2.7花纹设计

胎面花纹采用工业多条形型F-3花纹，行驶面设计4条纵向花纹沟，将整个行驶面分割为5块，每块沟槽面积大致相同，轮胎使用时着地面受力均匀。

TRA标准推荐的F-3花纹深度为12.7 mm，本设计花纹深度为13 mm，花纹周节数为31，花纹饱和度为71.5%。花纹沟底部采用全圆弧设计，花纹自洁性能好，并可避免应力集中出现花纹沟底部裂口现象。胎肩部位设计有窄的小沟，肩下设计有比较宽的散热沟，这两种花纹沟深度不大，在4～6 mm左右，一方面起到散热功能，另一方面起到增加轮胎美观的作用。胎面花纹形状示意如图2所示。

图2　胎面花纹展开图

3　施工设计

3.1胎体

胎体采用6层1 870dtex/2尼龙帘线，4-2贴合，成型方法为套筒法。胎体安全倍数达到8.0倍，反包端点接近水平轴，增强下胎侧刚性及轮胎抗剪切变形的能力，减少轮胎生热，同时加大帘布反包差级，使材料过渡均匀，避免应力集中出现胎圈早期损坏。半成品裁断角度36°，胎体帘线冠角在56°左右，以增强胎冠的周向刚性，抑制成品充气后外直径膨胀。

3.2缓冲层

缓冲层采用2层1 400dtex/2 V3锦纶6帘布，2宽结构，端点延伸到肩下，避开肩部应力集中区，增加了胎肩刚性。同时增加厚度1.0 mm的缓冲胶片，以提高粘合性能，减小胎冠、胎肩脱层现象。

3.3钢丝圈

钢丝圈采用Φ1.0 mm回火钢丝，钢丝圈结构为9根×9排×1个，钢丝圈直径415 mm。采用大三角胶以提高胎圈部位刚性，保持下胎侧挺性，三角胶尺寸为13×25 mm。钢圈安全倍数达到10倍。

3.4成型机头

采用半芯轮成型机头，机头直径为540 mm，帘线假定伸张取1.035，经计算机头宽度503 mm。

3.5胎面

成品基部胶厚度4 mm，胎侧胶厚度5 mm。半成品胎面采用两方两块复合挤出方式制备，成型时采用套筒法，胎面胶重量14.5 kg。

3.6硫化

采用1 170 mm双模硫化机硫化，外温155±2℃，内压≥2.2 MPa，内温165±5℃，总硫化时间58 min。

4　成品性能检测

4.1外缘尺寸

安装在标准轮辋上的轮胎，在标准气压下，轮胎外直径为806 mm，断面宽为285 mm，符合TRA标准要求。

4.2物理性能

成品轮胎物理性能试验结果见表1。从表1可知，成品轮胎物理性能达到国家标准（GB/T 1192—2008）要求。

表1　成品轮胎物理性能试验结果

5　结语

11L-16 12PR（F-3）低断面无内胎农业轮胎的外缘尺寸符合美国TRA标准要求，成品轮胎物理性能符合国家标准要求。成品自投产以来，工艺稳定，产品合格率高，产品销售后无质量索赔，受到用户好评，为公司带来了可观的经济效益。

Design of 11L-16 12PR (F-3) low profile tubeless agricultural tire

Design of 11L-16 12PR（F-3）low profile tubeless agricultural tire

Meng Yizhao,Yi Jiabo,Zeng Zhanyu
(China chemical Guilin rubber co., LTD., Guilin 541004,Guangxi)

This paper introduces the design of 11L-16 12PR（F-3）low profile tubeless agricultural tire. Tire test shows that the outer dimensions conform to the requirements of the American TRA standards, and physical properties meet the national standards requirements.

low profile；tubeless agricultural tire；structural design；working design

TQ330.6

1009-797X(2015)05-0039-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.05.008

（XS-05）

蒙毅钊（1975-），男，工程师，主要从事轮胎结构设计和工艺管理工作。

2014-08-14