CN103009932B - 能够降低界面剪切应力提高胎圈耐久性的子午线航空轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能降低界面应力提高胎圈耐久性的子午线航空轮胎，其特征是：在胎圈部位，位于胎体帘布层外侧，设置一层过渡胶，厚度为2～4mm，邵氏硬度为60～70度；在过渡胶外设置两层缓冲纤维帘布层，帘线密度我35～90根/100mm，帘线与周向的夹角为20°～90°，两层帘布的经线相对于径向对此交叉排列。改进的子午线航空轮胎能够降低胎圈部位胎体与外侧橡胶之间界面应力、应变和生热，提高苛刻条件下胎圈耐久性胎圈耐久性提高了80%以上，其动态性能可以满足适航标准(GJB683A)的要求。

Description

能够降低界面剪切应力提高胎圈耐久性的子午线航空轮胎
技术领域
本发明涉及航空轮胎，尤其是能够降低界面剪切应力提高苛刻条件下胎圈耐久性的子午线航空轮胎。
背景技术
子午线航空轮胎在苛刻的动态使用条件下，由于胎侧弯曲刚度较低，胎圈部位形变较大，容易造成胎圈部位胎体帘布或胎圈加强层与外层橡胶之间脱层，使航空轮胎的耐疲劳性能和安全性能无法满足适航标准要求。目前，降低胎圈部位的应变、应力和生热的方法包括：（1）调整胎体反包高度；（2）设置胎圈加强层；（3）在胎圈部位胎体与胎侧之间设置高弹性、低生热橡胶。这些方法对航空轮胎胎圈的耐疲劳性能都有较好的改进作用，但在要求更高的苛刻使用条件下仍然不能满足适航标准要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够降低胎圈部位胎体与外侧橡胶之间界面剪切应力，提高苛刻条件下胎圈耐久性的子午线航空轮胎。
实现本发明目的的技术方案是：一种能够降低界面剪切应力提高苛刻条件下胎圈耐久性的子午线航空轮胎，包括胎面胶、带束层、胎体帘布层、应力缓冲胶和钢丝圈，与现有技术不同的是：在胎圈部位，位于胎体帘布层外侧与胎侧胶之间的应力缓冲胶中，设置一层过渡胶，厚度为2～4mm，邵氏硬度为60～70度；在过渡胶外设置两层缓冲纤维帘布层，帘线与周向的夹角为20°～90°，两层缓冲纤维帘布层的帘布的经线相对于径向对此交叉排列。
本发明经对利用本技术方案制造的轮胎进行有限元分析显示，胎体与外侧橡胶界面附近的最大剪切应力大约降低了30％，结果表明，两层交叉排列的帘布可以吸收部分来自外侧的剪切应力，已经下降的剪切应力通过过渡胶传递至胎体帘布，从而形成递减的应力梯度结构。在交变应力作用下，该结构能够显著降低胎体与其外侧橡胶之间的剪切应力。因此，通过递减的应力梯度可以达到降低界面剪切应力的目的。过渡胶设计最小厚度是为了保证其与胎体和缓冲纤维帘布层之间的剪切应力能够满足耐久性要求；设计最大厚度是为了避免增加不必要的重量。最小角度设计是为了避免缓冲纤维帘布层因角度太小而导致吸收的剪切应力过大，从而产生端部脱层，耐久性不能满足要求。
本发明的积极效果是：上述结构的子午线航空轮胎，经测试，胎圈耐久性提高了80%以上，其动态性能可以满足适航标准(GJB683A)的要求。本发明在解决其他子午线航空轮胎类似问题的时候也可以提供有益的解决方法。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明实施例的子午线航空轮胎左半断面图；
图2为现有技术实施例的子午线航空轮胎左半断面图。
图中：1.胎面胶，2.带束层，3A.胎体帘布层，3B.胎体帘布层，4.钢丝圈，5.应力缓冲胶，5A.过渡胶，5B.缓冲纤维帘布层。
具体实施方式
在图2所示的现有技术的实施例中，子午线航空轮胎由胎面胶1、带束层2、胎体帘布层3A、胎体帘布层3B、一对钢丝圈4、一层应力缓冲胶5等构成，胎体帘布层3A从胎冠经过胎侧并由内侧向外侧包过钢丝圈4；胎体帘布层3B从胎冠经过胎侧并由外侧向内侧包过钢丝圈4；胎体帘布层3B上设置周向带束层2；带束层2上设置胎面胶1；胎体帘布层3B外侧设置应力缓冲胶5。应力缓冲胶5的邵氏硬度为65度，厚度为6mm。
在图1所示的本发明实施例中，子午线航空轮胎由胎面胶1、带束层2、胎体帘布层3A、胎体帘布层3B、一对钢丝圈4、一层过渡胶5A、两层缓冲纤维帘布层5B、一层应力缓冲胶5等构成。胎体帘布层3A从胎冠经过胎侧并由内侧向外侧包过钢丝圈4；胎体帘布层3B从胎冠经过胎侧并由外侧向内侧包过钢丝圈4；胎体帘布层3B上设置周向带束层2；带束层2上设置胎面胶1；胎体帘布层3B外侧设置过渡胶5A，邵氏硬度为66度，厚度为2mm；过渡胶5A外侧设置两层缓冲纤维帘布层5B，材料为尼龙66，帘线密度为52根/100mm，与周向夹角为85°；两层缓冲纤维帘布层5B外侧设置一层应力缓冲胶5。
本发明经用直径为3m的转鼓试验机对本发明实施例的子午线航空轮胎和现有技术实施例的子午线航空轮胎按规定的技术条件进行动态模拟试验，试验结果表明，现有技术的轮胎在完成100次滑行-起飞、10次着陆-滑行试验后发生胎圈脱层、鼓包。而本发明实施例轮胎在完成100次滑行-起飞、100次着陆-滑行试验胎圈仍然完好，没有脱层、鼓包等问题，满足了适航标准要求。

Claims (1)

1.一种能够降低胎圈部位胎体与外侧橡胶之间界面应力，提高苛刻条件下胎圈耐久性的子午线航空轮胎，包括胎面胶、带束层、胎体帘布层和钢丝圈，其特征是：在胎圈部位，位于胎体帘布层外侧与胎侧胶之间的应力缓冲胶中，设置一层过渡胶，在过渡胶外侧设置两层缓冲纤维帘布层，在该缓冲纤维帘布层的最外侧设置一层应力缓冲胶；
所述的过渡胶的厚度为2～4mm，邵氏硬度为60～70度；
所述两层缓冲纤维帘布层的帘布的经线相对于径向对称交叉排列；
所述的缓冲纤维帘布层的帘线密度为35～90根/100mm，帘线与周向的夹角为20°～90°。
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