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第 1 期 李日煜 全球巨型工程轮胎发展概述及我国巨型轮胎制造业面临的机遇和挑战 一 全球 巨型 工程轮胎发展 概述及 我 国巨型轮胎制造业面临 的机遇和挑 战 一 李日煜 曙光橡胶工业研究设计 院 广 西 桂林5 4 1 0 0 4 摘要 介 绍全 球巨型工程轮胎业现状 包 括行业特点 技术 状况 市场容 量 现有生产 能力 并针 对 目前在 国际金融 危 机 的影响下 我国巨型轮胎 制造业面临机遇和挑战 阐述本 土巨型轮胎 制造企业 提高市场竞争力应采取 的措施 关键 词 工程轮胎 巨型斜交工程 轮胎 巨型全钢子午线工程 轮胎 发展 1概 述 巨型工程轮胎是工程轮胎家族 中极具特色的 产品 其体积和重量大 最大的轮胎外径可达 4米 以上 重量可达 5 t以上 不间断工作 时间长 每 年 3 6 0天 每天 2 0多小 时 除维修 时间外都在不 停地运转 工 作条 件苛 刻 最 大单 胎载荷 可 达 1 0 0多吨 工作路面石头多 弯多 坡大 巨型轮 胎是工程轮胎家族中的高端产品 因技术难度大 世界上只有少数几家企业可 以生产 随着世界采 矿业对巨型车辆的需求与 日俱增 巨型轮胎近几 年供求矛盾突出 因而价格昂贵 附加值大 最大 的巨型子午线轮胎 曾卖到每条 3 0多万美元 合人 民币 2 0 0多万元 成为轮胎制造业争先进入的高 端产品领域 从 2 0 0 4年开始 巨型矿用工程轮胎短缺问题 愈演愈烈 到 2 0 0 8年上半年达到 高潮 有 的矿 山 甚至出现 找米下锅 或等米 下锅 的局面 但 随着 2 0 0 6年中国巨型轮 胎生产 厂家生产 的巨型斜交 轮胎大量注入市场 对当时全球矿用 巨型轮胎 除 了个别规格外 的市场短缺问题起 到了一定的缓 和作用 在这一轮 的市场周期 中 中国涌现了一 批 巨型斜交轮胎 的生产 厂家 也一度得到 了不菲 的回报 在 巨型轮胎市场受金融危机影 响 供 求 作者简介 李 日煜 1 9 4 3一 男 山东济南 人 曙光橡胶工 业研 究设计院原院长 教授级高级工程师 主要从事航空轮胎的技术情 报 信息 工艺 科研管理及轮胎力学 有限元分析方面的研究工作 关系迅速变化 的今 天 昔 日供不应求 的局面 已不 存在 尤 其是 巨型斜交 轮胎今年也 变得滞销 了 面对国际轮胎三大巨头对国内外市场 9 0 以上的 垄断局面及全球金融危机 的严 峻挑 战 利用科学 发展观 寻求我国巨型轮胎制造业 的机遇 采取有 力措施 加快创新发展 迅速调 整产 品结构 开发 质量过关的系列 巨型全钢子午线轮胎产 品 提高 巨型斜交轮胎的产品质量 站稳市场 是国内巨型 轮胎制造业面临的重要课题 工程轮胎按照美国 S A E标准 S A E J 1 1 1 6 定 义 主要是指工程汽车和工程机械等使用的轮胎 是 O T R非路面车辆轮胎 的主要种类 O T R英文 名称为 o ff t h e r o a d 除工程车辆和工程机械使用 的轮胎外还应包括农业 拖拉机 林业机械和工具 车辆轮胎 据有关报道 目前世界工程轮胎 的生 产量为 7 0 0万条左右 约 占轮胎总量 的 0 5 按 销售额计 已达 5 5亿美元 以上 约 占全部轮胎销售 额 的 5 5 由于工程轮胎 的规格很大 平均 1条 重达 1 5 0 k g以上 相当于 4条载重轮胎或 2 0条乘 用轮胎 耗胶量 已 占轮胎全部耗胶 总量的 8 左 右 附加价值 比普通轮胎高出 2 0 5 0 工程 轮胎按用途可分为 自卸车用 E型轮胎 工程机械 轮胎 装载机用 L型轮胎 装载机轮胎 起重机 用 c型轮胎 平路机 压 路机用 G型轮胎等 按 规格可分为中小普通型和大型专用型 中小普通 型与载重轮胎相似 内径以偶数表示 为 2 0 2 4 胎面 为越野花纹 大型 超 大型 的内径 以奇数表 g 2 现代橡胶技术 2 0 1 0年第 3 6卷 示 在 2 5 以上 越野花纹 为载重 7 0 t 以上车用 而所谓巨型轮胎 g i a n t e a r t h m o v e r t i r e 在 国内外 轮胎标准中均无确切的定义 一般是指规格为 2 7 0 0 R 4 9 3 0 0 0 R 5 1以上 载重 9 0 t 以上的 自卸 表 1 全球 9 0吨以上的巨型矿用自卸车 工程轮胎的主要型号和对应的车型 注 表示 一 或者 R 即同时表示斜交或者子午线轮胎 本表主要是后倾式自卸车 不包括前倾式 洒水车以及大 型轮式装载机 车用轮胎及大型装载机 包括斜交结构 轮胎 业内轮胎资深专家陈志宏先生根据国内外的有 关资料建议将 轮辋直径为 8 3 8 m m 3 3 及其 以上 轮胎设计外直径在 2 O 0 0 m m以上 单胎 负荷在 2 0 O 0 0 k g以上 为有效负载 9 0 t 以上 的重型 自卸车配套的工程机械轮胎 定义为巨 型工程机械轮胎 使巨型工程轮胎的概念更加 明确 在工程轮胎生产数量上 中小型轮胎大 约占6 5 大型轮胎 占 3 0 超大型轮胎和巨 型轮胎 占5 左右 真正按上 述定义 的匿擀 胎 约 占2 5 左右 截至 2 0 0 7年 6月 3 O 日 一苁 夫型搠 自卸车 有效 负载在 9 1 t 以上 以下简 称 大型 自卸 车 的主要 大制造商 C a t e r p i l l a r H i t a c h i Eu c l i d K0 ma t s u Ha ul p a k L i e bh e r r Te r e x Un i t R i g 别拉斯 R I MP U L L 网站或者是产品说 明书 上列 出的大型 自卸车车型和相应 的轮胎规格 见 表 1 2 全球巨型轮胎市场需求和生产情况 2 1 全球 巨型矿用工程轮胎的市场需求 自 1 9 9 8年以来 矿用汽车的超大型化成为趋 势 1 9 9 8年 2 2 0 t 以上的矿用汽车销售量 已占当 年大型矿用汽车销售总量的 4 0 以上 再经过近 十年的车辆使用和淘汰 市场上 1 9 0 t 以上的大型 矿用汽车已经成为主流 其所配用 的5 7 规格 以上 的轮胎也成为市场 的主流产 品 随着时间推移 今后十年 5 7 和 6 3 的轮胎消耗量将在原有 的基 础上继续攀升 2 1 1 全球大型露天矿山在世界各国分布情况 根据世界著 名的矿 山设 备技术 咨询服务公 司 P a r k e r B a y 公 司在 2 0 0 3年和 2 0 0 8年的统 计 2 0 0 3年 3月 当时正在开采 的 7 6 2座大型露 天矿山的大型 自卸车数量超过了 1 2 0 0 0辆 2 0 o 8 年 8月对全世界 1 0 6 6个大型矿山统计大型 自卸 车达到 1 6 0 0辆 大型轮式装载机 6 0 0千瓦以上 达到 2 5 0 0台 通过多方资料 米其林 普利司通 帝坦等轮 胎公司的产品手册和六大大型矿用 自 卸车的产品 手册统计 调查 世界大型矿用 自卸车的主要六个 第 1期 李曰煜 全球巨型工程轮胎发展概述及我国巨型轮胎制造业面临的机遇和挑战 3 制造商推出车型所使用 的轮胎 型号 主要 集中在 2 7 0 0 4 9 3 0 0 0 5 1 3 3 0 0 51 3 7 0 0 5 7 4 0 0 0 5 7 5 3 8 0 6 3和 5 9 8 0 X6 3 表 2 2 0 0 8年全球 使用大型设备的大型露天矿 区分布情 况 国 家 煤 矿 6 3 1 注 指从国际上购买设备并且正在开采的矿 山 表 3为 1 9 9 8年对 全 球 4 2 5座大 型 矿 山 的 各种吨位 大 型 自卸车 使 用 比例情 况 的调 查 数 据 从表 3可 以看 出 在 1 9 9 8年 使 用 5 7 轮 胎 以上 的大型 自卸 车在全世界 4 2 5座矿 山中 的 比例 已经超 过 了 5 0 同 时 直径 3 5米 重 量达 3 5 t的 4 0 0 0 R 5 7以上 的轮 胎 所 配 车 型 有 效负荷超过 1 9 0 t 在 1 9 9 8当年 的订货数 量 就 占当 年 全部 大 型 自卸 车 订 货 数 量 的 5 0 由于矿用 汽 车不 断地 朝 着 超 大 型化 的方 向发 展 3 0 0 t 以上的大 型矿用 汽 车 已经 在近 年来 成 为主力 在 矿 山随处 可见 在 1 9 9 9 2 0 0 2年 中 子午线轮胎 的两 大生产 商米 其林 和 普利 司 通各 自研究 出 6 3 全钢子午线 轮胎 2 1 2 大型矿用运输车辆使用的轮胎需求情况 根据 P A R K E R B A Y公司调查数据 2 0 0 3年以 前 包括 2 0 0 3年 全球大型 自卸车年销售量不足 1 0 0 0辆 2 0 0 3年 已经接近 1 0 0 0台 在全世界 7 6 2座大型露天矿 山中 拥有大型 自卸车 有效负 载在 9 1 t 以上 的使用数量超过 1 2 0 0 0台 以后 每年递增 的数量大约是 1 0 0 0台 年 至 2 0 0 8年 1 月 统计 的全球 1 0 6 6个大型露天矿 山 包括部 分关闭的大型露天矿 山 有 1 6 0 0 0辆有效负载在 9 0 t 以上 的大型 自卸车和 2 5 0 0台6 0 0千瓦的大型 装载机正在使用 我们以这个数字来进行轮胎需 求的预测 表 3 1 9 9 8年大型 自卸车型所占百分比 轮胎使用寿命差别较大 不同矿区的使用条 件 路面 气候 温度 载荷 工作时间等 不同制 造厂家 三大名牌 和其他厂家 不同的轮胎结构 子午线轮胎和斜交 轮胎 不 同的轮胎配方 耐 切割和耐热 等均产生较大的使用寿命差别 例 如在 国外某一矿 山 同样 的 5 3 8 0 R 6 3规格轮胎 米其林的轮胎可用 9 0 0 0 1 0 0 0 0小时 普利司通 的大概在 6 0 0 0小 时左右 而同样规格 的斜交 轮 胎只能使用 1 5 0 0 2 0 0 0小时 所以我们在估算 轮胎的使用数量 时 既不能按最长的也不能按最 短的使用寿命 从轮胎结构看 除 2 0 0 8年 以前由 于轮胎供不应求 部分 巨型斜交轮胎有一定 市场 外 今后随子午线轮胎的大批扩产 巨型斜交轮胎 的市场地位已是 日薄西山 不再成为主力 只是在 装载机上仍有一定市场 故也不再作为计算的依 据 关于巨型轮胎的翻修 由于设备问题 胎体 的 可翻性 矿 山考虑的安全性等各种原 因 在近几年 不可能成气候 在估算 巨型轮胎需求 时也暂不考 虑 现在我们按每条巨型全钢轮胎的平均使用寿 命为5 0 0 0 小时计算 每台车每天工作2 0 小时 每 年工作 3 3 0天 每年工作时间为 6 6 0 0 小时 每车 按 6条轮胎计 算 平 均每年每车需要维修轮胎 8 条 以世界主要矿山拥有量为 1 6 0 0 0台计 则每 年需维修市场轮胎 1 2 8 0 0 0 条 其他矿山 工地等 按 2 0 考虑 整个巨型轮胎维修市场年需求大约 在 1 6 0 0 0 0条左右 原装轮胎市场 O E 大约每年 鲥一 研 竹 如 扣 姗 嘶 一 鸵 n m 蛳 一 0 0 0 加 一 0 0 一 0 0 0 观 0 6 n 2 O 堪 堪 镪 槛 大 虹 胚哥 醵黔 默晒膊酬帼驰暇暇貊褥 翘 雠 4 现代橡胶技术 2 0 1 0年第 3 6卷 2 0 0 0台车 按每车 1 0条轮胎测算 装配市场需要 巨型轮胎 2 0 0 0 0条 年 这样计算 的结果 目前巨 型轮胎的年需求量大约为 1 8 0 0 0 0条左右 加上大 型装载机 6 0 0千瓦 以上 轮胎每年约为 2万条 巨型轮胎总量约为 2 O万条 受全球金融危机的 影响 今后 5年的年平均增速大概在 3 左右 所 以可以预测到 2 0 1 5年全球巨型轮胎 的年需求量 约为 2 2 2 5万条 2 2 全球子午线巨型轮胎生产企业的生产情况 对于超大型和巨型工程轮胎 由于设备庞大 生产过程特殊 通常是采用专用生产线或单独设 厂 以专门组织生产 的形式进行管理 目前能生 产超大型和巨型工程轮胎 的企业只有 6家 工厂 数量也 不过 2 O个 而能 生产 最 大规 格 如 5 5 8 O R 6 3和 5 9 8 0 R 6 3等扁平工程子午线 巨型轮胎 的仅为米其林和普利司通 2家 据 2 0 0 8年有关 报道 美国的帝坦公 司已经可以开始生产 以上轮 胎 以下是各大公司的生产概况 1 普利司通 B r i d g e s t o n e 日本普利司通公司是全球最大的工程轮胎生 产厂家 其工程大胎被定位为公司的战略产品 年 产销量已占世界的近 4 0 旗下拥有 5个工程大 胎厂 其 中3个生产巨型轮胎 1 个在新建 并在 东京设立技术 中心 下关工厂 日产 巨型轮胎 3 0 0 条 设立试验中心 2 0 0 6年又决定在 日 本北九州 征地 2 O万平 方米 投资 3 2 0亿 日元 再新建一座 巨型工程轮胎专业工厂 计划 2 0 0 9年建成投产 据普利司通的最新报道 该厂已于 2 0 0 9年 7月提 前 3个月竣工投产第一批巨型轮胎 到 2 0 1 2年可 达 日产能力 2 0 0条 日耗胶 8 o t 职工 3 2 9人 到 时下关和九州两个工厂的巨型轮胎综合产能将 比 现在提高3 0 工厂靠近港口 码头 便于运输 可 降低成本和对外出口 同时 周边有下关和防府 工厂 濒临大胎试验中心和 E t 本炼胶生产基地 还 有佐贺钢帘线工厂 可以形成工程大胎产业集群 2 米其林 Mi c h e l i n 法国米其林为最早生产工程轮胎的企业 产 品行销全球 目前有 6个 以巨型工程轮胎为主的 生产 厂 除建于 1 9 9 8年有 2 5 0名职工的莱克星 顿 美国 属于专业 巨型工程轮胎 日产 1 5 0条之 外 其余皆为与工程轮胎 载重轮胎 乘用轮胎共 存的混合工厂 分设在西欧 北美和南美等地 主 要面对出口市场 境外企业 占到 3 4以上 鉴于 全球工程大胎市场兴旺 近年来一直在对工程大 胎工厂进行扩产改造 一是投入 8 5 0 0万美元将 莱克星顿能力提高5 0 硫化机数量从 1 6台增至 2 4台 其中内径 6 3 的巨型子午线工程轮胎到 2 0 1 0年翻一番 二是对西班牙 的维多利亚厂的子 午线工程大胎进行扩产改造 三是投资5 5亿美 元巨资在巴西大坎普工厂附近再建一个工程大胎 厂 主要生产内径为2 5 4 9 的大型和超大型子午 线工程轮胎 2 0 0 7年投产后 年产能可达 4万 t 最 终规模为 5 5万 t 米其林现 已决定将 工程大胎 作为企业的发展重点 采取全球供应并按西欧 北 美和拉美三大块分别生产的体制 在西班牙设立 了专门的巨型轮胎测试场 利用子午线轮胎技术 和质量的优势 策划在未来 3年内有较大幅度的 提高 全球市场占有率提高到3 0 以上 销售额占 到公司的 1 0 左右 3 固特异 G o o d y e a r 美国固特异为最早生产工程轮胎的厂家 目前 以工程大胎为主的有5 个工厂 其中专业巨型工程轮 胎 1 家 托皮卡为固特异在美国本土唯一的工程大 胎厂 兼产农业轮胎和载重轮胎 综合能力为 日产 8 0 0 0 条 其中工程大胎估计在 2 0 0条左右并有巨型 轮胎生产线 专业巨型工程轮胎有日 本巨型轮胎公 司 系收购日 本东洋的龙野工厂 现与东洋 三菱台资 共同经营 日产巨型轮胎 1 0 0条 4 横滨 Y o k o h a m a 日本横滨为仅次于上述 巨型工程轮胎三大家 的世界第 4大巨型轮胎生产厂家 工程大胎和巨 型轮胎全部集中在尾道工厂 最近两年来 生产日 趋饱和 2 0 0 6年决定投入第 2期建设资金 5 O 亿 日 元 产能扩大5 0 到 2 0 0 9年 计划达到月耗 胶 1 6 2 0 t 年产 2万条的规模 进入巨型工程轮胎 世界 四强的行列 5 帝坦 T i t a n 近年来 以轮辋为主业的美国帝坦国际公司 在 收购了固特异的费耶特农业轮胎厂后再加上 自己原 来的德梅恩工厂 已成为北美最大的特种轮胎生产 第 1 期 李日煜 全球巨型工程轮胎发展概述及我国巨型轮胎制造业面临的机遇和挑战 5 企业 并开始进入巨型工程轮胎生产领域 由于农 业轮胎生产连年不太景气 现正在对 2个工厂进行 设备改造 扩产巨型工程轮胎 其中费耶特厂生产内 径在 3 5 以上的巨型轮胎 2 0 0 7年实现产值 6 0 0 0万 美元 2 0 0 6 年 帝坦又从大陆手 中购得在美的布莱 恩工程大胎厂 进行生产调整 提高专业化水平 增强 生产巨型轮胎能力 计划在近期内 将 巨型轮胎产 能提高3 0 以弥补农业轮胎市场疲软 生产下降带 来的损失 而布莱恩工厂最早为美国通用轮胎的专 业巨型工程轮胎厂 经德国大陆整体收购 员工 3 2 5 人 日产工程大胎 2 4 5条 现在职职工 2 2 0人 日产 工程大胎 4 5 0条 其中5 7 和 6 3 巨型子午线轮胎年产 量 6 0 0 0条 6 白俄罗斯 的白尔舍那 B E L S H I N A 和乌克 兰 E u r o T i r e 白尔舍那 已经宣布在 2 0 0 9年年底 生产以下 规格 的 巨型子 午 线 轮胎 2 1 0 0 R 3 5 2 4 0 0 R 3 5 2 7 0 0 R 4 9 3 3 0 0 R 5 1 3 6 O O R 5 1 年产量 6 0 0 0条 乌克兰 E u r o T i r e 则计划在 2 0 0 8年 3月生产4 0 0 0 R 5 7巨型子午线轮胎 年生产能力是 4 8 0 0条 表4 全球巨型轮胎制造厂家的巨型 全钢子 午线 轮胎 生产 能力概况表 3 我国巨型轮胎市场需求及生产状况 3 1 市场总需求 目 前 我国生产大型矿用 自卸车的企业有 6 家 年产量在 5 0 0辆左右 2 0 1 0年可达 8 0 0辆 但 大都在 9 0 t 以下 生产矿用汽车的企业有 内蒙 北方 2 1 3辆 北京重型汽车 1 1 7辆 北京首钢 重汽 5 0辆 丰溪北方机械重汽 4 6辆 湖南 重型汽车 2 0辆 还有陕西重 汽 四川 红岩 中 国重汽和一汽 东风汽车集团等 另外有少数几 家企业正在研发 9 0 t 以上 的矿用 自卸 车 主要有 北方股份 湘潭电机 三一重工等 目前正在逐年 形成批量生产 我国 l O大矿山 目前拥有 9 0 t 以上的大型矿车 1 0 0 0多辆 除极少数 国产外 主要来 自C A T MT H D E H D E L A Z R I MT U L L等 6大家国外企业 以上车辆需年配置巨型工程 轮胎 1万多条 目前以进 口子午线轮胎为主 3 2 中国巨型工程轮胎的生产现状 我国工程大胎生产已有 5 0多年的历史 早在 1 9 5 2年就已在牡丹江桦林橡 胶厂建立 了第一个 工程大胎车间 随着 2 0 0 6年全球 性工程机械轮 胎热的蔓延 这股热浪通过世界轮胎销售商尤其 是巨型工程机械轮胎销售商带到了中国 中国轮 胎企业 大多为民营企业 闻风而动 以惊人 的速 度开发生产巨型斜交工程机械轮胎 现在生产工 程大胎的企业 已达到 3 0 4 0家 其 中能产 巨型轮 胎的企业 1 0家以上 有 3家能够生产 6 3 巨型斜 交轮胎 据有关统计 2 0 0 6年巨型轮胎产量 1 8 万条 占工程轮胎总数的0 5 全部为斜交轮胎 子午化率为 0 巨型全钢子午线轮胎长期严重短 缺 靠 国外进 口 2 0 0 8年以来 巨型全 钢轮胎 的 自主研发打破 国外垄断 取得 了重大进展 但在超 大规格 6 3 以上 研发 质量稳定和产 品寿命 检 测 试验 现场服务等方面 与 国际三大巨头尚有 较大差距 产业化和大批量生产尚待时 日 1 中国化工橡胶桂林有限公司 在 1 9 8 6年 原广西桂林轮胎厂从美 国进 口关 键设备 引进智力人才 成为以生产 巨型轮胎为主 的国内三大巨型轮胎厂家之一 当时 最大规格 有 3 6 o 0 5 1 等巨型轮胎 同河南风神 天津国联 一 起共同为国内南芬 元宝山 霍林河和德兴等 1 0 大矿山配套服务 2 0 0 6年 原广西桂林轮胎厂 由 中国化工集团重组 现名为中国化工橡胶桂林有 限公 司 2 0 0 7年一举开发成功 4 0 O 0 5 7 5 3 8 0 6 3等巨型斜交工程轮胎 并决定投资 6亿元新 建年产 2万条 巨型子午线工程 轮胎项 目 目前 已 开发 出 3 0 0 0 R S 1 3 3 0 0 R 5 1 4 0 0 0 R 5 7等多种规 6 现代橡胶技术 2 0 1 0年第 3 6卷 格的巨型全钢子午线轮胎 并 已在 国内外矿 山试 销 目前 中国化工橡胶公司已拥有桂林 河南风 神和青岛黄海等三家工程轮胎企业 可生产小型 中型 大型 巨型等各种工程轮胎 成为国内最大 的生产厂家 2 上海轮胎集团 多年来 双钱集团立足 自身技术力量 借助产 学研相结合的技术创新体系 启动了巨型全钢子 午线轮胎的技术攻关项 目 攻克 6大难题 取得 了 8项专利成果 其 中包括发明和参与发明国内外 首创 的 半鼓式一次法 巨型子午线工程轮胎成型 技术和设备 成功开发了3 7 0 0 R 5 7等巨型子午线 工程轮胎 3 北京橡胶工业研究设计院 北京橡胶工业研究设计 院为全 国工程 轮胎 研发机构 9 0年代 参加 由国务 院重 大装备办 公室和化工部 组织 的河 南 天津 和桂林 3家 巨 型轮胎 厂 的 3 0 o 0 5 1和 3 6 o 0 5 1技 术攻 关 近几年 与山东万达 兴达等企业合作研制 开发大型子午 线工程 轮胎 最近 又与福 建海 安 轮胎联合 投资 3 2亿元研发生产子午线工程 轮胎 现 已建成年产 5 0 0 0条规模 计划最终规 模达到 1万条 其他 中国轮胎制 造商 截 至 2 0 0 7年 6月 先后有 1 2 1 3家 中国轮 胎生产 厂家 宣布要 进 入制造 4 9 以上的巨型子午线轮胎这一行列 据报 道 由 山 东 银 宝 轮 胎 集 团 自 主 研 发 的 3 3 0 0 R 5 1巨型 全 钢 工程 机 械 轮胎 于 2 0 0 8年 1 1 月成 功下线 先后 宣布 未来 将生 产 巨型 子 午线工程轮胎 的厂家 大部分集 中在 山东省 包 括 时风 双星 山东三角 山东宏 宇 山东 泰 山 山东兴源 山东万达等 4 全球巨型轮胎的技术进步 4 1 大型 子午 低断面 宽基化 4 1 1 大型化 近几年来 巨型轮胎 日趋大型化 最重的 自重 已达 4 5 t 1 0 8 t 工程汽车用的 3 0 0 0 R 5 1巨型轮 胎已十分普遍 1 5 4 t 和 2 6 0 t 车用的3 6 0 0 R 5 1 和 4 0 0 0 R 5 7巨型轮胎 已成主流 3 6 0 t 车以上 的 5 5 8 0 R 6 3 5 9 8 0 R 6 3 等 8 0 系列低断面宽基轮胎和大 型装载机用 6 5系列低断面轮胎正成为新星 4 1 2 子午化 考虑到效益 安全 和成本 巨型工程轮胎子 午化的倾向十分明显 子午化率高达 9 0 以上 预计今后除装载机仍使用部分斜交轮胎外 巨型 斜交轮胎将会逐步淘汰 目前世界 三大公司 已 全部停止了巨型斜交轮胎 的生产 巨型子午线工 程机械轮胎与斜交轮胎相 比 可提高行驶性能 生 热低 耐磨 抗刺扎 缓冲性能和操纵性能好 负荷 能力大 使用寿命长 目前 一般 的巨型斜交工程 轮胎使用寿命为2 0 0 0小时以内 3 6 o 0 5 1 及以 下规格的巨型轮胎可超过 3 0 0 0小时 巨型子午 线工程轮胎可达 6 0 0 0 9 0 0 0 h以上 由于重型 自卸车价格高 经常昼夜不间断作业 所以设备安 全 减少修胎或换胎尤为重要 4 1 3 扁平 宽基化 轮胎外径的增大会使车辆的重心位置增高而 降低操纵稳定性 因而汽车对轮胎外径的增大提 出了严格限制 这就迫使巨型工程轮胎必须走扁 平 宽基化的路子 低断面轮胎同时还可以提高 轮胎载荷性能 目前 如 3 5 6 5 R 3 3 4 5 6 5 R 4 5等 超宽低断面 低气压设计技术 已成为大型装 载机 轮胎的又一发展趋势 4 2 根据不 同的工况条件 设计 出具有耐热 耐 切割 耐寒等不 同的标准胎面胶配方 由于巨型轮胎的使用条件千差万别 工作 环境恶劣 磨损速 度要 比乘 用 载重 轮胎快 一 般在使用 到轮 胎 寿命 的 5 0 左 右 时经 常发 生 切 割 掉快现象 巨型工程 轮胎 的胎 面远 比其 他 轮胎厚 最厚 的可达 1 2 0多毫米 为防止 又 宽又厚 的工程轮胎胎面在行驶 中发生 温度过快 上升而引起的轮胎内部脱层等故障 必须使用 低生热 高耐磨 和耐切割 的配方 有时上述性能 在配方设计上是相 互 冲突而很 难统 一 的 需根 据工作环境对胶料性能进行折中并优化配方设 计 分别设计出具有不同性能 并在轮胎上标识 出耐热或耐切割等标识 供用户根据不同的工 况条件选择 以发挥轮胎的最佳使用性能 第 1 期 李日煜 全球巨型工程轮胎发展概述及我国巨型轮胎制造业面临的机遇和挑战 一 7 表 5 各厂家 4 0 0 0 R 5 7不同使用条件 的 额定 T K P H值 吨 公里 小时 品 牌 米 其 林 固 特异 普 利司 通 花 纹 X D R R L 4 B v R I 5 v E v R D P 耐 磨型 7 6 8 A 5 3 o 6 s 7 7 3 2 A 标 准型 9 6 0 B 4 8 7 0 4 S 9 4 0 1 A 耐 热型 特 别 耐 热型 1 1 5 2 B 1 1 5 0 2 S l 1 1 7 3 A 1 2 9 6 C 4 4 3 新技术的应用 4 3 1 计算机仿真设计方法的应用 日本普利司通公司利用计算机辅助设计 开发 了著名的 大统一轮胎设计技术 G U T 该方 法除应 用于乘用车轮胎 载重 车轮胎 航空轮胎 外 还应用于 巨型轮胎的设计 这种 自动仿真 的 设计方法充分利用有限元数值模拟技术对轮胎进 行动态力学性能分析 改变了传统的轮胎设计 简 化了轮胎的开发过程 显著提高 了巨型轮胎 的耐 久性 大大缩短了新胎的开发周期 4 3 2 分子水平上的配方优化设计 据报道 普利司通公司通过多年的努力 积 累 了比较丰富的分子水平的配方设 计经验 通过优 化橡胶和助剂的分子结构 从而达到优化橡胶 炭 黑和白炭黑的最佳配合 比例 成功地延长了轮胎 胎面的使用寿命 同时重点开发应用纳米材料 大幅度提高了轮胎部件 的物理性能 为了保证 巨 型子午线全钢工程机械轮胎行驶里程高 寿命长 重点解决 了胶料与钢丝帘线的动态粘合强度保持 率问题 4 3 3创新结构 美国固特异轮胎橡胶公司最近推出一种新 概念 并 将其 首 次 应 用 于 巨型 工 程 机 械 轮胎 这种轮 胎 分成 两 件 一件 是 胎 面 另 一件 是 胎 体 两个部件都用钢丝帘线补强 在两个独立 部件互相接触 的面上各有 多条周 向的突棱 和 凹 槽 胎面内表面上的棱和槽与胎体外表面上的 棱和槽正好 是错 开 的 当胎 面 与胎体 装 配 时 胎面 内表 面的棱恰 好落 在胎 体外 表 面 的槽 中 胎体充气后膨胀 在内压力作用下 向外顶紧胎 面 从而收到互锁 搭 扣 的效果 两件式轮胎 在尺寸 上符 合现有 轮胎 规格 系列 标 准 适用 于 所有 车辆 与传 统轮 胎相 比 两 件式 轮胎 更方 便运输 目前 已有近千条两件式 巨型全钢轮胎 轮辋尺寸 5 1 和 5 7 在世界各地矿山使用 两件式轮胎 的优 点是 胎面行驶温度低 耐岩石 切割 纯粹是机械 一气压锁定 不需要专用粘合 剂或五金配件 在工作现场或者维修站 使用一 般 的轮胎装卸工 具 即可完成组装 4 3 4 X光 激光无损检测技术的应用 x光无损检测 已成为巨型轮胎的重要检测手 段 通常用来检查胎体和带束层帘线的排列是否 均匀和有无打弯 脱层和气泡通过常规手段几乎 不能被检测出来 只有应用激光无损 检测技术才 能检测 该检 测仪 的检测头集 激光 器 扩 柬镜 C C D 相移器 成像物镜 于一体 使检测头运动 自 如 可对轮胎任何部位进行检测 并可实现无盲区 检测 计算机图像处理及分析系统能确定轮胎缺 陷的位置和计算轮胎缺陷的大小 使轮胎缺陷可 直接显示在显示屏幕上或打印出来 直观快速 为了适应 巨型轮胎 的需要 德 国 S D S公司已开发 出大型的激光无损检测仪 可 以检测外直径达 4 2 米的巨型轮胎 4 4 将额定 T K P H值作为检测和选用轮胎的重 要指标 额定 T K P H 或 T MP H 即吨公里每小时 或 吨英里 d 时 它是保证轮胎处在正常工作的胎 体温度范围内所允许的 轮胎负荷 一 速度乘积 的 极限值 是该种轮胎的工作能力 指标 该参数 与 轮胎 内部允许 的最大温度相关 4 4 1 额定 T K P H 或 T MP H 的实验室测定 轮胎制造厂商用机床试验机测定 T K P H额定 值时 美国标准 S A E J l O 1 5方法简述如下 1 试验 载荷 轮胎额定气压时的额定载荷的8 5 恒定载 荷不变 2 试验速度 由于在整个试验过程中载 荷不变 故胎体的温度随试验速度的变化而变化 不断增加速度使轮胎最高点的温度分别达到三个 规定 水平 斜交轮 胎分别为 9 3 o I 1 0 7 1 2 1 子午线轮胎分别为 7 9 C 9 3 1 0 7 分别记录 下达到三个规定温度时的轮胎速度 3 计算三 个温度