Page 83 - 《橡塑技术与装备》2026年3期

机械与模具
MACHINERY AND MOLD

子午线航空轮胎圆形钢丝圈的应用选型

王超群
( 黄埔轮胎（广州）技术有限公司，广州 黄埔 510700)
摘要 ： 航空轮胎在飞机起飞和着陆过程中产生的巨大冲击载荷造成充气内压增大主要由钢丝圈承受，提高航空轮胎胎圈的耐
疲劳性和优化结构受力是子午线航空轮胎设计和研发的重要工作。采用圆形截面的钢丝圈相比较多边形钢丝圈，在受力状态的应
力变化方面有显著优势，其生产应用日趋成熟。本文从圆形钢丝圈结构原理、应用、选型等方面逐一论述，为优化产品结构，提
高产品质量奠定良好的理论基础。
关键词 ： 航空轮胎 ；圆形钢丝圈 ；应用 ；选型
中图分类号 ： TQ330.66 文章编号 ： 1009-797X(2026)03-0029-05
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2026.03.006

0 引言 圈芯稍粗，对焊后呈圆柱环状。根据不同规格，外缠
随着国家对子午线航空轮胎 “ 卡脖子 ” 类科技攻 钢丝分成多层，第一层钢丝紧贴钢丝圈芯依次相邻排
关项目的研发越来越重视，航空轮胎的结构设计日益 列，直至该层排满。第二层缠绕与第一层的钢丝排布
精细，正在逐步进入现代化设计阶段。目前，计算机 方向相反，紧贴第一层钢丝圆周表面，依次相邻排满
辅助设计 CAD 技术、ABAQUS 有限元分析技术被广 完成第二层缠绕，依此类推，第三层、第四层等等 [1] ，
泛应用，但是国内航空轮胎结构设计仍主要通过反复 如图 1 所示。
验证试验方案，在试验中获取最佳应用效果。 1.2 圆形截面钢丝圈缠绕参数
在国内，航空轮胎研发和制造企业的技术力量、 钢丝圈缠绕参数的选取，主要包括 ：钢丝圈芯直
研发和设计水平与国外航空轮胎龙头企业的差距逐步 径、外缠钢丝直径、缠绕导程数、缠绕层数、单层根数、
缩小，而建立一套航空轮胎结构设计的理论与研究方 缠绕角等，其选取结果可形成圆形钢丝圈不同规格和
法，是我国航空轮胎技术领域最迫切的任务。 不同钢丝排布规律。
在航空轮胎的结构设计中，钢丝圈是承受载荷的 圆形钢丝圈缠绕过程可表述为 ：钢丝圈芯绕其轴
主要构件，其结构设计的应力分析也属于变形引起的 线 OZ 在 XOY 平面内做圆周运动，外缠钢丝沿钢丝圈
几何非线性分析，因此，前期的设计理论研究更加重 芯轴向做往复曲线运动（即在 XOZ 平面内环绕钢丝圈
要。 芯做圆周运动），二者耦合而成螺旋运动。如图 2、图
3 所示。
1 子午线航空轮胎圆形钢丝圈的应用 在缠绕过程中，钢丝圈芯在 XOY 平面内旋转 1 周，
目前，轮胎使用的钢丝圈类型，从成型后的截面 外缠钢丝刚好在 XOZ 平面内完成 N 个导程的螺旋缠
形状可分为正六边形、斜六边形、斜七边形、矩形、 绕，而外缠钢丝每缠绕 1 个导程，钢丝旋转为 1 周多
圆形钢丝圈等。多边形钢丝圈成型工艺相对简单，缠 一点的角度，完成 N 个导程后才能保证外缠钢丝尾部
绕过程中单根钢丝覆胶后在缠绕盘设计沟槽中自下而 与该层钢丝头部相接。在一层缠绕完成后，出现一个
上盘绕成型，截面呈现不同的多边形形状。单根钢丝 外缠钢丝首尾相连接点，并安装铜套连接 [1] 。
覆胶可增强整体力学性能，根与根之间排列成线性结 经过推算，缠绕过程的缠绕参数关系式 ：
构，但每层钢丝之间为分离状态，钢丝圈应力变化集 360°
α= N （1）
中，多使用在汽车、工程机械车辆和斜交航空轮胎中。
1.1 圆形钢丝圈结构 作者简介 ：王超群（1974-），男，学士，高级工程师，主
圆形截面钢丝圈分为钢丝圈芯和外缠钢丝，钢丝 要从事橡胶设备、结构研究技术方面的工作，已发表论文 33 篇。

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2026 第 52 卷 ·29·