全钢丝载重子午线轮胎配方设计

全钢丝载重子午线轮胎配方设计

一、全钢子午胎配方设计原则

配方设计就是按照轮胎产品使用特点、有关国际和国家规定的各项性能指标，根据橡胶原材料的性质和积累的经验，考虑橡胶原材料以及各组分之间如何配比的方案，然后通过试验验证设计目的，如能获得产品所需要的性能及各项要求，这种橡胶和各种助剂的配比方案，就是我们所设计的配方。众所周知，无论那一种橡胶，不可能各方面性能都能达到理想的水平，这种不足就可以通过配方设计来得到补偿，以期达到改善橡胶某些方面性能的目的(包括胶料的加工性能和制品的物理机械性能)。

1.1配方的设计原则

1、对轮胎产品的性能要求、使用条件要求均要有充分正确的认识，进行有针对性的设计。

2、对轮胎各部件的特殊性能要求和胶料的加工性能(加工过程中的温度、胶料流动性等)要求要有充分正确的认识，要与轮胎结构设计工程师进行交流，既要考虑各不同部件在使用、加工过程的差异性，又要考虑它们的共性和相关性，确保各部位的胶料性能达到要求。

3、对轮胎的硫化条件包括硫化介质、硫化温度、硫化压力等要了解，对轮胎整体配方设计时，要充分考虑各个配方的硫化速度的匹配。

4、对轮胎各部位的胶料物理性能的匹配，要在充分了解硫化速度的前提下，对胶料的强度、定伸等性能进行评价。

5、配方设计时，除考虑同一配方中各配合剂之间的内在联系，同时要考虑相接触的胶料中的配合剂的联系。如，相邻胶料配方的硫黄、促进剂等。

6、配方设计人员在考虑选取配合剂时，要避免使用有毒原材料，尽力不使用能导致职业病的配合剂和溶剂，减少污染和公害，加强劳动保护，确保操作人员的健康和环境的清洁。

7、配方设计在保证性能的前提下，一定要体现低成本和材料简单化。

1.2配方设计程序

根据配方的设计原则进行配方的设计，指定配方的程序如下：

1、先要调查研究，确切了解产品的具体使用条件，诸如使用温度、压力、接触的介质、受力情况等。根据这些调节，收集有关资料，总结以前的经验教训，拟出一系列的性能指标。如：胶料的硫化速度、定伸模量、硬度、特殊要求等。

2、根据产品的使用要求，制定出一些基本实验配方。具体配方有如下设计步骤：

(1)生胶类别：根据主要性能指标确定主体材料，确定胶料含胶率、单用橡胶或并用橡胶；

(2)确定硫化体系及用量：根据胶种和胶料的加工及性能要求特点来确定硫化剂、促进剂、活化剂、防焦剂的用量；

(3)确定补强剂、填充剂的种类及用量：根据胶种和胶料的加工条件 (4)确定软化剂、增塑剂种类及用量：根据产品的使用环境条件

(5)确定防老剂品种及用量：根据产品的使用环境条件

(6)确定其他专用配合剂(粘合剂等)的种类及用量：根据产品的特性要求

3、确定设计配方的变量试验方法、变量范围及制定变量试验配方。

4、确定能反映产品性能的测试方法。

5、通过实验市对基本配方进行变量试验，进而优选出性能较好的一个或几个配方，进行重复实验，选出最佳配方。

6、以最佳配方进行车间中试试验，试制产品，考察胶料的加工性能是否符合要求，如有必要进行产品的成品试制，进行成品试验。

7、结合实验室小试、车间中试、成品侧室，进行配方修正，直至胶料配方完全达到要求，最后确定出生产配方，胶料质量指标，各工序的工艺条件及检验方法等完整资料。

二、全钢子午胎各部位胶料的基本性能要求---各部件作用

2.1胎面:胎面与地面相接触，故除保护胎体之外，尚有耐磨耗、缓和冲击、防滑、驱动和制动等作用。

2.2胎肩:胎肩部位较厚，为轮胎支撑部位，此部位厚度大，散热慢，所以在轮胎设计时应特别注意散热功能。

2.3胎侧:胎侧主要保护胎体，耐反复屈挠，通常也有连同胎肩部通称为胎侧。

2.4子口部位:子口部位为轮胎与轮辋嵌合部位，该部位构造比较复杂，除钢丝圈及胶芯之外，还有反包胎体帘布和钢丝包布等。

2.5胎体:胎体是轮胎的骨架，除了承受轮胎的气压之外，还要支持轮胎的负荷以及缓冲外来的冲击力。

2.6带束层:胎面与胎体之间的由2～4层交叉的钢丝帘布组成带束层。该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。子午胎的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。采用意大利倍耐力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。

三、全钢子午胎用原材料

3.1原材料检验项目的分级及认可程序

3.1.1原材料检验项目的分级对于轮胎生产使用的原材料检验项目，根据其重要程度，把其分为三个等级，即：Ｃ级（关键的）对于Ｃ级的检验项目，当材料到厂后要马上取样进行检验，每批必做。Ｍ级（重要的）对这两个级别的检验项目不一定每批都做，定期检查（统计性的检验），因为轮胎厂已经把原材料质量标准和检验方法提供给原材料生产厂家，要求生产厂必须供应符合这些标准的原材料，只定期抽检就可以了。Ｎ级（一般的）

3.1.2原材料供应商的认可轮胎厂对于轮胎生产使用各种原材料的质量要求非常严格,•凡其使用的原材料必须经过严格的检验和实际使用考验才能向工厂供应。各工厂对使用的原材料有严格的认可程序，有以下几个步骤：

1、确定原材料生产厂家：属于那个公司的那个生产厂；

2、原材料的品种和牌号以及形状（粒状、粉末）；

3、原材料的加工方法；

4、供货的长期和连续性：供货没有保证的不能列入；

5、对样品检验：对各项指标进行全面检验，双方均采用确认的同一试验方法。进行胶料配合试验，测定对胶料性能的影响。经上述检验符合要求后，确是一个使用厂对这种材料进行小批量试验，试验数量一般配合剂在200公斤左右，生胶和炭黑试验用量较大些，•要几吨。如果双方检验结果一致，通知原材料生产厂家合格。

6、在使用厂进行大批量试用，要求提供的材料质量与小批量试验的相同，大批量试用的时间一般为六个月。

7、大批量试用期间如不出现问题，符合要求，则由使用厂写出报告，总部审查通过后则发给原材料生产厂认可证书，至此完成了对原材料的认可。

8、根据经验，对一种原材料的认可，从双方开始接触，到签发认可通知书这一过程所需时间至少要一年；

9、已签发认可通知书的原材料，如果在经后供应的原材料达不到认可时的质量水平，则可停止供货认可。

3.2橡胶

3.2.1天然橡胶

全钢子午胎厂使用的天然橡胶一般有两种牌号，即SMR10和SMR20。对于这两种标准胶的质量标准原执行马来西亚天然橡胶研究院1979年颁布的No.9标准。目前执行1991年修订的No.11标准。主要修改内容是橡胶中的杂质含量，即：No.9与No.11 SMR10 0.10% 0.08% SMR20 0.20% 0.16% 在质量上要严格控制胶料发霉和杂物。塑性初始值P0和塑性保持指数