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地下矿用工程机械子午线轮胎胎面胶配方的优化

汇报人：

2024-01-12

引言

地下矿用工程机械子午线轮胎概述

胎面胶配方组成及性能分析

胎面胶配方优化方法研究

优化后胎面胶配方性能评价

结论与展望

引言

01

地下矿用工程机械需求增长

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随着全球矿业的发展，地下矿用工程机械的使用量不断增加，对轮胎性能的要求也越来越高。

子午线轮胎的优势

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子午线轮胎具有滚动阻力小、耐磨性好、生热低等优点，在工程机械领域得到广泛应用。

胎面胶配方的重要性

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胎面胶是轮胎与地面接触的部分，其性能直接影响轮胎的耐磨性、抗切割性和抗撕裂性等，因此优化胎面胶配方对于提高轮胎性能具有重要意义。

本研究旨在通过优化地下矿用工程机械子午线轮胎胎面胶配方，提高轮胎的耐磨性、抗切割性和抗撕裂性等性能，延长轮胎使用寿命，降低工程机械运营成本。

研究目的

本研究将从橡胶种类、填料种类和用量、硫化体系等方面入手，设计不同胎面胶配方，并通过实验测试各项性能指标，最终确定最优配方。同时，还将探讨不同工况下轮胎性能的变化规律，为地下矿用工程机械子午线轮胎的设计和使用提供理论支持。

研究内容

地下矿用工程机械子午线轮胎概述

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耐磨损性能

地下矿用工程机械子午线轮胎需要具有良好的耐磨损性能，能够承受长时间的摩擦和冲击，保证轮胎的使用寿命。

耐高温性能

地下矿用工程机械在作业过程中会产生大量的热量，轮胎需要具有良好的耐高温性能，保证在高温环境下能够正常工作。

抗载重性能

轮胎需要具备较高的抗载重能力，能够承受工程机械的重量和负载，保证车辆的正常行驶和作业。

抗刺扎性能

地下矿场环境复杂，轮胎需要具备较好的抗刺扎性能，防止尖锐物体刺破轮胎导致漏气或爆胎。

地下矿场路面通常不平整，存在大量的碎石、泥土等障碍物，对轮胎的耐磨性和抗冲击性要求较高。

恶劣的路面条件

高温高湿环境

重负载作业

地下矿场通常存在高温高湿的环境，对轮胎的耐高温和耐潮湿性能要求较高。

地下矿用工程机械通常需要进行重负载作业，对轮胎的抗载重能力和稳定性要求较高。

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胎面胶配方组成及性能分析

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天然橡胶、合成橡胶等，提供弹性和耐磨性。

生胶

增强橡胶的强度和耐磨性，提高抗撕裂性能。

炭黑

使橡胶在加热条件下交联，形成三维网络结构，提高物理机械性能。

硫化剂

加速硫化反应，提高生产效率。

促进剂

延缓橡胶老化，提高使用寿命。

防老剂

改善橡胶的加工性能，降低硬度。

增塑剂

物理机械性能测试

耐磨性测试

热稳定性测试

动态性能测试

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包括拉伸强度、撕裂强度、硬度等，评估橡胶的力学性能。

通过模拟实际使用条件下的磨损情况，评估橡胶的耐磨性能。

评估橡胶在高温条件下的稳定性，以及抗热氧老化性能。

评估橡胶在动态负荷下的性能表现，如抗疲劳性能等。

生胶种类和用量

不同种类和用量的生胶对胎面胶的性能有显著影响，需要根据实际需求进行选择和优化。

炭黑种类和用量

炭黑的种类和用量对胎面胶的强度、耐磨性和抗撕裂性能有重要影响，需要进行合理的选择和控制。

硫化剂和促进剂的种类和用量

硫化剂和促进剂的种类和用量直接影响胎面胶的硫化程度和交联密度，进而影响其物理机械性能和耐磨性。

增塑剂和防老剂的种类和用量

增塑剂和防老剂的种类和用量对胎面胶的加工性能、硬度以及耐老化性能有重要影响，需要进行适当的调整和优化。

胎面胶配方优化方法研究

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试验设计方法

采用正交试验设计方法，通过对胎面胶配方中各个因素进行不同水平的组合，以较少的试验次数获得较全面的试验结果。

试验原理

基于统计学原理，通过对试验数据的分析处理，找出胎面胶配方中各因素对轮胎性能的影响规律，从而优化出最佳的胎面胶配方。

试验因素与水平

选取影响轮胎性能的主要因素，如橡胶种类、炭黑种类、硫化体系等，并确定每个因素的不同水平。

试验方案

采用正交表安排试验，确保每个因素的每个水平在试验中出现的次数相同，以消除试验误差。

试验步骤

按照试验方案进行混炼、压延、成型、硫化等工艺流程，制备出不同配方的轮胎样品。

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对试验数据进行整理、归纳和统计分析，包括轮胎的物理性能、耐磨性能、抗切割性能等。

数据处理

通过对比不同配方轮胎的性能指标，找出各因素对轮胎性能的影响规律，并分析其原因。

结果分析

根据试验结果分析，综合考虑轮胎性能、成本和环保等因素，确定最佳的胎面胶配方优化方案。

优化方案确定

优化后胎面胶配方性能评价

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03

环保型添加剂

采用环保型促进剂、防老剂等添加剂，降低轮胎生产过程中的污染和有害物质排放。

01

新型橡胶材料

采用高性能合成橡胶，如丁苯橡胶（SBR）、天然橡胶（NR）等，提高胎面胶的强度、耐磨性和抗切割性。

02

纳米增强材料

引入纳米级增强材料，如纳米碳黑、纳米二氧化硅等，提高胎面胶的力学