TST-LCZ-4型全钢子午线轮胎一次法成型机，天津赛象科技股份有限公司。

1.3性能测试

钢帘线和轮胎性能按相应国家标准或企业标准进行测试。

2、结果与讨论

2.1钢帘线的结构特征和主要性能

2 { + 7 x 0 . 3 5 0 7 . 3 + 8 x 0 . 3 3 5 { T } } 和 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 钢帘线性能指标对比见表1。

2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 钢帘线由9根特高强度单丝组成，按相同捻向一次捻制而成，内外两层捻向均为Z捻，外层钢丝的捻距是内层钢丝捻距的一倍，钢帘线结构更加开放，单丝之间间隙较大，具有良好的渗胶性能。

3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 钢帘线由11根超高强度单丝组成，按相同捻向一次捻制而成，内外两层捻向均为S捻，内层3根单丝紧密接触，通常情况下橡胶难以渗入，形成空洞，带束层受到损伤时锈蚀扩展很快，会降低轮胎使用安全性。

3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 钢帘线由27根普通强度单丝外加单根缠绕钢丝组成，是较早的传统结构类型之一，每层钢丝之间排列相对紧密，层与层之间空间较小，胶料渗透相对困难，层与层之间因捻向的不同，导致钢丝间为点接触，易产生磨损，尤其较细的外缠丝相对更易造成磨损断裂。

三种产品的理论横截面形状见图1

(a) 2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 截面图 (b） 3 { + } 8 { x } 0 . 3 3 { S T } 截面图 （c） 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 截面图

2.2钢帘线覆胶性能

2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 、 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 和 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 x 0 . 1 5 钢帘线覆胶后性能指标对比见表2。

按相同的检测条件，对两种钢帘线的粘合力和覆胶率进行测试，检测结果见表2。从表中数据可知，三种钢帘线的粘合力、覆胶率接近。 2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 的空气含量比3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 、 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 均要低，覆胶紧密度更加好。

图1三种钢帘线理论横截面图片<br>图2三种钢帘线断面渗胶图片

图2是对每一种钢帘线在橡胶渗透过程中取的截面渗胶情况，从截面图上分析，2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 能够达到全渗透状态， 3 { + } 8 x 0 . 3 3 { S T } 结构的钢帘线接近全渗胶状态，但是 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 结构因其排列相对致密，胶料很难渗透到钢帘线最内层，从而易产生空隙，形成密封空间，空气较易滞留在钢帘线中，长时间的滞留对钢丝会产生一定的腐蚀，导致钢丝氧化生锈断裂。

2.3 工艺性能

2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 、 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 和 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 钢帘线压延成品后的指标对比见表3。

帘布总强度 \varXi 压延密度 x 钢帘线最小破断力

2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 、 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 和 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 钢帘线生产工艺相同。压延钢丝帘布表面平整，覆胶均匀，厚度正常；裁断按照角度为 1 5 ^ { \circ } 进行裁切，裁切后钢帘线断面无发散现象，无上翘现象，无大头小尾现象，设备能自动拼接，帘布成型时导开正常，成型后胎胚正常；硫化后产品外观质量符合外观质量标准，胎冠部位正常，轮胎产品合格。

2.4成品性能

本次试验进行了 2 { + } 7 x 0 . 3 5 { { U T } } 和 3 { + } 8 x 0 . 3 3 { S T } 、 2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 和 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 \substack { + 0 . 1 5 } 分别用于不同规格轮胎进行相应比对测试。用 2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 钢帘线(压延48密度)代替 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } （压延45密度）用于带束1#和2#，角度为15度，生产12R22.5规格轮胎；用 2 + 7 x 0 . 3 5 { U T } 钢帘线(压延48密度)代替 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 （压延48密度）用于带束1#和2#，角度为15度，生产11.00R20规格轮胎。分别进行室内机床对跑测试，结果见表4。结果表明 2 { + } 7 x 0 . 3 5 { U T } 和 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 用于12R22.5上， 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 高速略好于 2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } ，耐久数据相当； 2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 和 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 用于11.00R20上， 2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 高速略好于 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 \substack { + 0 . 1 5 } ，耐久 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 略好于 2 + 7 x 0 . 3 5 { U T } 。总体上看，三者在这次的样品规格测试中，总体性能相当。考虑到轮胎个体之间的差异及测试过程的误差，尚需更多数据进行重现性测试，以更好的对比三种钢帘线对轮胎耐久、高速性能的影响。

a.对比测试1：高速测——30分钟内按程序加速到 1 1 0 { { k m / h } } ，此后每30分钟速度增加 { 1 0 k m / h } 至轮胎损坏为止。气压负荷：单胎最大负荷及气压。

b.对比测试2：高速测试—一4h内按程序加速到 6 0 { { k m / h } } ，此后每2h速度增加 { 1 0 k m / h } 至轮胎损坏为止。气压负荷：单胎最大负荷及气压。

c.耐久为D0T耐久测试47小时候后每10小时负荷增加 1 0 % ，至轮胎损坏为止。

2.5路试里程结果

2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 和 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 钢帘线制成12R22.5进行轮胎对比路试。路试方案和结构见表5。

表5装车方案及结果分析

装车周期：1年04个月行驶里程：212342公里代表2+7×0.35UT轮胎代表3+8×0.33ST轮胎正常轮胎最终分别取用a胎和b胎进行分析a胎：剩余平均花纹：2.8mmb胎：剩余平均花纹：3.1mm工星 星星

2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 胎面 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 胎面

2 + 7 x 0 . 3 5 { U T } ~ * X光 3 { + } 8 { x } 0 . 3 3 { S T X } 光

2+7×0.35UT SDS

3 ^ { + } 8 x 0 . 3 3 { S T X } 光

2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 和 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 制作的12R22.5轮胎，经过长时间路试对比，胎面磨损均匀且带束无异常现象。

2 + 7 x 0 . 3 5 { U T } 和 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 x 0 . 1 5 钢帘线制成11.00R20进行轮胎对比路试。路试方案和结构见表6。

表6装车方案及结果分析

2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 和 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5 钢帘线轮胎均能满足正常使用，在11.00R20的重载使用中无表现出异常。

对 2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 所使用的11.00R20的a轮胎进行钢丝查看，见图3。

图3 2 + 7 x 0 . 3 5 { U T } 帘线成品路试后钢丝表面图

从图3中也可看出， 2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 在使用后，钢丝表面有明显的线接触磨痕，相对点接触，较大程度上减小了钢丝之间的摩擦受力。

2.6 成本分析

2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 钢帘线同 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 相比，在帘布重量和强度上总体相当，帘布成本基本持平。 2 { + } 7 x 0 . 3 5 { U T } 钢帘线同 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 x 0 . 1 5 相比在帘布重量上能降低1 0 % ，强度提升 4 % 左右。但 2 + 7 x 0 . 3 5 { U T } 同时替代 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 和 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 + 0 . 1 5

在性能保证的前提下，可以提高生产物料的通用性，较大程度的提升生产效率，减少生产成本。

3结论：

2 \substack { + 7 x 0 . 3 5 { U T } } 作为特高强钢帘线用来同时替代 3 + 8 x 0 . 3 3 { S T } 和 3 + 9 + 1 5 x 0 . 2 2 \substack { + 0 . 1 5 } 产品，不仅渗胶性能相比后两者更加的优异，有利于保持轮胎的安全性能，提高轮胎磨耗的均匀性，而且能在轮胎安全性能保证的情况下，明显的提升生产效率，节约生产成本。

1.1

电动车与燃油车差异

1.2 电动车与燃油车差异

1.电动车较燃油车增重15\~ 30 % ，但规格几乎是一致的；
2.新上市的53辆车共计使用22个轮胎规格；
3.17个车型使用T-sparetire,40个车型使用repairkit,现在兴起runflat系统，特别是自愈合技术

ContansCoeaodedops

1.3 电动车与燃油车差异

1.这6款汽车使用8种不同尺寸的轮胎，轮胎负荷指数涵盖98到106；2.没有使用特别的规格，但是大部分汽车使用19\~21寸，扁平比为45\~50的轮胎。

2.1 电动车特性分析

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otaintdfL

3.2

低滚阻要求

低滚阻趋势（size205/55R16）：

ContansConfdetdoeafaotopdtdsefL

42 轮胎对骨架材料要求

高密度带束层/帘布层应用减轻重量，高密度提升转向性能。

轮胎骨架材料剖析案例解析

牛飞，高明，刘玉峰，陈绪飞，王丁（通力轮胎有限公司，济宁齐鲁检测技术有限公司，山东济宁272100）

摘要我国汽车产业的高速发展，大大增加了轮胎产品的市场需求，子午线轮胎以其优异的性能，占据了全球市场的主导地位[1]。为满足市场需求，轮胎各部位的性能研究对轮胎行业的发展具有较大的指导意义。本文以12R22.5规格的子午线轮胎为研究对象，对轮胎进行剖析，研究其胎体层、带束层、胎圈等部位的结构设计及骨架材料物理性能分析，为轮胎产品的研究与开发，提供数据支持。

关键词子午线轮胎；骨架材料；剖析；钢帘线；胎圈钢丝

CaseAnalysisofTireReinforcingMaterials

Gao Ming,Liu Yufeng,Chen Xufei,WangDing

Abstract:The rapid developmentofChina'sautomobile industryhas greatly increased the market demand for tire products,and radial tires occupy a dominant position in the global market with their excellent performance [1l. In order to meet the market demand, the research on the performance of various parts of the tire industry has a great guiding significance.This paper takes l2R22.5 radial tire as the research object,analyzes the tire, studies the structure design of the tire layer,belt layer,bead andother partsand analyzes the physical properties of reinforcing material,so as to provide data support for the research and development of tire products.

Keyword:Radial tire;Reinforcingmaterial; Analyze;Steel cord;Bead wire

前言

随着全球经济的飞速发展，人类社会也在不断进步，各种高速公路的普及,使得汽车行业的发展突飞猛进，给人们的生产和生活带来极大便利，全球汽车保有量逐年提升。轮胎作为汽车唯一与地面接触的部位，其性能直接影响着车辆的行驶安全和驾乘舒适。由于市场对轮胎性能的要求越来越高，导致轮胎对骨架材料的性能要求也越来越高[2]。

子午线轮胎胎体帘线排列方式与斜交轮胎不同，不是交叉排列，是与轮胎断面平行与胎冠中心呈 9 0 ^ { \circ } 角或接近 9 0 ^ { \circ } 角排列，由帘线周向排列或接近周向排列的带束层箍在胎体上形成一条几乎不能伸张的刚性环形带[3]。这样可以把整个轮胎固定，限制轮胎的周向变形，成为子午线轮胎的主要受力部件。骨架材料是轮胎的主要受力部件，其性能直接关系到轮胎的整体耐负荷、抗冲击和耐变形特性。

子午线轮胎以其出众的性能被市场普遍认可，目前欧美等发达国家的轮胎子午化已接近 100 % ，亚非拉等发展中国家也在大力推广和使用。随着子午线轮胎技术的日趋成熟，各种先进的技术理念和新型材料的应用被不断推陈出新，更加促进了子午线轮胎的迅猛发展[4][5]。

由此可见，子午线轮胎骨架材料设计很重要。目前用于轮胎的骨架材料主要有纤维和钢丝帘线两种。其中纤维帘线主要有锦纶6、锦纶66、聚酯、人造丝、芳纶及各种纤维的混纺帘线和改性帘线；钢丝帘线主要分胎体用钢丝帘线和胎圈用不同直径单根钢丝[。本文旨在对轮胎进行剖析，研究其胎体层、带束层、胎圈等部位的结构设计及骨架材料物理性能分析，为轮胎产品的研究与开发，提供数据支持。

1.试验

1.1 试验样品

选用某品牌12R22.5规格载重汽车子午线轮胎1条，全新未使用轮胎，外观完好，出厂检验合格。

1.2主要设备和仪器

1.2.1轮胎断面切割机，型号：GX-YLQ-15C，生产厂商：青岛高校测控技术有
限公司；1.2.2电子拉力试验机，型号：AI-7000M，生产厂商：高铁检测仪器（东莞）有
限公司；1.2.3公法线千分尺： 0 . 0 0 1 {mm } 1.2.4游标卡尺： 0 . 0 1 {mm } 1.2.5钢直尺： 0 . 5 {mm }

1.2.6量角器： 0 . 5 ^ { 0 }

1.2.7刀具（美工刀或自制刀具）。

1.4试样制备

1.4.1阶梯断面试样制备：使用轮胎断面切割机将轮胎样品切割成一个宽 4 0 {cm } 左右的轮胎断面（根据轮胎结构层数，保证每层结构的剖析宽度不少于6cm），从轮胎胎体部位依次阶梯状剖析，再使用刀具和气动打磨机将轮胎断面表面胶料剔除，得到一个能够显示骨架材料的阶梯断面，如图1，阶梯断面可以清晰的看清轮胎带束层，胎体帘布层，胎体反包层，胎圈加强层的骨架排列；

图1轮胎阶梯断面

图2轮胎断面

1.4.2轮胎断面试样制备：使用轮胎断面切割机将轮胎样品切割成一个宽3cm的轮胎断面，见图2；

1.4.3层间粘合试样制备：按GB/T519[7的规定制备试样；

1.4.4钢帘线试样制备：按GB/T519的规定制备试样；剖析出来的各部位钢帘线试样表面都附着胶料，使用电阻炉将钢帘线表面的胶料烧掉，并用清洁布将钢帘线表面清理干净；

1.4.5胎圈试样制备：用轮胎切割机在轮胎趾口部位切取 3 0 {cm } 左右长度试样，使用刀具将钢丝圈剥出，再使用工具将钢丝圈表面的胎圈钢丝剔除，保留中间部位钢丝圈，再将中间部位钢丝圈拆成单根胎圈钢丝。

1.5性能测试

1.5.1带束层部位：带束层是子午线轮胎的主要受力部件，它在很大程度上决定着充气轮胎的形状，并承受大部分的应力，约 6 0 % ~ 7 5 % 。带束层的刚性对子午线轮胎使用性能影响很大，因此，带束层的设计是子午线轮胎结构设计的核心问题[8]。带束层检测项目主要是帘布层数，帘线角度、密度、宽度和排列方向以及所采用的帘线结构及性能等。

1.5.1.1带束层帘布层数可从阶梯断面中看出，与胎体相邻带束层为1#带束层，以此往外为2#带束层、3#带束层、4#带束层；

1.5.1.2带束层帘线角度、密度按GB/T519的规定检测；

1.5.1.3带束层宽度：将阶梯断面放平俯视带束层，使用刚直尺测量每层带束层的宽度；

1.5.1.4带束层排列方向：将阶梯断面放平俯视带束层，对带束层进行目视观察帘线走向，帘线呈“／”或“”则称为“左”方向或“右”方向；

1.5.1.5带束层帘线结构及性能：按GB/T11181[9]和GB/T33159[10]的规定检测；

1.5.1.6层级粘合性能：按GB/T519和GB/T 5 3 2 ^ { [ 1 1 ] } 的规定检测。

1.5.2胎体层：胎体帘线的作用是承担一定的负荷及限制轮胎的变形。载重子午线轮胎一般为一层钢丝帘线。胎体层检测项目主要是帘线角度、密度以及所采用的帘线结构及性能等。

1.5.2.1胎体帘线冠部密度，角度按GB/T519的规定检测；

1.5.2.2胎体帘线结构及性能：按GB/T11181和GB/T33159的规定检测。

1.5.3胎圈：钢丝圈的断面形状有方形、U形、六角形、圆形和斜六角形。试验证明：当胎圈钢丝根数相等时，以圆形断面强力最高，六角形次之，长方形断面强力最低；胎圈检测项目主要指钢丝圈的断面形状以及所采用的胎圈钢丝类型。

1.5.3.1钢丝圈的断面形状：目视观察轮胎断面胎圈横截面形状及排列方式；

1.5.3.2胎圈钢丝类型及性能：按GB/T14450[12]和GB/T228.1[13]的规定检测。

图3胎圈部位结构图

1.5.4胎圈加强层：对于子午线轮胎而言，其胎圈部位所受的应力较斜交胎大的多，这就不仅要求在胎圈部位轮廓设计上而且在其内部结构和材料布置上都要采用相应的措施。因此，胎圈部位必须加强，但在加强的同时，又须考虑怎样使增强的胎圈与柔软的胎侧之间有一个适宜的刚性过渡，防止产生应力集中，引起胎圈脱层、断裂或折断等其他类型的损坏，并改善轮胎的行驶性能。胎圈加强层（本文考虑钢帘线）检测项目主要是帘线角度以及所采用的帘线结构及性能等。

1.5.4.1胎圈加强层帘线角度按GB/T519的规定检测；

1.5.4.2胎圈加强层帘线结构及性能：按GB/T11181和GB/T33159的规定检测。

2.轮胎剖析结果及分析

2.1带束层、胎体层、胎圈钢丝结构剖析结果见表1，表2。

2.2带束层层间粘合分析结果见表3

2.3胎圈加强层结构排布分析

从图3可以看出，胎圈加强层（钢帘线）呈U型，测量长度约为 1 0 6 {mm } 。胎圈加强层（纤维帘布层）呈U型，测量长度约为 1 0 9 {mm }

从图4可以看出，胎体反包端点低于胎圈加强层（钢帘线）外侧端点，高度差约1 1 {mm } ；胎圈加强层（钢帘线）端点低于纤维帘布层端点，高度差约 1 8 {mm } 。

图4趾口部位反包结构图

综上，该12R22.5规格载重汽车轮胎采用4层带束层和1层胎体层结构，每层带束层作用不同，1#为过渡层，2#、3#为工作层，4#为缓存层，选用不同性能要求的钢帘线；钢丝圈的断面形状为六角形，六角形的设计更加接近圆形，有利于缠绕的钢圈刚度的稳定性，其结构为 7 + 8 + 9 + 8 + 7 + 6 ，总钢丝圈数为45根，单根直径为 1 . 8 1 {mm } 钢丝圈外包附一层纤维帘布加以固定。

带束层的方向表明层层的交叉设计是为了增强带束层的稳定性，提高胎冠的刚度。带束层1#帘线的角度偏大，可以起到使子午向排列的胎体帘线逐步过渡到接近周向排列的小角度的带束层，可减少层间的剪切力，避免带束层和胎体帘布层之间发生脱层；带束层2#、3#、4#角度偏小，可以使胎体获得更好的箍紧效果；带束层角度也不宜太小，不仅为带束层的裁断和接头工艺操作带来困难，而且容易产生带束层脱层的危险。带束层宽度一般与轮胎行驶面宽度相当，行驶面宽度越宽能提高轮胎与地面的接触面积，增加行驶过程舒适性，提高轮胎磨耗寿命，但行驶面过宽会影响轮胎的高速性能[14]。因带束层太窄会降低胎面的耐久性和稳定性，还会产生磨肩现象，而过宽又易造成带束层脱空。带束层层间老化前后的粘合性能能够评价出是否存在脱层的风险，同时评价出，轮胎在行驶生热过程中，粘合性能降低的速率，是否会过早脱层。

胎体骨架材料的选取对轮胎的乘坐舒适性、操控性能及抗变形性能有很大影响，其主要作用是保持不变形或小变形，对断面形状、牵引力和刹车力也有一定的影响。该12R22.5规格载重汽车轮胎采用 0 . \ 2 5 + 6 + 1 2 x 0 . \ 2 2 5 { H T } 钢丝帘线作为胎体骨架材料，由于钢丝帘线直径较小，有利于降低轮胎的侧向刚性，提高乘坐舒适[15]。

该12R22.5规格载重汽车轮胎胎圈加强层材料为两种，即钢帘线和纤维帘布，均呈“U”形；钢丝帘布层，自钢丝圈外侧绕过钢丝圈底部，其端点在胎圈内侧的胎里部位。内端点高度低于外端点的高度约 2 4 {mm } 。这种结构的特点是可适度的增加趾口与轮辋的着合宽度，提高趾口部位的稳定性。除此之外，钢丝圈外部加强层设计保证钢丝圈在使用过程中避免因胎口部位磨损导致轮胎寿命减少[16]。

3.结论

对轮胎骨架材料剖析，可以验证成品轮胎与设计之间的差异，有助于轮胎的设计调整；对于竞品轮胎骨架材料剖析，可以更好的了解轮胎及骨架材料发展变化情况，为轮胎的研究和开发提供方向。

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TBR轮胎成型充气后胎体帘线起筋分析对策

张超　邵先行 王浩　陈洪涛　李易 孙凯（八亿橡胶有限责任公司，山东枣庄，277800）

摘要：分析TBR轮胎成型充气后胎体帘线起筋的原因，并提出相应解决措施。胎体帘线起筋主要是由于帘线与胶料之间的粘合性能降低，成型定型充气后帘线与胶料轻微分离，周向帘布表面出现帘线突出的情况。本文通过提高帘线与胶料的粘合性能、优化压延辊距、控制胶料门尼粘度、锭子房温湿度及降低中鼓充气压力等措施，改善成型定型后帘线起筋情况，稳定轮胎质量，确保产品性能。

关键词：帘线起筋、帘线、粘合性能、剥离力

ABSTRACT:This paper analyzes the causes of cord stiffening after TBR tire forming and charging，and puts forward corresponding solutions.Tire cord stiffening is mainly due to the reduction of adhesion between cord and adhesive material, forming and inflating cord and adhesive material slightly separated,circumferential cord surface protruding situation.In this paper, by improving the bonding performance of curtain wire and rubber compound,optimizing the calendering roller distance,controlling the viscosity of rubber compound Mooney, temperature and humidity of spindle room,and reducing the inflation pressure of medium drum, the stiffening condition of curtain wire after forming is improved, the tire quality is stabilized,and the product performance is ensured

Keyword:Cord Reinforcement、Cord、Adhesive Properties、Peeling Force

随着国内经济及物流行业的快速发展，轮胎行业也得到了快速发展，特别是全钢载重子午线轮胎，以其优异的使用性能，越来越受到广大用户的青睐，对其使用要求越来越高。胎体帘线作为全钢载重子午线轮胎的重要组成部件之一，有着将车轴载荷传递给胎冠，起到承载、缓冲、传递应力的作用以及保护轮胎免受外部冲击破坏的作用。在全钢载重子午线轮胎生产及使用的各个阶段，都存在因生产或使用不当造成胎体帘线的质量问题，如帘线稀、跳线、漏铜、胎体接头开、帘线起筋、胎体帘线肩部弯曲大、稀密不均等，特别是成型充气后帘线起筋问题对成品轮胎的中后期肩空、耐久性能及轮胎的完磨率都有较大的影响。

本文主要针对全钢载重子午线轮胎在成型充气后胎体帘线起筋病象产生的原因进行分析，并针对性的采取相应的解决措施，取得了较好成果。

1胎体帘线起筋

胎体帘线起筋指全钢载重子午线轮胎在成型工序生产时，成型鼓定型充气后胎体帘布周向表面出现整体帘线突出的情况，具体表现见图1。

图1胎体帘线起筋图

2原因分析

胎体帘线起筋病象主要出现在成型工序，其帘布在未充气前无明显帘线质量问题，在成型鼓定型充气后出现该病象。经分析胎体帘线起筋原因为胎体帘线与胶料粘合能力降低，定型充气后因胎里充气胎体膨胀，导致帘线与胶料呈轻微分离状态。

图2胎体帘线膨胀示意图

2.1试验验证

分别选取正常胎体帘布和存在起筋风险胎体帘布各6块，每种胎体帘布每两块叠在一起，在一端中间夹上 8 0 {mm } 的隔离纸，硫化后，按如下图所示拉拔剥离开，评

判剥离力值，对比如下：

图3 剥离试验图片

经试验对比，存在起筋风险的胎体帘布其帘线剥离力明显小于正常胎体帘布。

2.2主要原因分析

（1）压延时供胶不均匀，不能保证压延辊筒间的余胶量，余胶过多会使帘线排列密度不均，余胶过少，会影响胶料的渗透，影响胎体帘线与胶料的粘合性能[1]；（2）压延时速度过快，辊筒温度偏低，2#与3#辊距不合适，影响胎体帘布的敷胶质量，帘布表面凸凹不平，上下敷胶厚度不一致；

图4帘布上下覆胶厚度

（3）压延时胎体胶料门尼粘度偏高，胶料流动性差，与帘线之间渗透情况不好，钢丝帘线与胶料的粘合能力降低，成型定型充气后帘线与胶料轻微分离导致起筋情

况；

（4）成型时成型鼓定型时中鼓充气压力偏高或高压充气时间偏长，定型后胎里内部压力过高导致胎体帘线过量拉伸。

2.3次要原因分析

（1）压延时锭子架张力控制不稳定，帘线张力偏大或张力不均；
（2）压延时胶料粘辊，导致帘线与胶料附着能力降低；
（3）压延时锭子房温度或湿度超标，影响钢丝与胶料的粘合性能；
（4）压延时整经辊与压力辊使用时间过长，辊筒磨损严重[2]；（5）压延时帘布压延时，冷却控制不当，存在帘布骤冷、卷曲温度过高或冷却
辊结露等情况，造成帘布钢丝与胶料粘性降低[3]；（6）成型时主鼓胎体贴合时，胎体帘布供料速度与主鼓转速不匹配，导致胎体
帘线整体拉伸偏大；（7）成型鼓定型时缩鼓速度偏慢，导致高压充气时胎体抽出量过大。

图5辊筒损伤

3造成结果

（1）胎体接头开：由于胎体帘线与胶料之间的附着情况变差，胶料与胶料之间的粘合能力变差，导致成型定型充气后胎体缝合接头处两帘线间距过大，超过标准范围；

图6胎体接头开

（2）帘线稀密不均：由于胎体帘线与胶料之间的粘合能力降低，成型鼓定型充气后胎体帘线与胶料之间轻微分离，在成型工序表现为帘线周向突出，在X光检测表现为胎体帘线稀密不均；

图7胎体帘线稀密不均

（3）耐久性能对比：为验证胎体帘线起筋轮胎成品耐久性能，特选取一条轮胎与正常轮胎进行耐久试验对跑（速度级别为K），对比如下：

（4）成品使用效果：胎体帘线起筋轮胎在实际使用时前期与正常轮胎表现一样，但在中后期易出现肩空病象，降低轮胎使用寿命，影响轮胎的完磨率。

图8中后期肩空病象

4解决措施

4.1压延工序

（1）优化提升胎体胶料与胎体帘线的粘合性能，分别使用硼酰化钴和间苯二酚替换新癸酸钴和间甲树脂，其优点及试验对比数据如下：

① 硼酰化钴较新癸酸钴的优点：

硼酰化钴的有效成分二价钴离子含量高，反应活性高，耐老化性能更好。经测试，使用硼酰化钴的方案较使用新癸酸钴的方案，与镀铜钢丝的粘合力高 5 0 ~ { N / 2 5mm } 且胶料老化后的模量 \boldsymbol { { G } } ^ { \prime } 高 1 0 % 、生热低 1 2 % 0

② 间苯二酚较间甲树脂的优点

间苯二酚的反应温度低、反应活性高，由于间甲树脂为间苯二酚与甲基给予体预缩聚的产品，其有效成分间苯二酚的含量少。使用间苯二酚的方案较使用间甲树脂的方案，初始粘合力和老化后粘合力都有提高；硫变测试的硫化速度略快，大转矩高；定伸应力高，尤其是老化后性能差异更大；模量G’高，生热略低。

（2）严格控制压延速度、辊筒温度及2#与3#辊辊之间的间距，保证帘布厚度及上下覆胶厚度的一致性，调整后上下覆胶厚度测量数据如下：

图9四辊压延示意图

（3）严格控制胎体帘布胶料门尼粘度，确保在74-86之间，防止粘辊，影响帘线与胶料的附着能力；

（4）压延时锭子架张力控制均匀、稳定，穿丝要规范，降低帘线张力，将帘线张力控制在0.12-0.15Mpa;

（5）严格控制锭子房的温度与湿度，温度大于室外温度 2 { - } 1 0 ^ { \circ } { C } ；湿度 <=slant 4 0 %

（6）严格控制帘布压延的卷曲温度，防止温度过高或冷却辊结露等情况，造成帘布钢丝与胶料粘性降低。

4.2成型工序

（1）主鼓胎体贴合时，优化胎体贴合速度及模板供料速度，将胎体拉伸率控制在 <=slant 5 %

（2）适当降低成型定型充气时的充气高压和低压，高压由 4 . 0 { ± } 0 . 5 { b a r } 调整为3 . 5 { ± } 0 . 5 { b a r } ，低压由 1 . 2 ± 0 . 1 bar调整为 1 . 0 { ± } 0 . 1 bar，降低胎里内压，减小胎体的膨胀率；

（3）适当提高成型鼓缩鼓速度，匹配定型充气压力，降低胎体的拉伸；（4）适当减小填充胶压合压力，由由 { 3 . 5 ± 0 . 5 { b a r } } 调整为 3 . 0 { ± } 0 . 5 { b a r } ; （5）成型工序冠部压合完成后，胎侧反包前，不再拉平宽。

5结果与讨论

5.1帘布压延质量提升

通过胎体胶料优化调整，提高了胎体帘线与胶料的粘合性能，改善了帘布的压延质量；

图10 优化后帘布压延效果

5.2定型充气效果改善

通过对成型工序定型高压、低压，缩鼓速度，填充胶压合压力等的调整，有效降低了胎里内压和胎体伸张，改善了中鼓定型后胎体帘线起筋的情况；

图11调整前后胎体帘线起筋效果对比

5.3X光检测

通过X光透视，改善后成品胎体帘线排布效果较好，无明显帘线稀密不均情况；

图12调整后X光帘线图

5.4常规耐久

选取胎体帘线起筋改善后产品，送检进行耐久试验，并帘线起筋轮胎耐久结果进行对比，有较大改善，具体信息如下：

5.5路试验证

通过上述内容调整，我司胎体帘线起筋情况得到较好的改善，并于2021年9月份生产一批轮胎（12.00R20规格约600条轮胎)发往广西和浙江地区进行路试验证，

至目前无不良反馈，改善效果得到经销商及卡车司机的一致认可。

6结论

胎体帘线起筋病象是全钢轮胎生产过程中比较常出现的一个病象，主要是由于帘线与胶料之间的粘合性能降低，成型定型充气后帘线与胶料轻微分离，周向帘布表面出现帘线突出的情况。本文通过优化胎体帘线与胶料的粘合性能、优化压延辊距、控制胶料门尼粘度、稳定锭子房温湿度及降低中鼓充气压力等措施，提升帘布压延质量，改善胎体帘线起筋情况，稳定轮胎质量，保证产品性能。

参考文献

[1]吴长清，朱玉敏，王庆林．《钢丝压延工艺对轮胎质量的影响》.［J].轮胎工业.1999，19（6）；370-371.

[2]任利利等.《全钢载重子午线轮胎胎体帘布质量缺陷原因分析及解决措施》.[J].轮胎工业.2004，24（9）；559-561.

[3]张庆辉.《全钢载重子午线轮胎胎体钢丝帘线间距不均匀的原因分析及解决措施》.［J].轮胎工业.2010，30（11）；690-691.

中国轮胎行业的挑战

轮胎行业的发展，需求来源于用户期望。中国轮胎行业目前面临的用户期望，亟需解决，有如下五方面：

1、轮胎标签等级低

2、轮胎抖动，舒适性差

3、轮胎行驶里程低

4、轮胎外观卖相不佳，例如冠鼓、侧鼓、胎侧直立性不佳

5、轮胎质量不稳定，早期损坏多，个别产品理赔率高

国内轮胎大多数滚阻在C、D，噪音在最高一级，而国际品牌滚阻在B、C，噪音比国内品牌低一级。

轮胎标签等级低

根据中橡协数据统计，“十三五”期间，中国C3轮胎“滚阻-湿滑”标签比例主要集中在C-B、C-C及以下的等级，暂时未出现A-A、A-B、B-A标签等级。

轮胎抖动、舒适性差

SAILUN

客户对国内轮胎普遍反馈轮胎抖动比国际品牌严重

对此国内轮胎厂动平衡、均匀性抽检力度不断加大，标准也不断加严

轮胎行驶里程低

轮胎行驶里程（使用寿命）达不到客户预期，包括畸形磨损导致的行驶里程低，以及翻新次数低。扣除外在因素影响，良好的接地压力可以防止偏磨和快速磨损。

轮胎外观卖相不佳

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轮胎装在车上后，出现冠鼓、侧鼓、大肚子等现象，影响用户体验，用户担心使用一段时间后会出现故障。

轮胎质量不稳定

国外大品牌轮胎厂商第1条和第10000条轮胎，质量是一样的，而国内品牌达不到这样的水准。但各种先进生产设备的使用，向这个目标越来越近。

轮胎的早期损坏是用户很关心的问题，由于滞后损失的存在，轮胎行驶中发热是不可避免的，发热集中的部位在带束层端部和胎圈与轮辋着合位置。质量不稳定很容易产生早期损坏。

二、轮胎行业的应对

轮胎的发展，上个世纪，世界轮胎的发展方向是子午化、无内胎化、扁平化。本世纪以来，绿色轮胎、安全轮胎、智能轮胎是发展方向。

SAILUN

二、轮胎行业的应对

绿色轮胎是轮胎发展最重要的方向，什么是绿色轮胎？GB给出了严格定义。

GB/T40718-2021《绿色产品评价轮胎》已于2021年10月11日发布，2022年5月1日实施，对轮胎生产和轮胎产品两方面的基本要求进行了规定。

二、轮胎行业的应对

可持续发展是国家政策对轮胎企业的要求，是长期的战略目标。

2020年9月22日，习近平在第七十五届联合国大会上提出，人类需要一场自我革命，加快形成绿色发展方式和生活方式，中国二氧化碳排放争取在2030年前达到峰值（石化和化工行业碳排放19.32亿吨 { \mathsf { C O } } _ { 2 } ），2060年前实现碳中和（石化和化工行业碳排放17.72亿吨 C { \mathsf { O } } _ { 2 } ）。

绿色轮胎 \mathbf { \Psi } = \mathbf { \dot { \Psi } } 可持续的轮胎。

Safe安全性 Affordableforeveryone 大众可负担的价格 Minimize waste during production 1000 ECONO Rollingresistance 最大程度上降低生产过程中的废弃物 让王 经济 滚动阻力 Rou料的ftals Highmlleage CNVRONMENT A 共鱼 Rocycling资源回收 Bio-materials生物材料 Minimize energy usage during production Biodegradable可生物降解 最大程度上降低生产过程中的能源消耗

三、对骨架材料的要求

用户期望分析，到骨架材料的要求。

三、对骨架材料的要求

轮胎不同部位对钢帘线的要求是不同的

三、对骨架材料的要求

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三、对骨架材料的要求：高强度

骨架材料高强度，可以使轮胎获得很多性能和成本的优势

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三、对骨架材料的要求：耐疲劳

耐疲劳性是胎体钢帘线的一项重要指标，影响轮胎的使用寿命和翻新次数。耐疲劳性测试结果，帘线强度高、单丝直径细、帘线直径细的钢丝耐疲劳性好。同捻向、同捻距捻制，钢丝间呈线接触，降低了钢丝间的接触应力，钢丝间磨损小，疲劳性能提高。因而，异向捻、外绕丝向后趋势取消。 3+8x0.21STVS3×0.24/9×0.225STVS3×0.24/9×0.225HT

一>3+8x0.21ST与3x0.24/9x0.225ST疲劳表现相当，优于3x0.24/9x0.225HT

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三、对骨架材料的要求：抗冲击

对于带束层，结构简单，渗胶性好，强度高，抗冲击性好是对钢帘线的要求。

单根ST/UT钢帘线比单根NT/HT能够多吸收超过 2 0 % 的冲击能；在等帘布强度替换时，ST/UT的帘布可吸收的冲击能也比HT略高。HE、HI钢帘线需要有进一步的技术提升。

预变形技术，利于渗胶，增加伸长率，抗冲击性能提升

)SAILUN

三、对骨架材料的要求：粘合力

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粘合力是硫化后形成的。钢丝有镀铜，硫化后在钢帘线表面和胶料中的硫形成硫化铜化学键起粘合作用。 「Aftercurina1

三、对骨架材料的要求：粘合力

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渗胶性对于钢帘线很重要。结构简单帘线、开放式帘线渗胶性好，胶料与钢帘线接触面大，粘合力高。

不仅是初始粘合力，老化后粘合力保持率也是轮胎追求的目标。新技术高导热帘线可以降低帘线与橡胶接合面的温度，提升老化后粘合力。

单丝少，渗胶性好

单丝多，渗胶性差

三、对骨架材料的要求：粘合力

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镀层新技术：三相合金镀层（ \widehat { \Xi } 4 % Co）有助于提升老化后粘合力，而初始粘合力也不降低；
需要无钻粘合胶的配合；适用于全新的工厂完全使用三相合金镀层钢帘线；能够减少 8 0 % 的Co用量；
在湿热环境下有卓越的粘合力

传统黄铜镀层

三相合金镀层

三、对骨架材料的要求：均匀性

GB/T11181《子午线轮胎用钢帘线》规定：钢帘线捻制均匀，不得出现背丝、冒芯、跳芯、起泡、弹簧圈、波浪等缺陷。并需要检测平直度、残余扭转、松散度、弹性、刚度等检测项。

轮胎刚度不均匀：

轮胎均匀性中不均匀的不均匀的轮胎刚性，有一定程度上来源于帘布稀密不均、并线、跳线、上翘。

平直度不良容易发生帘布稀密不均、并线、跳线，残余扭转不均匀容易发生裁断帘布上翘。弹性、刚度不良会影响裁断质量。

轮胎均匀性不良会导致轮胎抖动，影响用户体验。

纤维帘线与橡胶的粘合性

贺惠英蓝星（成都）新材料有限公司二零二二年八月四日·山东潍坊