3＋8×0.33ST钢丝帘线在无内胎载重子午线轮胎带束层中的应用

张宝亮，赵 翔，赵玉娜，邢正涛，杨 萌，高同舜

（青岛双星轮胎工业有限公司，山东 青岛 266400）

随着道路运输业的不断发展，人们对交通运输车辆的关注日益提高，对轮胎的安全性和经济性的要求也越来越高[1-4]。因此，轮胎制造厂家纷纷致力于研发能够满足市场需求、提高产品竞争力的骨架材料。目前，我公司生产的13R22.5规格无内胎载重子午线轮胎的第1层和第2层带束层仍采用传统的通用型钢丝帘线3＋9＋15×0.22W。与3＋9＋15×0.22W钢丝帘线相比，3＋8×0.33ST钢丝帘线直径更小，可以采用更小的压延厚度，减小轮胎的质量并降低生产成本，且帘布强度更高，能够提高轮胎的抗撞击性能，减少因撞击引起的冠爆等问题。此外，3＋8×0.33ST钢丝帘线具有较好的导热性能，可以有效提高轮胎的耐久性能[5-7]。

本工作采用3＋8×0.33ST钢丝帘线替代3＋9＋15×0.22W钢丝帘线用于13R22.5无内胎载重子午线轮胎带束层中，研究其应用效果。

1 实验

1.1 主要原材料

3＋8×0.33ST钢丝帘线和3＋9＋15×0.22W钢丝帘线，江苏兴达钢帘线有限公司产品。

1.2 主要设备

560 mm×1 370 mm四辊钢丝帘布压延机，意大利鲁道夫柯美尼奥公司产品；钢丝帘布裁断设备，德国费舍尔公司产品；全钢一次法成型机，软控股份有限公司产品；1 651 mm液压双模硫化机，青岛双星橡塑机械有限公司产品；轮胎耐久高速性能试验机，天津久荣车轮技术有限公司产品。

1.3 性能测试

钢丝帘线性能按照GB/T 11181—2016《子午线轮胎用钢帘线》进行测试；轮胎外缘尺寸按照GB/T 521—2012《轮胎外缘尺寸测量方法》进行测试；轮胎静负荷、强度和耐久性能按照GB/T 4501—2016《载重汽车轮胎性能室内试验方法》进行测试；胎圈耐久性能、高速性能和接地印痕按照企业标准进行测试。

2 结果与讨论

2.1 钢丝帘线结构和性能对比

3＋8×0.33ST钢丝帘线和3＋9＋15×0.22W钢丝帘线的结构见图1，性能指标见表1。

表1 两种钢丝帘线的性能指标

图1 两种钢丝帘线的结构示意

从图1可以看出，3＋8×0.33ST钢丝帘线层数较3＋9＋15×0.22W钢丝帘线少，在加工中更易于渗胶，从而提高钢丝之间的粘合性能以及轮胎的耐久性能[8]。

从表1可以看出：3＋8×0.33ST钢丝帘线的破断力比3＋9＋15×0.22W钢丝帘线提高了10.8%，强度更大，而直径减小了16.6%；3＋8×0.33ST钢丝帘线可以采用更小的压延厚度进行生产。

2.2 工艺性能

3＋8×0.33ST钢丝帘线和3＋9＋15×0.22W钢丝帘线的压延工艺参数如表2所示。

表2 两种钢丝帘线的压延工艺参数

在压延密度均为45根·dm-1的情况下，两层3＋9＋15×0.22W钢丝帘线带束层强度为243 000 N·dm-1，两层3＋8×0.33ST钢丝帘线带束层强度为268 200 N·dm-1，强度增大10.37%。

3＋8×0.33ST钢丝帘线压延工艺良好，钢丝帘线排列、附胶均匀，表面光滑、平整、无稀线劈缝现象，钢丝帘布厚度符合标准要求；在裁断和接头时，未发现翘头、接头开裂以及断面发散等不良现象，接头质量符合生产工艺标准；在成型过程中钢丝帘线无拉伸，排列均匀，成型接头、反包均无异常；硫化过程正常，满足硫化工艺要求；成品轮胎外观及X光检测均合格。

2.3 带束层参数

3＋8×0.33ST钢丝帘线和3＋9＋15×0.22W钢丝帘线带束层的参数如表3所示。

表3 两种钢丝帘线带束层的参数

由表3可知，使用2层3＋9＋15×0.22W钢丝帘线的带束层帘布质量为8.302 8 kg，使用2层3＋8×0.33ST钢丝帘线的带束层帘布质量为7.258 0 kg，质量减小1.044 8 kg。

2.4 成品轮胎性能

用3 ＋8×0.33ST 钢 丝 帘 线 替 代3 ＋9 ＋15×0.22W钢丝帘线用于带束层，试制13R22.5无内胎载重子午线轮胎。

耐久性能试验条件：环境温度为（38±3）℃；轮胎充气压力为930 kPa，停放3 h以上；试验速度为55 km·h-1。轮胎耐久性能试验步骤见表4。

表4 轮胎耐久性能试验步骤

高速性能试验条件：环境温度为（38±3）℃；轮胎充气压力为930 kPa，停放3 h以上；单胎最大负荷为4 000 kg。两种轮胎的外缘尺寸、耐久性能和高速性能如表5所示。

表5 轮胎外缘尺寸及耐久性能和高速性能

由表5可知，试验轮胎的耐久性能和高速性能明显优于生产轮胎。

两种轮胎的接地印痕如图2所示。

图2 两种轮胎的接地印痕

从图2可以看出，带束层使用3＋8×0.33ST钢丝帘线的试验轮胎的接地印痕矩形率较使用3＋9＋15×0.22W钢丝帘线的生产轮胎更大，接地压力分布更均匀[9]。

2.5 成本分析

在13R22.5无内胎载重子午线轮胎带束层中应用2层3＋8×0.33ST钢丝帘布替代2层3＋9＋15×0.22W钢丝帘布后，单胎质量减小约1.044 8 kg，成本减少12元，具有一定的经济效益。

3 结论

采用3＋8×0.33ST钢丝帘线替代3＋9＋15×0.22W钢丝帘线用于13R22.5无内胎载重子午线轮胎带束层中，成品轮胎的外缘尺寸符合国家标准要求，耐久性能和高速性能提高，接地印痕矩形率更大，接地压力分布更均匀，轮胎质量减小，成本降低。