巨胎结构设计知识

巨胎结构设计知识第1页/共25页巨胎的基本知识

我厂目前生产的巨胎均为斜交结构，即是帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉，且与胎面中心线呈小于90°角排列的充气巨胎。我厂的巨胎主要由胎体、胎面、胎圈三大部分组成。胎体——由多层挂胶帘布按一定的角度贴合而成，使外胎具有所需的强度和弹性，以承受轮胎使用时的复杂应力和多次变形，并缓冲外来的路面振动和冲击。帘布层是胎体的骨架，支撑着巨胎各部分，也是固定巨胎的外轮廓。缓冲层位于胎体帘布层和胎面之间，要求散热性能好、缓冲性能好。第2页/共25页

目前，我厂巨胎胎体全部应用1400dtex/3尼龙帘线，待到明年的12月我厂将开始用钢丝帘线来制造子午线巨胎。所谓子午线轮胎，即是胎体帘布层帘线与胎面中心线呈90°角或接近90°角排列，以带束层箍紧胎体的充气巨胎。第3页/共25页胎面——外胎同地面接触部分称为胎面。巨胎胎面胶分上层胎冠胶（A010）和下层基部胶（A020）两种组成。胎冠胶（包括花纹块和花纹沟）直接接触地面，应具有耐磨损和耐切割性能，并能传导车轮的牵引力和制动力。在花纹沟底部的基部胶，用于缓冲断面传导的振动和冲击，常用不同于冠部胶的耐热、耐剪切胶料制成。第4页/共25页胎圈——胎圈的用途是使轮胎紧密地固定在轮辋上，并承受巨胎与轮辋的各种相互作用力。胎圈主要由钢丝圈和三角胶、钢丝圈包布组成,目前我厂现有规格中36.00-51、30.00-51的轮胎因结构设计中所需钢圈根、排数较大，而在现有钢丝挤出机上无法按工艺标准挤出成型；因而只能采用一分为二的挤出法，然后在包圈工序中进行组合完成。因此，36.00-51、30.00-51钢丝圈目前是由两个钢丝圈组合而成。钢丝圈是巨胎胎圈的基础，是巨胎强度的重要组成部分，其构造如下：第5页/共25页

我厂巨胎钢丝圈结构:

规格钢丝圈直径钢丝圈根数×排数36.00-511＃每一个直径不相同16262＃3＃4＃30.00-511＃每一个直径不相24282＃3＃27.00-491＃每一个直径不相14212＃3＃24.00-491＃每一个直径不相10222＃3＃24.00-351＃每一个直径不相11152＃3＃第6页/共25页巨胎规格的标记（1）36.00-51-58PR36.00：巨胎名义断面宽，in——：为斜交胎结构51：为名义轮辋直径in58PR：58层级（轮胎在规定的使用条件下，能够承受最大负荷的特定强度标志。它不一定代表帘布层的实际层数）（2）35/65-33-36PR35：巨胎名义断面宽，in65：名义扁平率65％（或称高/宽比）——：为斜交胎结构33：为名义轮辋直径in36PR：36层级第7页/共25页巨胎结构设计程序

巨胎结构设计分二个阶段进行。第一阶段技术设计。任务是收集为设计提供依据的技术资料，确定巨胎的技术性能要求；设计巨胎外轮廓曲线、内轮廓曲线和胎面花纹；设计胶囊；绘制巨胎设计总图。第二阶段施工设计，任务是根据技术设计确定成型机头型式、直径及肩部轮廓；绘制材料分布图，编制巨胎施工标准表，提出巨胎制造附属工具的技术要求。在完成上述二个阶段的设计任务后提出技术设计和施工设计说明书。第8页/共25页技术设计设计任何一种规格巨胎，都要以车辆类型和使用条件以及轮胎的强度和经济性为依据，力求做到既性能优良又经济耐用。第9页/共25页巨胎设计前的准备工作轮胎是矿车行走机构的主要部件，能将车辆发动机功率传递到路面。因此，充气轮胎的结构尺寸、胎面花纹性能和使用的材料，都缺胶取决车辆的类型和用途，发动机的功率、轮胎负荷和行驶速度。为了适应车辆的需要，设计前应当作好车辆技术资料的收集工作，然后选用先进的轮胎技术进行设计。第10页/共25页设计巨胎需收集的各项原始资料如下：车辆的技术性能车辆类别、厂牌、型号、用途和外形尺寸；2）车辆自重、载重、整车重量在各轴上的分布和车辆所需承担的牵引负荷；3）车辆驱动形式、轴数、轴距、轮数和轮距；4）轮辋类型、代号和双轮间距离；5）车辆的平均速度和最高速度；6）最小离地间隙、最小转弯半径和最大爬坡度；7）轮胎最大外缘尺寸；8）对轮胎的特殊要求；9）今后这种车辆的发展前景；10）其他。第11页/共25页（2）路况主要了解路面的性质，是硬基路面、碎石路面、浮土路面还是特殊路面。另外，还需了解使用地区的年平均气温和降雨量等。第12页/共25页（3）国内外同规格或类似规格轮胎的结构和使用情况：1）设计参数，如层级、内压、负荷及花纹形式等；2）充气前后及使用过程中外缘尺寸的变化情况；3）室内试验数据；4）实际使用中的性能及主要优缺点；5）使用部门的建议和要求。第13页/共25页2、技术要求的确定（1）轮辋；（2）轮胎外缘尺寸的确定（查标准）；（3）负荷能力计算。轮胎的负荷能力，是轮胎质量的重要指标；（4）层级的确定。轮胎的层级表示轮胎在规定载重量下的强度。第14页/共25页3、巨胎外轮廓设计（1）模型断面宽（B）和模型外直径（D）的确定（2）轮胎着合直径（d）的确定（3）模型断面髙（H）的确定（4）行驶面宽度（b）和弧度髙（h）的确定（5）断面水平轴位置的确定（H1和H2）（6）各部弧度的确定：Rn、Rn′、R1、R2、R3、R4、HR4、R5、α0第15页/共25页

4、巨胎胎面花纹设计巨胎胎面花纹设计的优劣，直接关系到巨胎的使用性能及其寿命。因此，改进胎面花纹的设计，是提高巨胎质量的途径之一。第16页/共25页（1）设计胎面花纹的基本要求1）胎面花纹的作用是传递车辆的牵引力和制动力。为此，胎面花纹必须与路面纵向和侧向有良好的接着性能；2）胎面花纹要尽可能耐磨，且滚动损失小；3）在使用中胎面花纹应生热小、散热快、自诫性能好；4）胎面花纹应有助于降低缓冲层和帘布层的应力，同时花纹各部位要十分坚实，使用中耐刺扎、不裂口、不掉块；5）在保证以上各项性能的基础上，还应做到美观。第17页/共25页（2）花纹的类型我厂目前巨胎的主要花纹是：E-4、L-4、L-5，其特点是：E-4——适用于铲运机和重型自卸车，在矿区、隧道、采石场及建筑工地等较差路况作业时，具有良好的抗切割，耐磨损性能，且抓着力好；L-4——适用于在苛刻条件下作业的推土机和装载机，具有较好的耐磨损和抗切割性能；L-5——适用于在多岩石等苛刻的条件下作业的推土机和装载机，具有较好的耐磨损和抗切割性能。所以我厂的胎面花纹主要根据矿区路面、卸石场的石块多、路面差、使用条件苛刻的特点进行设计，以增大巨胎的使用价值。第18页/共25页（3）花纹沟深度的确定花纹沟深度根据巨胎规格、花纹类型、胎体强度、车辆的行驶速度、以及要求达到的行驶里程综合考虑选值。（4）花纹沟断面形状的确定根据巨胎规格、花纹类型、使用条件等而定。（5）其他1）上胎侧设范擦线，或叫装饰线；2）下胎侧设防水线；3）胎侧、花纹块设跑气眼；4）防水线设排气连通沟；5）花纹底部设花纹深度测量点标志。5、巨胎内轮廓设计巨胎外轮廓曲线确定之后，可准确地进行胎体强力、钢丝圈强力计算。第19页/共25页6、优选方案在设计巨胎断面形状和花纹时，根据巨胎的性能要求。选取不同的设计参数，设计多种外轮廓曲线对照比较其优缺点，从中优选出综合性能最优的方案作为最终的设计方案。7、外胎总图等图纸的绘制第20页/共25页施工设计

1、成型机头直径及肩部曲线的确定2、成型机头宽度的计算3、绘制材料分布图4、巨胎施工表的制定5、巨胎制造附属工具的技术要求

1）胎面缠绕尺寸确定

2）三角胶条压出样板尺寸确定

3）填充胶条压出样板尺寸确定

4）钢丝圈卷成盘尺寸确定

5）成型机头宽度及调整范围。第21页/共25页

巨胎设计完成后，关键的是施工设计中的胎体设计。为利于散热，在胎体上采用髙强力的平顶山生产的1400dtex/3尼龙帘线，以减少胎体帘布的层数，减薄整个胎体厚度；二是为增强胎体坚固性，胎体设计的安全系数，远远超过一般的工程轮胎的要求；为保证胎体的弹性及应力过渡均匀合理，采用适当的隔离胶片（应力过渡胶片），还可以增加各帘布层间的附着力，避免巨胎在使用过程中出现脱层的现象。在施工过程中，帘布筒对机头的伸张值，采用逐步增大，而裁断角度又逐步调整的办法，帘线假定伸张值的取值也随不同的帘布筒而变化，即胎体的均匀伸张设计，使胎体的每一层帘布受力均匀；为改善成品的使用性能，适当调整帘线反包高度，使胎体的刚性和挺性达到最佳，以提高巨胎的抗冲击性能。第22页/共25页

巨胎的结构设计特点是