Page 86 - 《橡塑技术与装备》2026年3期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

能越好。图 2 中，钢丝在 A 点缠绕方向投影到钢丝圈 MPa ；两种钢丝材质断裂总延伸率不小于 5%，屈强比
[4]
芯中心面与此处钢丝圈芯中轴线切线夹角 λ 由导程数 应大于 85% 。
决定，导程数越大，夹角 λ 越大，钢丝受力不均匀， 2.3 选型验证
影响到整个钢丝圈的破断力。 以设计某规格军用子午线航空轮胎所用钢丝圈为
（2）公式（4）中钢丝圈芯名义抗拉强度 σ x 、外 例，安装至按照 TRA 规定专用轮辋后，充气至 882
缠钢丝的名义抗拉强度 σ b ，厂商供货均值分别达到 kPa 额定气压，轮胎外形轮廓由 K 变成 K′，轮胎径向
610 MPa、2 200 MPa 以上，这里的取值偏小，对计 外径 1 200 mm 到 1 235 mm，径向膨胀率 2.91%，处
算结果有一定影响。 于轮廓直径膨胀率 0%~7.5% 的范围 ：轴向膨胀由 450
（3）钢丝圈芯承受总破断力一般不超过 5%，其 mm 变为 475 m，轴向膨胀率 5.55%，处于断面宽度
接头采用现行对焊工艺，接头拉伸强度性能下降 10% 膨胀率 1%~10% 的范围，断面轮廓面积增大 13.87%，
左右 ；各层钢丝都有一个铜套接头，虽然对钢丝圈整 图 4 中区域 A′ 所示的面积为充气增大后的轮胎轴向截
体性能影响很小，但制造工艺决定其客观存在着性能 面面积，图中示出 1/4 区域，处于断面轮胎区域面积
影响。 增长率为 8%~15% 的范围。
（4）圆形钢丝圈外缠钢丝表面镀锡青铜在轮胎硫 经成型硫化后的该规格轮胎的子午线航空轮胎所
化过程中加强了与橡胶材料的黏合，从硫化后的产品 用圆形钢丝圈，钢丝圈所受拉力，利用公式（3）计算得：
来看，橡胶材料已经渗入次外层甚至更深，在一定程 T g =P 0 ×(S A ′+S C )
度上优化了钢丝圈整体力学性能。 S A ′+S C 利用 CAD 制图软件求出面积为 0.0
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静态安全倍数设计只采用内压张力计算圆形钢丝 824 m ，P 0 =882 kPa， 代 入 公 式 得 ： T g =72.68 kN
圈强度，航空轮胎在使用过程中不仅受内压，还包括 利 用公 式（5）， 得 出钢 丝 圈 破断 力 不 小于 363.4
扭矩产生的张力和高速状态下的离心力，这是属于动 kN， 由 表 1 初 选 钢 丝 圈 型 号 为 序 号 5 的 钢 丝 圈
态承载安全倍数的范畴。用 N D 代表子午线航空轮胎 1×6×(11+17+23)×2.2，最小理论破断力 375 kN，将
圆形钢丝圈动态承载安全倍数，对于重载和条件苛刻 钢丝圈相关参数代入公式（4）验证，得理论破断力
的（转矩大）的汽车轮胎，钢丝圈设计动态承载安全 404.49 kN，满足设计需求。
[6]
倍数大于 2.3 。航空轮胎在此方面还没有文献论述， 经过设计选型的钢丝圈，试制子午线航空轮胎，
还需要我们持续探讨。 按照航空轮胎 GBT9747—2008 《航空轮胎试验方法》

N D = P D (6) 和 GBJ108B—98《军用航空轮胎试验方法》，经过如
T Z 下试验验证 [6] ：
N D — 动态承载安全倍数
（1）水压爆破试验
P D — 航空轮胎以实际负荷充气内压、扭转力矩、
抽取 5 条航空轮胎，使用爆破试验机进行水压爆
离心力产生的综合力
破试验，验证是否满足爆破压力大于 4 倍标准内压的
因为圆形钢丝圈复杂的结构特性，要想精准确定
性能要求。实测爆破压力 4 230~4 650 kPa 不等，达
钢丝圈的破断力，需要在特制的钢丝圈破断试验机上
到标准内压 882 kPa 的 4.8~5.3 倍，满足设计要求。
进行测试，这只是采取涨伸方法的单一测试。在国内，
爆破部位都是胎肩，钢丝圈完好无损，钢丝圈强度满
多数圆形钢丝圈生产厂家都是单根钢丝进行破断力理
足设计要求。
论计算，还有厂家改制工装，在 60T 以上的双向拉伸
（2）耐久试验
试验机上进行测试，数据误差较大。对圆形钢丝圈特
使用耐久性能试验机，模拟航空轮胎滑行、耐久
制破断设备，国内暂没有相关报道。目前，钢丝圈破
试验，实验数据全部达标，钢丝圈无变形、损坏，钢
断力的计算还是使用静态安全承载倍数。
丝圈性能满足设计要求。
为保证钢丝圈供货达到性能要求，在提供钢丝圈
（3）动态模拟试验
采购标准时，可规定同一采购批次产品强度变化范围
动态模拟试验方法包括 ： 95 次正常滑行 — 起飞、
不能超过 200 MPa，同时规定最低抗拉强度 ：钢丝圈
5 次超载滑行 — 起 飞、95 次正常着陆 — 滑 行、5 次
芯抗拉强度不小于 600 MPa，外圈钢丝不小于 2 100
超载着陆 — 滑行试验 ； 5 次野战机场滑行 — 起飞、5

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