SAE J1315-2019 非公路轮胎与轮辋选择与应用指南

SAE J1315-2019 标准为非公路轮胎及轮辋的选择与应用提供了通用指南，适用于土方机械（如自卸车、轮式装载机、铲运机、叉车和门式起重机）中符合 SAE J751 分类的 E、L、G、C 及 LS 代码轮胎。该标准强调，轮胎与机器的动态相互作用以及运行条件对性能与寿命至关重要，选型不能仅依赖载荷表，还需综合考虑实际工况。

1. 标准概述与核心原则

本标准所涵盖的非公路轮胎，其使用条件比公路轮胎更为复杂，受力类型和大小不仅取决于轮胎结构，还与机器性能和运行条件密切相关。标准指出，轮胎、机器与运行条件三者之间的互动可能对轮胎性能产生有利或不利的影响。因此，仅参考通用载荷表是不够的，设计师必须全面评估实际应用环境。

2. 轮胎与轮辋选择的关键要素

轮胎选择

每个车桥上的轮胎尺寸和胎体等级必须根据最高单轮载荷和机器的速度范围进行确定。最大载荷不得超过《轮胎与轮辋协会 (TRA) 年鉴》中规定或特定轮胎制造商批准的值。对于可能导致轮胎过热的高速或重载工况，应根据工作循环的平均载荷与速度进行调整，具体方法如下：

• 运输类机械（如刚性自卸车、铰接式自卸车、自行式铲运机）：参照 SAE J1098 标准或轮胎制造商的专门数据。
• 作业类机械（如轮式装载机、推土机、门式起重机、叉车）：应咨询轮胎制造商的建议。

机械类型	载荷确定条件
运输或搬运设备（自卸车、铲运机、原木运输车、跨运车）	额定有效载荷下总机重（GMW）分布
轮式装载机	四种工况：行驶/搬运（标准搬运位置）、倾翻（前轮承载全部）、掘起（额外力）、推土（后轮承载全部）
叉车或集成工具载体	前轴：承载；后轴：空机重
推土机、平地机等	总机重（GMV）分布
门式起重机	最大起升载荷，桥架和驾驶室靠近动力端
其他未覆盖设备	咨询轮胎和轮辋制造商

轮辋选择

轮辋的尺寸、轮廓和类型（或样式）应根据轮胎设计、最高单轮载荷、所需充气压力、机器的速度能力以及轮辋与轮毂的安装方式来选择。轮辋尺寸与轮廓应遵循 TRA 年鉴或特定轮胎/轮辋制造商的推荐，并确保轮胎胎圈区域轮廓与轮辋的配合完全兼容。

3. 工程实践建议与常见问题

关键设计考虑

• 动态载荷分布： 即使在同台机器上，不同作业阶段的载荷分布变化巨大，必须选取整个工作循环中的最高单轮载荷进行选型。
• 热效应管理： 高速运输或长时间持续作业会产生大量热量，降低轮胎寿命。此时应参考 SAE J1098 降低载荷或速度，或选择更高耐热等级的轮胎。
• 重视制造商数据： 当设备类型未被标准明确覆盖，或运行条件特殊时，务必向轮胎和轮辋制造商获取专业建议。

常见问题

1. 如何准确确定最高单轮载荷？ 最高单轮载荷是在水平地面、静止状态下，单个轮胎承受的最大载荷，由总机重（GVW）分布决定。GVW 包括设备自重、附件、有效载荷、压重及配重。对于不同机械类型，需按标准中列出的条件计算。
2. 轮式装载机为何需要分析四种工况？ 因为轮式装载机在作业循环中载荷分布变化显著，例如掘起或倾翻时全部载荷集中于前轮，推土时后轮承受全部载荷。忽略这些工况会严重低估轮胎需求。
3. 轮辋选择的关键注意事项有哪些？ 轮辋尺寸和轮廓必须与轮胎胎圈匹配，类型应符合轮辋制造商的推荐，并确认安装方式与机器轮毂兼容。
4. 何时应咨询轮胎或轮辋制造商？ 当遇到标准未涵盖的设备、特殊尺寸/类型轮胎、极端温度或冲击载荷，以及需要热效应数据时，建议直接咨询制造商。