子午線輪胎的結構設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 必須加強，同時又要使增強的胎圈與柔軟的胎側之間有一個適宜的剛性過渡，以防胎圈脫層、斷裂和發生其他類型損壞，并改善輪胎行駛性能。167。1 胎圈結構子午線輪胎的胎圈結構比斜交胎的部件要多得多。為了保證胎圈的剛性，除應采用大而硬的三角膠芯外，還需有剛性較高的加強層，有的是在胎圈外側，或內外側增加強層，一般用鋼絲簾布、尼龍等纖維簾布，同時需用不同形狀的填充膠來使剛性的胎圈逐步過渡到柔軟的胎側，為防止胎圈磨損，一般在與輪輞接觸的胎圈部位增巾一層耐磨性好的子口護膠，也可采用既耐磨又氣密性好的無紡布。子午胎胎圈結構組成見圖30。由于子午胎類型品種較多，其胎圈結構形式眾多，以下介紹幾種結構：〈1〉 鋼絲加強層胎圈結構這種結構常用于鋼絲胎體載重子午胎，由于結構簡單，工藝操作方便，已被廣泛采用。鋼絲中強層一般為一層，也有二層的，帖合位置在胎圈外側，也有帖在內外兩側的結構。外側單層鋼絲加強層胎圈結構（見圖31a），它的優點是：布層少，差級少，產生端點脫層裂口的可能性小；與胎側的剛性過渡容易配合。鋼絲加強層高度一般比輪輞輪緣高10mm以上。比較適用于一次法成型鋼絲子午線輪胎。圖31b表示單層鋼絲中強層帖在內外兩側的胎圈結構，可提高胎圈剛性，胎圈部位的材料布置比較均勻對稱，適用于一次法成型工藝。為了提高鋼絲載重子午胎胎圈剛性，防止胎圈損壞，又提出了對胎圈結構進一步改進的方案（見圖31c），其主要特點是：胎體簾布層包邊外側為兩層鋼絲加強層5之間有填充膠條7，以防內磨擦和類似損傷。但工藝操作上要比前兩種結構困難。〈2〉 鋼絲/尼龍加強層胎圈結構為了避免下胎側與胎側中間區之間剛性過渡不發生突然變化，同時不使鋼絲加強層的上端進入較高的下胎側區內產生脫層，可采用鋼絲/尼龍加強層胎圈結構如圖32所示。讓鋼絲加強層的上端低于胎體簾布層的反包高度，而兩尼龍加強層延伸至下胎側，使剛性高的胎圈圖32 鋼絲/尼龍加強層胎圈結構與柔軟的胎側逐步平穩地過渡。 3纖維載重子午胎胎圈結構圖33表示由多層簾布層組成的纖維子午胎胎圈,附有小胎圈式的鋼絲加強層4,提高胎圈的耐磨性,防止發生子口損傷. 4無內胎鋼絲載重子午胎胎圈結構(邵氏8595186。),(邵氏5565186。)的起始位置與硬膠芯相同,也在鋼絲圈附近的上方,但上端延伸超過硬膠芯,硬膠片6的上端比加強層5的高度約高15mm。三角膠硬膠上端超過加強層5的高度約20mm。圖33纖維載重子午胎胎圈斷面 圖34 ＜５＞轎車子午胎胎圈結構現有轎車子午胎胎體一般為１－２層纖維簾布組成，鋼絲圈被簾布層末端向外反住，胎圈結構簡單部件少．三角膠為一個硬膠芯，設有內包布將鋼絲圈纏住，以防輪胎在硫化過程中產生鋼絲圈變形．胎圈還設有外包布（無紡布）或用子口護膠（見圖３５所示）．167。２鋼絲圈斷面形狀 由于子午線輪胎的胎圈應力大于普通斜交胎的，所以需要增加鋼絲根數或加粗鋼絲直徑，以及用單根纏繞改變鋼絲圈斷面形狀來保證胎圈的強度．常見的鋼絲圈斷面形狀有圓形、六角形、Ｕ形和方形等。〈１〉 圓形斷面鋼絲圈圓形斷面強度高、排列緊密，可使胎圈設計寬度減小，從而使胎圈與胎側的過渡平穩，同時方便于成型過程鋼絲圈的轉動。鋼絲排列見圖３６a，中間芯鋼絲直徑粗為Φ２～３mm，外面纏繞鋼絲直徑可取Φ１mm，然后根據鋼絲圈強力計算的根數分為幾層進行纏繞編制。由于因斷面鋼絲圈加工制造困難，生產效率低，故許多廠家不用此結構，但米西林載重子午胎仍采用圓斷面鋼絲圈。〈２〉 六角形斷面一目前為子午線輪胎胎圈結構中廣泛使用，其優點是強度高，工藝制造方便，生產率高，特別是對無內胎輪胎可保證胎圈底部接觸面與輪輞曲線良好的配合。六角形排列可分為正六角形和調節六角形，～。〈３〉 Ｕ形斷面 這是介于圓形與方形之間，鋼絲圈下半部為圓形，方便于鋼絲圈在成型過程中的轉動，Ｕ形鋼絲圈生產制造工藝簡單，已頗為廣泛采用，斷面形狀見圖３６d。167。３鋼絲圈應力計算子午線輪胎胎體簾線呈徑向排列，受氣壓作用時胎體簾線對鋼絲圈的拉力較大，因此子午線輪胎的胎圈應力要比普通斜交胎的大。計算一個胎圈的總應力公式與斜交胎相同，其總應力Ｔb等于鋼絲圈在內壓作用下所產生的應力Ｔ０加上對輪輞箍緊力ＴＨ之和　　　　　　　　　（１７）對子午線輪胎 斜交胎 （１８） 式中Ｐ０　　內壓　Ｋｇ／cm２；ｒｋ　　　　胎冠點半徑（或用胎側平衡輪廓半徑ｒ２）cm；ｒｍ　　斷面最寬點半徑cm　如胎圈與輪輞為過盈配合，則需計算鋼絲圈對輪輞的箍緊力ＴＨ　　　（１９）式中 Ｅ１　鋼絲圈底部材料的平均壓縮模量； （一般為３００～５００Ｋｇ／cm２）　　　ｂ 胎圈中鋼絲圈的寬度cm；　　　ｒｃ　鋼絲圈平均半徑cm； 鋼絲圈底部材料厚度cm；胎圈對斜底輪輞過盈量計算公式 式中 ｄｒ＝　輪輞標定直徑cm；ｄ　　輪胎著合直徑cm；　胎圈底部傾斜角 186。 ； 輪輞底部傾斜角 186。 ；ａ 輪輞邊緣到胎圈中心的距離cm；鋼絲圈總應力按彼德爾曼公式計算： （２１）式中 Ｅ　鋼絲圈彈性模量（２１０６ｋｇ／cm２）；　　　Ｆ 鋼絲圈中鋼絲斷面面積的總和 當Ｅ１值與１相比甚小時，允許近似計算，將公式（２１）簡化為下列公式　　　（２２）鋼絲圈安全系數ｋ按上述這些公式進行計算，可取Ｋ＝２．５～４．０．如果在山路或急轉彎的公路上以高載、高速情況下使用，則其安全系數必須增加，子午胎鋼絲圈安全系數采用與普通斜交胎相同，由于子午胎在滾動時所產生的附加應力很小，可以適當降低安全系數，但要按實際經驗來定。 第八章 子午線輪胎胎面花紋設計要求由于子午線輪胎胎體簾線呈徑向排列，而其帶束層簾線接近周向排列，具有較大的周向剛性，因此花紋設計不宜采用單純的縱向花紋，而因在花紋塊上增設一些橫向或接近于橫向的溝槽，使其適當地降低周向剛性。另外子午線輪胎在行駛過程中容易出現花紋偏磨和磨肩現象，為此對子午胎的花紋設計應采取相應的措施。1．冠花紋設計當子午線輪胎設計縱向曲折花紋時，不能采用與斜交胎相同的大彎度曲折花紋，因在彎曲處會發生偏磨滅現象，因此對子午線輪胎的曲折花紋應盡量設計得曲折彎小一些，并在花紋塊接地壓力較大的部位增設一些細溝，使降低和分散接地壓力，有得于減少偏磨現象。另外在縱向花紋塊上應添設橫向或接近于橫向的淺溝槽，使整條曲折花紋分割斷開，可減小子午胎胎面花紋塊的周向剛性，提高輪胎行駛性能。圖37所示載重子午胎花紋。圖38表示轎車子午胎花紋。 圖37 載重子午胎常見花紋圖38 轎車子午胎常見花紋2．胎肩花紋設計子午線輪胎胎冠中部有多層帶束層，剛性較大，但胎肩剛性較小，輪胎受側向力，胎肩膀花紋塊易產生移動，因此采用增大肩部花紋塊，提高肩部對地面的支撐性能，減少花紋塊移動，防止肩磨和偏磨。另外胎肩與胎側的連接采用反弧過渡，不能按斜交胎設計采用挖溝槽方法來解決胎肩散熱。對側肩花紋溝設計深度要淺。如載重鋼絲子午胎僅有一層胎體，在側肩膀花紋溝底容易產生簾線彎曲或溝底簾線拉稀（見圖39）。3．花紋溝槽分布子午胎花紋溝槽的位置要注意避開帶束層端點，如果兩者重合在一起，帶束層在斷面輪廓上引起翹曲不平。此外花紋溝深度從胎冠中心到胎肩部位可取同樣深度，若肩部花紋加深同樣會引起帶束層端部的翹曲。表6 子午胎施工標準表格式規 格子午線外胎施工標準編 號花 紋設計日期成型方法生產日期 胎 體 簾 布 177。176。層次膠號簾布號厚度寬度長度差級膠層膠號厚度寬度位置油皮膠中間膠 帶 束 層 177。176。 胎 側 膠膠號長度重量Kg內包布177。176。 子 口 護 布胎 圈加強層177。176。膠號長度重量Kg膠 芯下部 填 充 膠上部 鋼 絲 圈 構 造鋼絲號數鋼絲圈直徑膠號長度重量Kg每層根數鋼絲層數 帶束層下墊膠搭頭長度 胎 面 膠膠號成型長度177。15mm成型重量177。0。4Kg切頭坡度177。5176。胎面樣板號膠號長度重量Kg成 型機頭型別直徑寬度 胎 圈 構 造 略 圖一 段二 段備注第九章 子午線輪胎施工設計167。1. 成型方法與成型鼓類型的選擇由于子午線輪胎冠部的帶束層是主要受力部件，它采用多層結構和簾線角接近為周向排列，因此要求將胎體定型好后再貼帶束層和胎面膠，成型后胎坯尺寸幾乎接近于成品。這樣就造成了成型方法的多樣化和復雜化，歸納起來大體可分為三種類型：（1） 一次成型法此法是在一臺設備上完成簾布層貼合、扣胎圈、正反包、上帶束層和胎面膠等成型工序。（2） 二次成型法此法的成型步驟分別在兩臺設備上完成：在第一段成型機上進行貼簾布層、扣胎圈、正反包、貼子口膠和胎側膠等操作，然后將胎坯卸下；送到第二段成型機上先裝好胎坯并定位，再進行帶束層和胎面膠貼合操作工序。（3） 成型機組法此法是由多臺裝置組成，采用合理的方式將成型鼓循環傳遞到各工位上，各自完成操作規定的成型步驟。目前對子午線輪胎成型法，特別是一次法和二次法的選擇，世界各國都還未有統一的認識。一般認為一次法成型精度，工藝技術要求高（簾布筒直徑至胎里直徑的膨脹比大，對簾線壓延和接頭工藝要求嚴），自動化水平高，但生產效率并不高。二次法成型相對地說精度略低些，因要上、下裝卸胎坯會引起半成品部件中心線的偏離或分布不均等問題，另外胎圈反包易起皺折而影響胎圈子口質量。對工藝技術要求可稍低些，即簾布筒直徑至胎里直徑的膨脹比小，對簾線的壓延和接頭工藝要求容易掌握。設備價格低，生產效率高，節約投入資金。如何選擇成型方法，根據目前子午線輪胎發展的趨勢。一般認為對胎體為1—2層簾布，斷面低即H/B值大的子午線輪胎均可采用二次成型法，既滿足質量要求，又容易掌握操作技術。第一段成型鼓類型與斜交胎采用的相似，有半芯輪式，半鼓式和鼓式三種。二次法成型的第一段成型鼓多數采用半鼓式或半芯輪式。而一次法成型鼓則采用鼓式。由于子午線輪胎胎體簾線排列是相互平行的，與斜交胎不同的是在成型過程中不發生簾線角度的變化，只有簾線密度的變化。因此對成型鼓直徑與鼓肩曲線設計應同斜交胎的成型鼓參數取值與曲線形狀有較大的差異，才能滿足成型工藝的需要。以下列舉不同成型鼓類型直徑與鼓肩曲線選取原則。（1） 半芯輪式：適用于大型和中型載重子午線輪胎二次成型或多段成型機組法。a. 成型鼓直徑為了減少子午胎成型時胎圈子口處起皺折，成型鼓直徑在保證足夠的胎冠簾線密度下，應盡可能的取值小。一般可選用輪胎成型機頭國家專業標準中相對應小一檔輪胎規格的成型鼓直徑，對輪胎平扁化H/B值小的，鼓直徑值可取小一些，反之H/B值大的輪胎，鼓直徑應取大一些。，既達到了輪胎的強度要求，又滿足了子午胎工藝上的要求。成型鼓的直徑一般可按輪胎胎里直徑Dk與成型鼓直徑Dδ之間的比值來選取。 Dk/Dδ=—b. 成型鼓曲線由于子午線輪胎胎體簾布層數少、鋼絲圈為一個，避免在包鋼絲圈時起皺折，應采用淺鼓肩曲線，在保證內、外層簾線長度接近時，將鼓肩深度設計得淺一些，如圖40上表示的子午胎鼓肩深WR，應淺于同規格斜交胎用的鼓肩WB 。同時曲線部分的鼓肩寬CR 子午線輪胎的也應比斜交胎CB小。 WRWB CRCB （2） 半鼓式：主要適用于中、輕型載重子午線輪胎和轎車子午線輪胎二次法成型。成型鼓直徑選取：、輕型載重子午線輪胎成型鼓直徑的選用，可按胎里直徑對成型鼓直徑之比值為Dk/Dδ=—。據日本橫濱橡膠公司介紹，二次成型所采用的一段成型鼓直徑可根據輪胎著合直徑來設計，—4英寸，認為比較理想的成型鼓直徑取值為輪胎著合直徑加3英寸。—。（3）鼓式：一次法成型載重子午線輪胎和轎車子午線輪胎均采用鼓式成型機頭。要求其成型鼓直徑小于輪胎的鋼絲圈直徑，約比減去鋼絲圈底部成品厚度后的直徑再略小一些，以便于成型操作。例如法國PLMT一次法成型機的成型鼓直徑為495mm用于成型900R，著合直徑d0 與成型鼓直徑Dδ之比為d0/Dδ=。轎車子午線輪胎國產一次法成型機鼓直徑為343mm，以174SR14為例DK/Dδ =，d0/Dδ=。目前對一次法成型鼓的一些參數還處于探索階段，更為合理的參數取值還有待今后進一步地研究。167。2 成型鼓寬度計算與假定伸張值子午胎成型鼓寬度計算的方法與斜交胎是相同的，由于子午胎從一鋼絲圈底部到另一個鋼絲圈底部輪胎成品中所需簾線長度的計算。具