230 轮 胎 工 业2021年第41卷
载人旅行箱
董晓斌
（徐州徐轮橡胶有限公司，江苏徐州 221011）
摘要：介绍13.6－16 8PR R-7A农业轮胎的设计。结构设计：外直径 1 000 mm，断面宽 335 mm，行驶面宽度 300 mm，行驶面弧度高 25 mm，胎圈着合直径 405 mm，胎圈着合宽度 305 mm，断面水平轴位置（H1/H2） 0.676，
胎面采用深花纹。施工设计：胎面采用两方三块结构，胎体采用2层1400dtex/2V1和2层1400dtex/2V2锦纶6浸胶帘布，缓 冲层采用2层930dtex/2V3锦纶6浸胶帘布；采用半芯轮式成型机成型，B型硫化机硫化。成品轮胎性能试验结果表明，轮
胎的充气外缘尺寸和物理性能均符合国家标准要求。
关键词：农业轮胎；结构设计；施工设计；成品性能
中图分类号：U463.341＋.5 文章编号：1006-8171（2021）04-0230-03
文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2021.04.0230
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目前我国农业正向规模化、集约化方向发展，农业机械生产厂家为应对变化的市场，持续更新或设计新型农业机械，增大了农业轮胎的需求量[1-2]。为此，我公司设计了13.6－16 8PR R-7A农业轮胎，现将有关设计情况介绍如下。
1 技术要求
通过与农业机械生产厂家沟通以及走访调研使用市场，结合客户要求和车辆参数，并参照《中国轮胎轮辋气门嘴标准年鉴2019》，确定13.6－16 8PR R-7A农业轮胎的主要技术参数为：标准轮辋 W12，充气外直径（D′） 1 000（976～1 030）mm，充气断面宽（B′） 345（331～366） mm，层级 8，标准充气压力 150 kPa，单胎负荷 1 060 kg，行驶最高速度 30 km·h-1。 2 结构设计粉碎机锤头
2.1 外直径（D）和断面宽（B）
轮胎的使用性能在很大程度上取决于轮胎的充气外缘尺寸[3]，其主要是由模型尺寸决定，合理的模型
尺寸取值，能够为轮胎带来良好的使用性能[4]。结合我公司生产工艺及相近规格13.6－16 8PR R-1轮胎的膨胀率，确定本设计外直径膨胀率（D′/D）为1.005，断面宽膨胀率（B′/B）为1.037，D 取1 000 mm，B取335 mm。
2.2 行驶面宽度（b）和弧度高（h）
13.6－16 8PR R-7A农业轮胎主要用于田间作业，为减小轮胎对土壤的压力，应尽可能增大轮胎与土壤的接触面积，b宜取较大值，本设计b取300 mm，h取25 mm。
2.3 胎圈着合直径（d）和着合宽度（C）
13.6－16 8PR R-7A农业轮胎的充气压力较小，d取值较大时，在牵引力作用下易出现与轮辋间的相对滑移，从而导致胎圈位置异常磨损及内胎气门嘴扭坏问题，而d取值较小时，又不便于轮胎的装卸。综合考虑，本设计d取405 mm。
轮胎的着合宽度主要由轮辋宽度决定，合理的C取值能有效减小胎圈部位在剪切应力作用下的法向变形，增大胎侧刚性，提高轮胎的耐磨性能。本设计C取305 mm。
轮胎胎圈弧度半径主要由轮辋的轮缘曲线确定，为保证轮胎胎圈与轮辋有较好的接触，胎踵弧度半径通常比轮辋相应部位的弧度半径大0.5～1.0 mm，胎圈弧度半径通常比轮辋相应部位的弧度半径小0.5
～1.0 mm，其圆心点比轮辋轮缘的圆心点位置低1～1.5 mm，以使轮胎与轮辋紧密配合。
作者简介：董晓斌（1985—），男，江苏徐州人，徐州徐轮橡胶有限公司工程师，硕士，主要从事轮胎结构设计和工艺管理工作。
E-mail：dongxiaobin_1222@163 OSID开放科学标识码 (扫码与作者交流)
第 4 期董晓斌．13.6－16 8PR R-7A农业轮胎的设计231
2.4 断面水平轴位置（H1/H2）
轮胎的断面水平轴是其受力变形最大的位置。当断面水平轴位置设计过低，即H1/H2取值较小时，会造成轮胎下胎侧应力和应变集中，轮胎胎圈部位早期折断；反之则会导致轮胎胎肩位置应力及应变集中，造成胎肩早期脱层等问题。因此合理确定断面水平轴位置，能够避免以上问题出现。本设计H1取120 mm，H2取177.5 mm，H1/H2为0.676。
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
为确保13.6－16 8PR R-7A农业轮胎在田间作业时具有较好的通过性，胎面采用较深花纹，以增大花纹与土壤之间的接触面积，从而增大牵引力。花纹饱和度宜取较小值，以有效减小轮胎的滚动阻力[5]。花纹块前后倾角的合理取值能有效提高轮胎的牵引性能和自洁性能[2-3]。
13.6－16 8PR R-7A农业轮胎花纹较深且硫化时使用两瓣模生产，在花纹设计时还应考虑硫化结束时轮胎便于从模具中取出。胎面花纹展开如图2所示。
2.6 外观设计
13.6－16 8PR R-7A农业轮胎模具模腔采用镀铬处理，花纹采用电火花加工，胎侧标识采用电脑刻字，可有效提高轮胎外观质量。胎踵部位径向与周向排气线交接处设置排气孔，能有效排出半成品胎踵部位与模具间的气体，避免圈口疤的出现，以提高轮胎质量。
胎圈上方设置3条防水线，
防止水浸入轮辋。
图2 胎面花纹展开示意
胎肩下方设置防擦线，起到保护胎体的作用。
3 施工设计
3.1 胎面
胎面采用两方三块结构，胎面长度为1 880 mm，宽度为500 mm，厚度为30 mm；胎侧长度为1 900 mm，宽度为200 mm，厚度为8 mm。
胎面采用耐磨性能和抗崩花掉块性能较好的胶料，胎侧采用耐屈挠性能较好的胶料，以有效提高轮胎的使用性能。
3.2 胎体
胎体成型采用2-2方式，即2层反包和2层正包。胎体采用4层高强度1400dtex/2锦纶6浸胶帘布，即1400dtex/2V1和V2各2层，帘布层间的反包差级为10 mm，帘布反包端点在断面水平轴附近，有利于提高轮胎下胎侧刚性及支撑性能。缓冲层采用2层930dtex/2V3锦纶6浸胶帘布，帘布裁断角度及成品轮胎胎冠帘线角度分别为30°和50°，帘线假定伸张值为1.03，胎体安全倍数为11。
中渔网3.3 胎圈
胎圈采用单钢丝圈结构，钢丝圈采用Φ1.0 mm的回火胎圈钢丝。钢丝圈直径为418 mm，钢丝排列方式为7×7，三角胶尺寸为8 mm×20 mm，钢丝圈包布1层，厚度为0.8 mm，宽度为80 mm，胎圈包布1层，厚度为1.0 mm，宽度为100 mm，钢丝圈安全倍数大于9。
3.4 成型
成型采用半芯轮式成型机，成型机头直径和宽度分别为600和690 mm，胎体帘布和胎面均采用套筒法成型。
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3.5 硫化
硫化采用B型硫化机，硫化条件为：外部蒸汽压力 0.31～0.35 MPa，过热水温度 161～166 ℃，过热水进口压力 2.5～2.8 MPa，循环水压力 ≥2.3 MPa，总硫化时间 85 min。
4 成品性能
4．1 充气外缘尺寸
采用W12标准轮辋进行轮胎充气外缘尺寸测试，在标准充气压力下，成品轮胎的D′为1 006 mm，B′为346 mm，符合设计要求。
4.2 物理性能
成品轮胎的物理性能测试结果见表1。
从表1可以看出，成品轮胎的物理性能满足国
表1 成品轮胎的物理性能
项 目实测值国家标准
邵尔A型硬度/度6255～70
拉伸强度/MPa18.5≥15.5
拉断伸长率/%580≥450
阿克隆磨耗量/cm30.27≤0.4
粘合强度/（kN·m-1）
胎面胶-缓冲层9.6≥7.8
缓冲层间8.8≥6.8
缓冲层-胎体帘布层 6.8≥4.8
胎体帘布层间 6.6≥4.8
胎侧-胎体帘布层7.7≥5.5家标准（GB/T 1192—2017）要求。
4.3 帘线性能
轮胎解剖后测量胎冠帘线角度为49.5°～51°，符合设计要求。
5 结语
从结构和施工方面对13.6－16 8PR R-7A农业轮胎进行设计，成品性能试验结果表明，轮胎的充气外缘尺寸和物理性能均满足国家标准要求，投入市场后取得了较好的经济效益，进一步提高了我公司农业轮胎的市场竞争力。
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析[J].橡胶工业，2019，66（2）：83-88.
收稿日期：2020-10-24
橡胶机械结构性牛市明显
2020年橡胶机械行业集中度大幅提高，订单向龙头企业倾斜，领头企业销售额大幅增长，结构性牛市更加明显。
2020年，橡胶机械行业由于长期无序竞争，设备价格偏低，利润指标都不理想。只是领头企业的规模经济提升了整个利润指标，才使行业利润指标勉强保持总体不下降。但由于原材料如钢材等价格的大幅提高，使得行业的毛利水平更低。www.ppm
据了解，2020年销售收入较高的橡胶机械企业主要有软控股份有限公司、萨驰集团、大连橡胶塑料机械有限公司、中国化学桂林工程公司等。前3强的销售收入为41.3亿元，占总销售收入41.1%。在轮胎生产设备中，工程机械轮胎生产设备需求较轿车轮胎及载重轮胎生产设备好。
目前来看，橡胶机械企业订单相对较多，预计2021年行业生产形势会大大好于2020年，行业开工率将保持较高水平，销售收入上涨是大概率事件，但是行业盈利能力不理想。
在出口方面，业内人士分析，2020年出口创汇下降主要原因是疫情影响订单的签订，国与国、地区与地区的封锁严重影响产品的交货及售后。2021年上半年国外疫情还未完全控制，橡胶机械出口不容乐
观，下半年随着疫苗普及及疫情受控后，国外轮胎投资可能迎来暴发。同时，我国也会加大在海外投资的力度及速度，这些都利于我国橡胶机械出口。综上所述，预计2021年我国橡胶机械出口创汇先抑后扬，出口交货值占总销售收入比重有望提高。
（摘自《中国化工报》，2021-02-24）
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