CN117309436A - 一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法，包括获取试验轮胎，并对试验轮胎进行无损检测试验；再进行试验前预处理；最后根据试验预设运行程序对试验前预处理后的试验轮胎进行测定和试验；试验完成后，将试验轮胎从轮辋上拆除，并检查试验轮胎外观，对试验轮胎整体外观及损坏位置进行拍照存档，同时在损坏位置附近切取断面。本发明试验方法中包含了带束层耐久试验最佳胎面摩擦系数的测定方法，可准确的将试验胎的胎冠摩擦系数降低到试验最佳值，使带束层耐久试验过程中轮胎的侧偏角角度保持稳定，避免出现角度激增的现象，试验结果可以更准确的评价不同轮胎的带束层耐久性能。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎性能测试技术领域，特别涉及一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法。
背景技术
市场需求越来越多元化，依据不同市场环境的需求，轮胎设计方向越发丰富，从而轮胎的带束层设计也逐渐多样化，带束层作为轮胎主要结构之一，带束层的设计直接影响轮胎的耐久力、承载力及舒适性等，带束层设计的合理性也是轮胎设计的重中之重，如何有效的评价轮胎的带束层耐久性能则越发重要。
现有技术的不足之处在于，一是受轮胎制造过程中的锥度效应影响，轮胎本身具有结构不对称性，现有试验方法使用HALF TRA波形，试验过程中反复向轮胎的一侧施加侧向力，使轮胎固定的一侧持续进行较大的变形从而损坏，而轮胎本身的不对称性具有随机性，这就导致轮胎的试验结果因轮胎的不对称性而有更大的波动，试验结果稳定性较差。二是现有试验方法轮胎胎冠不打磨，而全钢丝子午线轮胎的胎冠胶整体较厚且胶料组分差异较大，试验过程中轮胎胎冠胶会产生较大的热量，随着试验时间的增加会导致胎冠部热损坏，而带束层的损坏样式主要为带束层帘线端点的力损坏，现有的试验方法因为胎冠不打磨，轮胎的损坏形式包含胎冠的热损坏和带束层帘线端点的力损坏，试验结果不能明确对比轮胎的带束层耐久力。
发明内容
本发明的目的克服现有技术存在的不足，为实现以上目的，采用一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法，包括以下步骤：
步骤S1、获取试验轮胎，在试验开始前通过无损检测试验机对试验轮胎进行无损检测试验；
步骤S2、再将对无损检测后的试验轮胎进行试验前预处理，所述预处理包括胎冠打磨、轮胎充气，以及轮胎停放；
步骤S3、最后根据试验预设运行程序对试验前预处理后的试验轮胎进行测定和试验；
步骤S4、试验完成后，将试验轮胎从轮辋上拆除，并检查试验轮胎外观，对试验轮胎整体外观及损坏位置进行拍照存档，同时在损坏位置附近切取断面。
作为本发明的进一步的方案：所述步骤S1的具体步骤为：
获取符合轮胎外观质量要求的实验轮胎，并在转鼓试验前需进行无损检测，确保试验轮胎无缺陷。
作为本发明的进一步的方案：所述步骤S2的具体步骤为：
步骤S21、对无损检测后的试验轮胎安装于打磨机，对试验轮胎的冠部打磨至磨耗标志位置，同时打磨前后均对轮胎进行称量并记录重量；
步骤S22、再将试验轮胎安装预设轮辋上，充气至预设气压值；
步骤S23、最后将轮胎和轮辋的组合体在38±3℃的环境温度下至少停放3h，调整停放后的轮胎气压至预设气压值后再停放15min。
作为本发明的进一步的方案：所述步骤S3的具体步骤为：
步骤S31、将轮胎和轮辋组合体安装在刚度试验机上，在轮胎的胎侧标出需要进行试验的位置，径向加载至设定负荷值并保持，径向加载方向与试验试验台角度值为90°，对轮胎的试验位置施加侧向力至试验设定值，记录施加侧向力过程中的侧向力及侧向位移的变化曲线，计算轮胎表面摩擦系数；
步骤S32、将轮胎和轮辋组合体安装在里程试验机上，使之垂直转鼓外表面上加压至试验设计负荷，按预设定的试验预运行程序运行10～30min，且试验采用的波形为SINEWHOLE，试验侧偏角角度范围为-3°～3°，试验完成后按照步骤S31进行试验和记录，并计算轮胎表面摩擦系数；
步骤S33、重复进行步骤S32，直至轮胎的侧向力和侧向位移的变化曲线与上一阶段接近，统计所有试验阶段的侧向力和侧向位移的变化曲线并形成图表，将最后一阶段轮胎运行总时间记录为t，打磨后轮胎运行时间t的轮胎表面摩擦系数为轮胎带束层耐久试验的最佳摩擦系数，时间t为试验轮胎预运行程序时间。
作为本发明的进一步的方案：试验预运行程序和运行程序的具体步骤为：
步骤S34、将测试轮胎与轮辋组合体安装在转鼓试验轴上，使之垂直转鼓外表面上加压至试验负荷；
其中，试验采用的波形为SINE WHOLE波形，试验方式为持续不间断运行，试验设定最大侧偏角范围为-3°～+3°，首先对轮胎径向加载至设定负荷，待转鼓达到设定速度后，按照一定的控制程序重复试验，每一控制周期为60s，使轮胎侧偏角达到正向最大侧偏角的过程运行时间为T1，使由正向最大侧偏角降至侧偏角为0°的过程运行时间为T2，使轮胎保持侧偏角为0°运行时间为T3,使轮胎侧偏角达到反向最大侧偏角的过程运行时间为T1，后由反向最大侧偏角降至侧偏角为0°的过程运行时间为T2，使轮胎保持侧偏角为0°运行时间为T3，重复进行控制程序，总运行时间达到t后停机，外观检查；
步骤S35、试验运行程序：
当步骤S34的试验程序完成后，按照试验程序开始试验，试验采用的波形为TRAWHOLE波形，试验方式为持续不间断运行，试验设定最大侧向力范围为单胎最大负荷的30％～70％，首先对轮胎径向加载至设定负荷，待转鼓达到设定速度后，按照一定的控制程序重复试验，每一控制周期为60s，使轮胎侧向力达到正向最大的过程运行时间为T1、正向最大侧向力工况下持续运行时间为T2、对轮胎施加的侧向力从正向最大降到0的过程运行时间为T3、侧向力为0的运行时间T4；使轮胎侧向力达到反向最大的过程运行时间为T1、反向最大侧向力工况下持续运行时间为T2、对轮胎施加的侧向力从反向最大降到0的过程运行时间为T3、侧向力为0的运行时间T4；重复进行控制程序直至第一阶段试验完成，之后的每个阶段试验时间均为4h直至轮胎出现损坏，在轮胎出现损坏前每完成一个阶段时需停机15min进行外观检查，试验的侧偏角度范围为-8°～+8°。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
采用上述的技术方案，通过方法采用全波波形，试验过程中对轮胎两侧采用正、反两个方向交替施加侧向力的模式，使轮胎两侧呈相同的受力模式，从而使轮胎两侧的变形曲线相同，降低了轮胎本身制造不均匀性对试验结果的影响，使试验结果更稳定；
同时，将胎冠胶料打磨掉，去除了试验过程中胎冠热损坏的影响，使试验结果能更准确、更直观地对比不同设计的轮胎的带束层耐久力；而且新的试验方法中包含了带束层耐久试验最佳胎面摩擦系数的测定方法，可准确的将试验胎的胎冠摩擦系数降低到试验最佳值，使带束层耐久试验过程中轮胎的侧偏角角度保持稳定，避免出现角度激增的现象，试验结果可以更准确的评价不同轮胎的带束层耐久性能。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
图1为本申请公开实施例的室内评价方法的步骤示意图；
图2为本申请公开实施例的TRA HALF波形图；
图3为本申请公开实施例的SINE WHOLE波形图；
图4为本申请公开实施例的TRA WHOLE波形图；
图5为本申请公开实施例的不同阶段侧向力与侧向位移变化曲线示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，本发明实施例中，一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法，包括以下步骤：
本实施例中，选取试验设备及工具：打磨机、装胎机、无损检测试验机、里程试验机、试验轮辋、气压表、刚度试验机、测温计。
试验条件为：
刚度试验机环境温度：带束层耐久试验环境温度：25±3℃；
里程试验机环境温度：带束层耐久试验环境温度：38±3℃；
环境温度测点位置距离轮胎150mm～1000mm范围内，精度为±1℃；
设备要求：
刚度试验机：径向加载方向与试验机试验台角度值为90°，偏差在±1°之内，径向力、侧向力加载装置精度要求不超过满量程的±1％。
里程试验机：转鼓速度可以达到60km/h，转鼓由启动到达规定速度所用的时间应在5min以内。
充气气压表的满量程不小于1000kPa，精度±10kPa。
步骤S1、获取试验轮胎，在试验开始前通过无损检测试验机对试验轮胎进行无损检测试验，具体步骤为：
获取符合轮胎外观质量要求的实验轮胎，并在转鼓试验前需进行无损检测，确保试验轮胎无缺陷；
步骤S2、再将对无损检测后的试验轮胎进行试验前预处理，所述预处理包括胎冠打磨、轮胎充气，以及轮胎停放，具体步骤为：
试验前轮胎处理：
步骤S21、对无损检测后的符合要求的试验轮胎安装于打磨机，对试验轮胎的冠部打磨至磨耗标志位置，即带束层上胶厚大约保留7mm，冠弧与打磨前冠弧尽量一致，同时打磨前后均对轮胎进行称量并记录重量；
步骤S22、再将试验轮胎安装预设轮辋上，充气至预设气压值；
步骤S23、最后将轮胎和轮辋的组合体在38±3℃的环境温度下至少停放3h，调整停放后的轮胎气压至预设气压值后再停放15min；
步骤S3、最后根据试验预设运行程序对试验前预处理后的试验轮胎进行测定和试验，具体步骤为：
步骤S31、将轮胎和轮辋组合体安装在刚度试验机上，在轮胎的胎侧标出需要进行试验的位置，径向加载至设定负荷值并保持，径向加载方向与试验试验台角度值为90°，对轮胎的试验位置施加侧向力至试验设定值，记录施加侧向力过程中的侧向力及侧向位移的变化曲线，计算轮胎表面摩擦系数；
试验设定值如下表所示：
步骤S32、将轮胎和轮辋组合体安装在里程试验机上，使之垂直转鼓外表面上加压至试验设计负荷，按预设定的试验预运行程序运行10～30min，且试验采用的波形为SINEWHOLE，试验侧偏角角度范围为-3°～3°，试验完成后按照步骤S31进行试验和记录，并计算轮胎表面摩擦系数；
在步骤S32中，试验运行时间为10～30min，试验的波形为SINE WHOLE试验侧偏角角度范围为-3°～3°，时间t(稳态)为30～180min。
步骤S33、重复进行步骤S32，直至轮胎的侧向力和侧向位移的变化曲线与上一阶段接近，统计所有试验阶段的侧向力和侧向位移的变化曲线并形成图表，如图5所示，图示为不同阶段侧向力与侧向位移变化曲线示意图，将最后一阶段轮胎运行总时间记录为t，打磨后轮胎运行时间t的轮胎表面摩擦系数为轮胎带束层耐久试验的最佳摩擦系数，时间t为试验轮胎预运行程序时间；
步骤S34、试验预运行程序：
将测试轮胎与轮辋组合体安装在转鼓试验轴上，使之垂直转鼓外表面上加压至试验负荷，按下表2设定的试验预运行程序进行试验；
试验采用的波形为SINE WHOLE波形，如图3所示，图示为SINE WHOLE波形图，试验方式为持续不间断运行，试验设定最大侧偏角范围为-3°～+3°，首先对轮胎径向加载至设定负荷，待转鼓达到设定速度后，按照一定的控制程序重复试验，每一控制周期为60s，使轮胎侧偏角达到正向最大侧偏角的过程运行时间为T1，使由正向最大侧偏角降至侧偏角为0°的过程运行时间为T2，使轮胎保持侧偏角为0°运行时间为T3,使轮胎侧偏角达到反向最大侧偏角的过程运行时间为T1，后由反向最大侧偏角降至侧偏角为0°的过程运行时间为T2，使轮胎保持侧偏角为0°运行时间为T3，重复进行控制程序，总运行时间达到t(稳态)后停机，外观检查；
本步骤S34中，试验采用下述方式进行：设定试验的最大侧偏角，设定一定的试验时间为一个控制周期，以控制周期为基本单位，以连续不间断的方式进行，直至试验时间结束；
其中，控制周期为：设定由侧偏角为0°达到正向最大侧偏角的时间为T1、设定由正向最大侧偏角降为0°的时间为T2、设定维持0°的运行时间为T3，设定由侧偏角为0°达到反向最大侧偏角的时间为T1、设定由反向最大侧偏角降为0°的时间为T2、设定维持0°的运行时间为T3，且每一控制周期的试验时间为60s，T1为25s、T2为25s、T3为10s。加载负荷为单胎最大额定负荷的50％～150％。
步骤S35、试验运行程序：
当步骤S34的试验程序完成后，按照试验程序开始试验，试验采用的波形为TRAWHOLE波形，如图4所示，图示为TRA WHOLE波形图，试验方式为持续不间断运行，试验设定最大侧向力范围为单胎最大负荷的30％～70％，首先对轮胎径向加载至设定负荷，待转鼓达到设定速度后，按照一定的控制程序重复试验，每一控制周期为60s，使轮胎侧向力达到正向最大的过程运行时间为T1、正向最大侧向力工况下持续运行时间为T2、对轮胎施加的侧向力从正向最大降到0的过程运行时间为T3、侧向力为0的运行时间T4；使轮胎侧向力达到反向最大的过程运行时间为T1、反向最大侧向力工况下持续运行时间为T2、对轮胎施加的侧向力从反向最大降到0的过程运行时间为T3、侧向力为0的运行时间T4；重复进行控制程序直至第一阶段试验完成(时间为10～12h)，之后的每个阶段试验时间均为4h直至轮胎出现损坏，在轮胎出现损坏前每完成一个阶段时需停机15min进行外观检查，试验的侧偏角度范围为-8°～+8°。
每一控制周期的试验时间为60s，T1为20s、T2为10s、T3为20s、T4为10s。
步骤S4、试验完成后，将试验轮胎从轮辋上拆除，并检查试验轮胎外观，对试验轮胎整体外观及损坏位置进行拍照存档，同时在损坏位置附近切取断面。
试验结果：
预运行程序试验后：
预运行完成后轮胎胎面的粗糙度明显降低。
本实施例中，试验轮胎规格为12R22.5。
试验程序运行时间及损坏形式为：
本实施例中，试验结果稳定，且不同设计的轮胎具有对比性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、获取试验轮胎，在试验开始前通过无损检测试验机对试验轮胎进行无损检测试验；
步骤S2、再将对无损检测后的试验轮胎进行试验前预处理，所述预处理包括胎冠打磨、轮胎充气，以及轮胎停放；
步骤S3、最后根据试验预设运行程序对试验前预处理后的试验轮胎进行测定和试验；
步骤S4、试验完成后，将试验轮胎从轮辋上拆除，并检查试验轮胎外观，对试验轮胎整体外观及损坏位置进行拍照存档，同时在损坏位置附近切取断面。
2.根据权利要求1所述一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤为：
获取符合轮胎外观质量要求的实验轮胎，并在转鼓试验前需进行无损检测，确保试验轮胎无缺陷。
3.根据权利要求1所述一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤为：
步骤S21、对无损检测后的试验轮胎安装于打磨机，对试验轮胎的冠部打磨至磨耗标志位置，同时打磨前后均对轮胎进行称量并记录重量；
步骤S22、再将试验轮胎安装预设轮辋上，充气至预设气压值；
步骤S23、最后将轮胎和轮辋的组合体在38±3℃的环境温度下至少停放3h，调整停放后的轮胎气压至预设气压值后再停放15min。
4.根据权利要求1所述一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法，其特征在于，所述步骤S3的具体步骤为：
步骤S31、将轮胎和轮辋组合体安装在刚度试验机上，在轮胎的胎侧标出需要进行试验的位置，径向加载至设定负荷值并保持，径向加载方向与试验试验台角度值为90°，对轮胎的试验位置施加侧向力至试验设定值，记录施加侧向力过程中的侧向力及侧向位移的变化曲线，计算轮胎表面摩擦系数；
步骤S32、将轮胎和轮辋组合体安装在里程试验机上，使之垂直转鼓外表面上加压至试验设计负荷，按预设定的试验预运行程序运行10～30min，且试验采用的波形为SINEWHOLE，试验侧偏角角度范围为-3°～3°，试验完成后按照步骤S31进行试验和记录，并计算轮胎表面摩擦系数；
步骤S33、重复进行步骤S32，直至轮胎的侧向力和侧向位移的变化曲线与上一阶段接近，统计所有试验阶段的侧向力和侧向位移的变化曲线并形成图表，将最后一阶段轮胎运行总时间记录为t，打磨后轮胎运行时间t的轮胎表面摩擦系数为轮胎带束层耐久试验的最佳摩擦系数，时间t为试验轮胎预运行程序时间。
5.根据权利要求1所述一种全钢丝子午线轮胎带束层耐久性能的室内评价方法，其特征在于，试验预运行程序和运行程序的具体步骤为：
步骤S34、将测试轮胎与轮辋组合体安装在转鼓试验轴上，使之垂直转鼓外表面上加压至试验负荷；
其中，试验采用的波形为SINE WHOLE波形，试验方式为持续不间断运行，试验设定最大侧偏角范围为-3°～+3°，首先对轮胎径向加载至设定负荷，待转鼓达到设定速度后，按照一定的控制程序重复试验，每一控制周期为60s，使轮胎侧偏角达到正向最大侧偏角的过程运行时间为T1，使由正向最大侧偏角降至侧偏角为0°的过程运行时间为T2，使轮胎保持侧偏角为0°运行时间为T3,使轮胎侧偏角达到反向最大侧偏角的过程运行时间为T1，后由反向最大侧偏角降至侧偏角为0°的过程运行时间为T2，使轮胎保持侧偏角为0°运行时间为T3，重复进行控制程序，总运行时间达到t后停机，外观检查；
步骤S35、试验运行程序：
当步骤S34的试验程序完成后，按照试验程序开始试验，试验采用的波形为TRA WHOLE波形，试验方式为持续不间断运行，试验设定最大侧向力范围为单胎最大负荷的30％～70％，首先对轮胎径向加载至设定负荷，待转鼓达到设定速度后，按照一定的控制程序重复试验，每一控制周期为60s，使轮胎侧向力达到正向最大的过程运行时间为T1、正向最大侧向力工况下持续运行时间为T2、对轮胎施加的侧向力从正向最大降到0的过程运行时间为T3、侧向力为0的运行时间T4；使轮胎侧向力达到反向最大的过程运行时间为T1、反向最大侧向力工况下持续运行时间为T2、对轮胎施加的侧向力从反向最大降到0的过程运行时间为T3、侧向力为0的运行时间T4；重复进行控制程序直至第一阶段试验完成，之后的每个阶段试验时间均为4h直至轮胎出现损坏，在轮胎出现损坏前每完成一个阶段时需停机15min进行外观检查，试验的侧偏角度范围为-8°～+8°。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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