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载重子午胎原材料及配方设计概述 刘燕生 2010-10-20 载重子午胎原材料及配方设计概述 轮胎配方和结构设计对产品的质量和性能起决定性的作用。轮胎配方和结构设计是一个整体、配方设计需满足结构对性能的要求。配方设计的目的是优选出适合其轮胎结构使用要求的最佳配方，基本要求是：技术先进、成本合理、工艺可行。 橡胶配方是一个复杂的体系，包括生胶、硫化体系、填充补强体系、防护体系和各类加工助剂等。配方工程师需熟练掌握各种原材料性能及各种原材料相互之间的作用关系。配方的研究不单为了研究原材料的配比组合，更重要是了解原材料的基本性能、原材料对各种橡胶性能的关系以及对工艺性能的影响等。 例如：酚醛增粘树脂与C5石油树脂在溴化丁基橡胶中的差别。 载重子午胎原材料及配方设计概述 橡胶是以试验为基础的技术科学。 基础配方研究是研究新的生胶品种或新型配合剂的一般特性，包括分子结构，物理和化学性质以及反应机理的确定，对橡胶性质的影响等。 性能(技术)配方研究是根据产品的使用条件，使胶料达到使用要求的性能，同时达到提高质量、设计新产品、探求使用新的特性配合剂的目的。 工艺配方的研究是研究配方的工艺加工性能，有些配方在试验室测试的物理性能很好，但在生产中不易加工，甚至不能加工。 设计配方时须对以上三个方面进行综合研究才能达到最佳的配合效果。配方要满足产品性能的要求，注意整体的配合性。例如定伸应力、硬度、硫化速度和粘合性能等，并不是个别的配方性能最佳就是好配方，而是要达到轮胎整体的性能最佳，才是最好的配方。 载重子午胎原材料及配方设计概述 子午胎各部件的力学状态不同于斜交胎，其胶料性能和理论也有很大的区别。子午胎在行驶中，胎体帘线无剪切应力，生热很低，胎面在滚动时移动或蠕动很小，这是子午线轮胎和斜交轮胎胎冠、胎体不同之处。 子午胎的薄弱点在胎肩和胎圈部分，胎肩垫胶和带束层胶料性能要求高。胎圈部位的三角胶条配方的胶料性能应与结构设计要求很好协调。子午胎的硫化胶性能要比斜交轮胎高，特别是拉伸强度和定伸应力。载重子午胎配方中主要采用天然橡胶，并配以适量的炭黑提高胶料的半成品的强度，减少生产过程中型胶的变形。同时要使半成品部件有新鲜的表面和良好的粘性。 载重子午胎原材料及配方设计概述 子午胎胎冠有刚性、胎侧有柔性。产生胎冠刚性大的主要原因有三种：带束层帘线虽然是斜向交叉排列的,但同胎冠中心线成很小的角度，它的剪切效应很小；带束层帘线和胎体帘线交叉排列，形成了三角形，限制了变形；带束层帘线的钢帘线本身具有伸长小、刚性大、强度高的特点。 产生柔性胎侧主要：胎体帘线按子午线方向排列，不象斜交轮胎那样多层交叉排列；胎体层数少胎侧薄。 刚性胎冠和柔性胎侧在子午胎整体上协同作用的结果使子午线轮胎在内压、负荷和外力作用下的变形与斜交胎相比，具有“二大”和“四小”的特点。即轮胎侧向变形大、轮胎法向变形大、胎冠周向变形小、胎冠周期滚动变形小、高速旋转下轮胎断面变形小、轮胎材料剪切变形小。 载重子午胎原材料及配方设计概述 载重子午胎原材料及配方设计概述 配方设计要满足其结构特性的要求。 胎冠：胎冠与地面相接触，除保护胎体之外，耐磨耗、缓和冲击、防滑、驱动和制动等作用。 胎肩：胎肩部位较厚，为轮胎支撑部位，厚度大散热慢，在设计时应注意生热和散热功能。 胎侧：胎侧主要保护胎体、耐屈挠，抗氧、抗臭氧性好。 子口：子口部位为轮胎与轮辋嵌合部位，部位构造较复杂，除钢丝圈及胶芯之外，还有反包胎体帘布和钢丝包布等。 胎体：胎体是轮胎的骨架，承受轮胎的气压，还要支持轮胎的负荷以及缓冲外来的冲击力。 载重子午胎原材料及配方设计概述 带束层：胎冠与胎体之间的由2-4层交叉的钢帘线组成。带束层帘线方向与轮胎行驶方向成小角度（15-25°），其主要功能是作为胎面与胎体的过渡层，起到缓和冲击力和保护胎体的作用。带束层由于是几层钢丝帘布构成角度很小的带束捆扎在胎体之上，使轮胎在使用过程中周向变形较小。 采用意大利某公司专利技术的全钢子午胎，其在两个胎肩部位各加两层与胎体帘布呈90°的钢丝带，称之为0°带束层。其作用就是不使轮胎在高速行驶时在肩部形成较大的离心力而导致轮胎肩部变形，从而起到保护轮胎、降低生热的作用。 载重子午胎原材料及配方设计概述 配方设计原则和一般的程序。 先调研产品的具体使用条件，如使用温度、压力、受力情况等。根据这些条件收集有关资料，总结以前的经验教训，拟