【正文】 各部件材料的施工 66[1] 一次法成型施工順序 66[2] 二次法成型施工順序 65 二段成型時胎坯定型尺寸的確定 68 施工表的編寫 69第一章 子午線輪胎結(jié)構(gòu)概述167。1 子午線輪胎的結(jié)構(gòu)與性能特征子午線輪胎問世以來已有五十多年了，它是汽車工業(yè)發(fā)展中的一項杰出成就，引起了汽車懸掛系統(tǒng)的大改革。子午線輪胎結(jié)構(gòu)從胎體簾線排列方向來說，與普通斜交輪胎結(jié)構(gòu)相比有著本質(zhì)上的區(qū)別?！?0176。夾角，胎體通常只需一、二層或?qū)訑?shù)較少的簾布組成，子午線輪胎的胎冠部分也與斜交輪胎不同，它需用二層以上的多層結(jié)構(gòu)帶束層來束縛輪胎的周向變形，決定輪胎形狀并承受著主要應(yīng)力，如載重子午胎帶束層承受6075%的應(yīng)力，[1]而斜交胎主要是胎體承受8090%的應(yīng)力。～20176。由于子午線輪胎結(jié)構(gòu)特征帶來輪胎性能的優(yōu)越性。這是子午線輪胎最主要是胎體產(chǎn)生側(cè)向移動，這都是由于子午胎的帶束層簾線呈周向排列，提高了輪胎的周向剛度，使在同樣的側(cè)向力作用下產(chǎn)生較小的偏離角和較高的回正力距，從而提高了車輛的操縱穩(wěn)定性。（3） 耐磨性能好，由于子午胎帶束層的剛度大，使胎面的平穩(wěn)性能得到明顯改善，大大減少了輪胎表面和地面接觸時的相對運動。（4） 耐疲勞性能好，由于子午胎內(nèi)摩擦小，行駛中生熱低，提高了耐疲勞性能，延長了輪胎的使用壽命，并可進行多次翻新。（6） 乘坐舒適性好，子午胎胎體簾線為徑向排列，呈現(xiàn)出良好的胎側(cè)柔軟性，能充分吸收從地面上傳遞來的振動，發(fā)揮充氣輪胎的最佳緩沖性。使胎側(cè)與胎冠各自發(fā)揮應(yīng)有的作用，因此非常容易提高行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性。167。一般載重胎采用鋼絲胎體子午線為多，詳細構(gòu)造分別介紹如下：（1） 載重子午線輪胎構(gòu)造載重子午線輪胎多數(shù)采用單層鋼絲簾布構(gòu)成胎體，亦可為多層纖維簾布組成胎體。帶束層一般由三至四層鋼絲簾布組成，胎體與帶束層之間有中間膠和肩墊膠相隔，胎圈部份由鋼絲膠、上下三角膠芯、鋼絲包布加強層和子口護膠等部件構(gòu)成，（見圖1）。（2） 轎車子午線輪胎構(gòu)造轎車子午線輪胎一般由一至二層纖維簾布組成胎體，而胎冠部份的帶束層由二層鋼絲簾布層，有時加一至二層尼龍簾布層叫冠帶，加有尼龍簾布頂層的帶束層結(jié)構(gòu)可提高轎車胎的高速度性能。 第二章 子午線輪胎負荷計算方法 子午線輪胎從承受負荷能力來說，應(yīng)比同規(guī)格、同層級斜交輪胎的負荷能力稍大些，但目前在輪胎國標(biāo)或美國TRA手冊中使用負荷 無論是雙胎負荷還是單胎負荷，同規(guī)格、同層級輪胎標(biāo)準(zhǔn)負荷是相同的，而其相應(yīng)的氣壓子午線輪胎要比斜交胎高。列舉美國TRA手冊中應(yīng)用負荷計算公式（英制）167。C—實際使用輪輞寬度（in）。d=14 in。 p=30Ib/inB==H==d==B==Q=(14+) == 第三章 子午線輪胎斷面輪廓設(shè)計的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)選取1 子午線輪胎模型斷面輪廓外直徑與斷面寬度的選取輪胎是在充氣狀態(tài)下進行工作，汽車對輪胎規(guī)格的要求是按各類標(biāo)準(zhǔn)或手冊上提供的充氣輪胎尺寸來選用的，而生產(chǎn)制造輪胎需要按模型尺寸，由于輪胎采用不同的骨架材料和不同斷面輪廓形狀，因此模型尺寸是不相同的，但必須達到充氣輪胎統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)尺寸的要求。以下列舉載重和輕卡充氣斷面寬B’和模型斷面寬B對不同骨架材料的斷面寬膨脹比取值范圍見表1。帶束層剛性對行駛面寬度內(nèi)花紋磨耗的均勻性有很大關(guān)糸。因為行駛面弧度大會縮小接地面積，從而對胎面耐磨性和磨耗均勻性以及抓著性都會有不良影響。據(jù)資料介紹載重子午胎H/~，對低斷面和轎車子午胎來說,它們都以系列分類,故H/B比值是與其系列相應(yīng)的.
第四章 子午線輪胎斷面輪廓曲線的設(shè)計方法
,應(yīng)有與斜交胎不同的設(shè)計方法,但就結(jié)構(gòu)設(shè)計的原理來說,還是普遍采用薄膜理論,同時推薦了采用自然平衡輪廓的設(shè)計方法,使充氣輪胎各部位受力均勻,逐步改進設(shè)計方法由傳統(tǒng)的自然平衡輪廓演變到非自然平衡輪廓的應(yīng)用即要有一定的邊界條件來滿足,。目前比較成熟和系統(tǒng)的新設(shè)計方法有日本石橋公司在職1984年首次發(fā)表的RCOT理論設(shè)計法[7]，適用于轎車子午胎。ξ1平衡輪廓曲線設(shè)計法[11][12]迄今為止常規(guī)的子午胎設(shè)計方法仍是采用“平衡輪廓理論”為依據(jù)。這種理論認為充氣壓力是唯一作用應(yīng)力，而且應(yīng)力僅僅作用于薄膜壁上，對剪切和曲撓力可視為忽略不計。這樣的輪廓曲線稱為“自然平衡輪廓”。其曲率半徑公式可簡化為公式（2）斜交胎ρ= 圖3 自然平衡輪廓式中rk胎冠半徑；rm斷面最寬點半徑；аk胎冠點簾線角 r任意點半徑子午胎 (2)從公式（2）中看出只需確定胎冠點半徑rk和斷面最寬點半徑rm后，即可求得輪廓上任意一點的曲率半徑ρ，根據(jù)各點不同的曲率半徑作出平衡輪廓曲線。（1） 確定有關(guān)設(shè)計參數(shù)R輪胎外半徑；B輪胎斷面寬；C輪輞寬度（或輪胎胎圈間距）；Rt—胎圈著合半徑；ρ1—輪胎行駛面曲率半徑；
m—胎面到簾布層中線的厚度；n—胎側(cè)到簾布層中線的厚度；r—輪輞邊緣半徑（輪輞邊緣到旋轉(zhuǎn)的距離）（2）求出斷面上某些點至旋轉(zhuǎn)軸的半徑從理論上來講，平衡輪廓曲線上各點的曲率半徑均不相同，但從實際上為了方便計算和合理制造成品模型，不必搞得很復(fù)雜，而只需尋求幾個相應(yīng)點位置，求出曲率半徑和曲率節(jié)點位置，如胎冠、斷面最寬點等見圖表所示。（見圖5）圖4圖5 曲率半徑園心和分別在縱、橫軸上，與以內(nèi)切園幾何作圖法找同園心。要先確定鋼絲圈中心點E的座標(biāo)，可根據(jù)胎圈結(jié)構(gòu)和鋼絲圈的排列來確定S和q值，即可定下E點的位置（見圖6所示），然后以為半徑，通過E點向下胎側(cè)的弧線作外公切園，這樣就可得到胎圈部位的輪廓曲線。先將已知的輪胎外緣尺寸繪成輪胎斷面框圖，然后按計算或選取的在斷面中心線上畫出輪胎行駛面弧，接著用減去簾布層中線厚度m的畫出胎冠曲率弧，在已確定好的最寬點半徑軸線上用繪出胎側(cè)曲率弧，再用計算出的曲率半徑作內(nèi)公切園找出園心O將胎冠與胎側(cè)兩個弧連接起來。胎圈部位的輪廓曲線，先按確定的S與q值找出E點，然后借用作從E點到下胎側(cè)曲率弧的外公切園，最后繪制成以中線為基準(zhǔn)的平衡輪廓曲線。（見圖9所示）表2 平衡輪廓曲線計算表輪 胎 規(guī) 格日 期原 始 參 數(shù)R=B=r=r=C==m=n=S=q=計 算 參 數(shù)r=Rm=r=J=rR=r=r+q=r===== 圖8 平衡輪廓曲線
圖9 輪胎斷面輪廓 七十年代末,日本赤坂隆(T?Akasaka)發(fā)表子午輪胎結(jié)構(gòu)力學(xué)綜述文章(13)(14),、徑向夾角、帶束層角度、輪體簾線角、胎側(cè)屈撓點C（斷面最寬點）半徑r、以及帶束層承擔(dān)充氣接觸壓力分配率g（等項為參數(shù)，以A=f（r）為函數(shù)表達式，（見圖圖11）并對此函數(shù)關(guān)系式進行數(shù)值積分即可獲得子午胎斷面輪廓曲線。 15 Z175SR14—— 測 量 計 算 10cm 50 15 20 25 30 35 r cm圖12 子午胎斷面輪廓曲線測量與計算對比167。月刊夕他187。這種新理論的設(shè)計思想是讓輪胎的胎面輪廓符合于滾動狀態(tài)下的形狀，打破以往采用靜態(tài)自然平衡輪廓的傳統(tǒng)設(shè)計方法，由于原來的自然平衡輪廓理論是使充氣輪胎在靜態(tài)時具有均勻的胎體簾線應(yīng)力，但并不是輪胎行駛時滾狀態(tài)下的最佳形狀，因此必須探索滾動時輪胎的最佳輪廓，這就導(dǎo)致產(chǎn)生RCOT理論的原因。 抑制“雛曲”現(xiàn)象的措施有兩種：一是提高帶束層和胎面的剛度；二是增大帶束層的張力，前者通過增加補強材料會導(dǎo)致輪胎重量的增加不宜采用；后者若通過提高內(nèi)壓來增加帶束層張力，會使輪胎變硬、接地面積減小，帶來操縱穩(wěn)定性、振動及乘坐舒適性等不良影響，因此探索用改變輪胎斷面輪廓的方法來滿足提高帶束層張力的要求，這就引起產(chǎn)生RCOT理論設(shè)計方法的基本出發(fā)點。軸驪稱薄殼結(jié)構(gòu)是意味著法向力至表面產(chǎn)生的平衡方程式為：+=P （5）式中：N徑向薄膜力N周向薄膜力R徑向主曲率半徑R周向主曲率半徑P充氣壓力對子午胎胎體簾線徑向呈徑向排列，可假定胎側(cè)部位的周向薄膜力N=0（6）因此胎側(cè)部位徑向薄膜力為 N= (7)根據(jù)薄膜理論帶束層所受的總張力與輪胎斷面輪廓參數(shù)的關(guān)系式如下（見圖13所示）。同時，方程式（8）也表明輪胎的輪廓直接影響帶束層的受力，對于在選定的帶束層直徑“a“和寬度” B“情況下，則胎體輪廓曲率半徑r和夾角θ增大時，帶束層的總張力會減小，因此提高帶束層張力（T），只要采用減小胎側(cè)部位斷面曲率半徑r和夾角θ辦法。因此必須打破自然平衡輪廓的框框，考慮其它狀態(tài)的最佳輪廓形狀，首先想到將輪胎滾動時的形狀作為輪胎斷面的原始輪廓，恰好這種形狀是要求輪胎斷面輪廓的上胎側(cè)部位曲率半徑減小，胎圈部位的曲率半徑增大（見圖14），這種輪廓從上述帶束層張力基本關(guān)系式來逢，可起到增大帶束層張力的作用，人南昌達到抑制接地面中的“雛曲”現(xiàn)象。從而使帶束層和胎圈部位的張力增大，上胎側(cè)的張力下降。圖15表示了以185/70SR14為例的輪胎采用RCOT輪廓和傳統(tǒng)法輪廓的對比，帶束層的周向力與胎體徑向力的分布是不相同的，RCOT輪廓在帶束層與胎圈部位的張力都大于傳統(tǒng)法輪廓，而上胎側(cè)問好位的張力RCOT輪廓小于傳統(tǒng)法輪廓。圖15 RCOT理論的輪胎力學(xué)分析(3)RCOT理論的輪胎力學(xué)分析采用RCOT理論設(shè)計輪胎能有效地防止“雛曲“產(chǎn)生，這是于它在充氣、滾動以及轉(zhuǎn)彎時其帶束層張力均比傳統(tǒng)法的增高，而抑制“雛曲”現(xiàn)象。 圖16表明了以175/70SR13為例的轎車胎在充氣狀態(tài)下束層的張力分布情況，帶束層的中心區(qū)域大于兩側(cè)邊緣部位，采用RCOT理論設(shè)計的輪廓與傳統(tǒng)法相比在同一氣壓下提高了帶束層的應(yīng)力。 175/70SR13 圖16 RCOT與傳統(tǒng)法輪廓充氣時帶束層張力的對比175/70SR13 圖17 自由滾動時RCOT與傳統(tǒng)法輪廓的帶束層張力對比圖18示出RCOT與傳統(tǒng)法輪胎在側(cè)向力F等于輪胎法向負荷的40%時，在轉(zhuǎn)彎情況下帶束層張力分布圖。張力峰值由帶束層中心向邊緣移動，RCOT輪胎的帶束層張力仍然高于傳統(tǒng)法輪胎，這意味著RCOT輪胎不通過增加材料就可減小帶束層“雛曲”的產(chǎn)生。該理論用于載重子午胎，在不降低操縱穩(wěn)定性和耐磨性等重要性能情況下，可比普通形狀輪胎具有更高的胎圈和帶束層強度，并可提高節(jié)油率。因此它們使用的理論公式和采取的改進措施以及達到的效果都有許多相同與類似之處。石橋公司先提出了RCOT理論主要用于轎車胎，采用張力控制技術(shù)的非自然平衡輪廓減少“雛曲”現(xiàn)象來改善輪胎的操縱穩(wěn)定性和滾動阻力，然而，對于載重胎承受高氣壓。 載重車胎是個復(fù)雜的橡膠組合體，當(dāng)它承受氣壓、高負荷行駛時在帶束層與胎體簾布層端點會產(chǎn)生集中應(yīng)變，在持續(xù)的苛刻條件下使用，輪胎就會在薄弱的端點產(chǎn)生和擴大微細的裂口從而導(dǎo)致輪胎的損壞，而采用TCOT 理論設(shè)計輪胎就可防止薄弱點的應(yīng)力應(yīng)變集中和陰止裂口的發(fā)生與擴大，為達到此目的所采取的措施有：A、控制輪胎充氣時的張力分布；B、通過氯壓來控制輪胎輪廓的變化。因此大部分理論公式如法向與徑向靜力平衡方程，帶束層張力，胎圈張力以及平衡輪廓等計算，有限元分析結(jié)果等理論公式，二者均為相同的。與傳統(tǒng)法輪廓相比，TCOT輪廓的上胎側(cè)曲率半徑減小（夾角θ?。?，而胎圈部位的曲率半徑增大，見圖19所示。可不考慮輪胎未充氣時的初始形狀，但一經(jīng)充氣后就會變成接近自然平衡輪廓。TCOT設(shè)計的胎圈形狀與傳統(tǒng)設(shè)計的胎圈形狀在充氣過程中發(fā)生的變化不同，前者向輪輞邊緣方向移動，而后者向離開輪輞邊緣方向移動。圖20 充氣后胎圈部位簾布層端點應(yīng)變的對比另外從張力控制角度來分析TCOT輪廓在胎圈部位的簾布層張力高于傳統(tǒng)輪廓如圖19所示，并且胎圈彎曲剛度也高于傳統(tǒng)的，為此在負荷下TCOT輪廓的胎圈變形和胎體簾布層端點的應(yīng)變均小于傳統(tǒng)的（見圖21）。帶束層的設(shè)計與計算是子午線輪胎結(jié)構(gòu)設(shè)計中的核心問題，引起廣大研究人員的極大關(guān)注，多年來，有關(guān)這方面的研究