26.5－25 20PR R-1工程机械轮胎的设计

薛 源

（徐州徐轮橡胶有限公司，江苏 徐州 221011）

经过多年发展，到2018年我国基础设施存量已居世界首位，在交通、能源、通信、水利等领域取得诸多世人瞩目的成绩。随着基础设施的不断发展，大型基础建设中工程车辆的使用量也急速增大，对不同种类的工程机械轮胎的需求量也不断增大，工程机械轮胎市场前景广阔[1-4]。

为了满足市场需求，我公司开发了26.5－25 20PR R-1工程机械轮胎，现将该规格轮胎的设计情况进行简要介绍。

1 主要技术参数

通过与客户沟通，最终确定26.5－25 20PR R-1工程机械轮胎的主要技术参数如下：标准轮辋22.00/3.0，充气外直径（D′） 1 675（1 643～1 706） mm，充气断面宽（B′） 675（654～715）mm，层级 20，花纹代码 R-1，推荐使用充气压力 350 kPa，额定负荷 13 200 kg，行驶速度10 km·h-1。

2 结构设计

2.1 外直径（D）和断面宽（B）

合理地设计轮胎充气外直径以及充气断面宽能够保证轮胎具有优异的使用性能，同时也是达到国家标准和满足客户使用要求的关键。根据我公司的实际工艺情况以及近似规格产品的成功经验，同时根据锦纶帘线的特点，本设计轮胎的外直径膨胀率（D′/D）为1.004，断面宽膨胀率（B′/B）为1.08，D为1 668 mm，B为625 mm。

2.2 行驶面宽度（b）和弧度高（h）

为了保证轮胎的操纵平稳性以及耐磨性能，b应取较大值，参照我公司近似产品设计，综合考虑本设计轮胎的b/B取1.072，b为670 mm，h为50 mm。轮胎冠部采用两段弧设计，可以提高冠部的耐磨性能，同时避免轮胎肩部位置过厚，延长轮胎的使用寿命。

2.3 胎圈着合直径（d）和着合宽度（C）

本规格轮胎为无内胎产品，为了确保轮胎的气密性能，一般要求轮胎与轮辋有适当的过盈量，同时考虑到轮胎装卸等问题，d取630 mm；胎圈过盈量为3.1 mm[5-7]。参照我公司的设计经验，本设计C取559 mm，因此C/B为0.89。

2.4 断面水平轴位置（H1/H2）

在轮胎承载过程中，轮胎断面水平轴位置的变形最大[8-10]。H1/H2的选取对轮胎使用性能的影响很大。当H1较大时，断面水平轴位置上移，胎肩部位的剪切应力相应增大，容易造成胎肩磨损、脱空或脱层等问题；H1较小时则效果相反。综合考虑，本设计轮胎的H1取215 mm，H2取304 mm，H1/H2为0.71。

轮胎断面轮廓如图1所示。

图1 轮胎断面轮廓示意

2.5 胎面花纹

根据车辆作业环境以及客户要求，胎面花纹采用操纵性能好和抓着力强的R-1花纹，花纹深度取57 mm，花纹周节数取16对，花纹饱和度为30%，花纹前倾角为20°，后倾角为25°。花纹块根部采用大圆弧与花纹沟底连接，可以很好地减小轮胎花纹根部的应力集中，防止花纹根部出现早期裂口现象。

轮胎胎面花纹展开如图2所示。

图2 轮胎胎面花纹展开示意

2.6 轮胎外观

为保证轮胎花纹的均一性以及轮胎的外观质量，加工模具时先使用五轴加工中心进行粗加工，再使用电火花进行精加工，最后在模具内表面采用电镀工艺进行处理。为提高轮胎圈口质量，圈口圆周方向上排气线19等分，从圈口延伸到胎侧，有效地排出了气体，减少了圈口出疤现象。

3 施工设计

3.1 胎面

轮胎胎面胶采用工程机械轮胎专用胶料，胎面选取三方四块结构，胎面冠部胶总厚度为47 mm，胎侧胶厚度为10 mm。

3.2 胎体

3.2.1 缓冲层

缓冲层采用4层930dtex/2锦纶6浸胶帘布，两宽两窄设计，宽度分别为1 000，960，750和710 mm。

3.2.2 胎体帘布层

轮胎胎体采用12层高强度1400dtex/3锦纶6浸胶帘布，帘布裁断角为31.5°。帘布的成型方式为5-5-2结构，胎体的安全倍数为10。

3.3 胎圈

胎圈采用双钢圈设计，回火胎圈钢丝直径为1.0 mm，钢丝圈直径为640 mm，排列形式为16×15。胎圈的安全倍数大于9。

3.4 成型

采用半芯轮式成型鼓成型胎坯，胎体帘布以及胎面采用套筒式。成型鼓采用全折叠设计，尺寸为970 mm×1 260 mm。

3．5 硫化

轮胎硫化采用平移式硫化机，内压过热水入口压力为（2.6～2.8） MPa，外压蒸汽压力为（0.36±0.02） MPa，过热水温度为（165±3） ℃，循环水压力不小于2.6 MPa，轮胎总硫化时间为250 min。

4 成品性能

4.1 充气外缘尺寸

采用标准轮辋，在标准充气压力下，成品轮胎的D′为1 678 mm，B′为679 mm，D′/D确定为1.006，B′/B确定为1.086，符合预测膨胀比，满足了客户要求。

4.2 物理性能

成品轮胎的物理性能测试结果如表1所示。

表1 成品轮胎的物理性能

从表1可以看出，成品轮胎的物理性能达到国家标准（GB/T 2980—2018）要求。

4.3 帘线性能

成品轮胎的胎冠帘线角度为58°，达到了预期设计要求（57°～60°）。

4.4 实际道路试验

随机抽取4条轮胎进行实际道路试验。结果表明，成品轮胎的支撑性能、操纵性能、牵引性能、耐磨性能以及油耗均满足客户需求。

5 结语

26.5－25 20PR R-1工程机械轮胎的充气外缘尺寸满足客户需求，物理性能达到国家标准要求。轮胎在进行批量生产时，轮胎的工艺性能良好，外观质量合格率达到了公司标准要求。投放市场后，客户反映使用效果良好。