在介绍轮胎的构造之前,我们再来了解一下制造轮胎的原材料。有很多驾驶员可能会认为轮胎主要是由橡胶制成的,其实不然,橡胶在整个轮胎原材料中所占的比例只有不足一半,而其它材料均为各种添加物和骨架原料等。
橡胶
天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶三大胶种作为轮胎生产的重要橡胶原料
各种助剂
橡胶内加入各种化学物品后,可使橡胶具有所需要的特性。添加在橡胶内的化学物品称为添加物。
添加物有各种种类:强化剂、硫化剂、硫化加速剂、硫化减速剂、粘性剂、抗衰老(老化)剂等。
其中的强化剂和硫化剂具有特殊的功能。橡胶添加上强化剂以后,密度会增加几倍,从而大大增加了橡胶的耐磨性。
而橡胶一旦经过硫化过程,就会使橡胶的塑性改变成橡胶的弹性。因为轮胎的每一个部位受力和作用不同,所以需要不同性能的橡胶,而各种添加剂就能满足人们的不同需要。
轮胎用骨架材料
在轮胎中,骨架材料约占全胎重量的10%~15%,它承受轮胎的负荷,经受行驶过程中周期性应力和变形的作用,是轮胎工业的主要原材料之一。同时,骨架材料的改进与发展、性能的提高,影响着轮胎性能的提高和结构的发展。
第一节 轮胎对骨架材料的性能要求
骨架材料是轮胎的主要受力部件——胎体和缓冲层(带束层)的增强材料,它的性能对轮胎的力学性能和使用寿命均有重要影响。
一、基本性能要求
1.强度和初始模量要大
2.由于轮胎行驶时橡胶和纤维产生滞后损失,同时轮胎与路面产生摩擦,使轮胎生热,故要求骨架材料有良好的耐热性,再湿热干热下亦不易降解;
3.轮胎行驶时帘线在橡胶中受拉伸、压缩、弯曲等作用会老化,故疲劳性要好;
4.在常温和升温时尺寸稳定性要好,加负荷时伸长率要小,蠕变现象要小,否则轮胎行驶过程中胎体要胀大。
5.要和橡胶有良好的粘和性能。
二、帘线质量的主要技术特性(指标)
1.强度特性
帘线在使用负荷下的强度特性表征帘线受力和伸长之间的关系,可在强力试验机上得到。
2.帘线扯断强力和伸长率
胎体强度(尤其轮胎受集中负荷时)取决于帘线的扯断强力。当轮胎越过障碍
物时,帘线产生极大的爆破程度。扯断强力和伸长率是相互关联的。降低伸长率而不从根本上提高胎体强度会引起里程的下降。扯断强力和伸长率不仅应在标准实验条件进行测定,而且应当在高温、低温和高变形速率下进行测定。帘布在浸胶压延过程中,轮胎在行驶过程中帘线受到伸张作用,应力在每根帘线之间的分布取决于扯断强力和伸长率的不均匀度。
3.帘线捻度
加捻的目的在于提高帘线的耐疲劳性能。用捻向和每米内的螺纹圈数来表征捻度,确定捻度的原则,是在保持足够高扯断强力的同时,力求使帘线具有最优的疲劳强度。用于子午胎带束层的帘线,除了有较高的扯断强力外,保持高模量是极为重要的,这可用降低捻度的方法来达到。
4.帘线粗度和密度
对高速度、高负荷和坏路面上行驶的轮胎来说,最好使用加粗帘线和减层帘布来制造,着有利于轮胎的轻量化。帘线的最佳粗度主要取决于所用纤维的质量,对不同规格轮胎来说,其最佳粗度也不相同。
提高帘布经线密度能使轮胎重量减轻,滚动阻力减小;但随着密度的提高,轮胎帘布层帘线间应力增大,帘布层间的附着力减小,会导致轮胎行驶中脱层。故实际应用时要权衡两方面的利弊,取得性能之间的综和平衡。
5.帘布热收缩和湿强度变化
按专门方法测定,这两个指标对轮胎生产工艺有很大影响。对新品种帘布来说这两个指标尤为重要。
6.长时间负荷下帘线的不可逆伸长
在固定起始应力和行驶时的附加应力作用下,轮胎中帘线的长度逐渐增加,因此,轮胎在使用过程中尺寸会增大。为了掌握这一特征,必须测定帘线的松弛特性和在多次变形下的不可逆伸长。
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