CN103738120B - 一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎，该轮胎包括胎冠、胎肩、胎体帘布层、内衬层、带束层和胎圈，所述的胎圈包括钢丝圈、三角胶和子口护胶，胎体帘布层反包钢丝圈，胎体帘布层的外侧设有第一钢丝帘布反包层和第二钢丝帘布反包层，第一钢丝帘布反包层贴合胎体帘布层设置并绕过钢丝圈，第一钢丝帘布反包层的内侧端点和外侧端点均低于胎体帘布层的反包端点，第二钢丝帘布反包层贴合第一钢丝帘布反包层设置；第二钢丝帘布反包层为单侧钢包结构，内侧端点设置在胎圈的底部，外侧端点低于第一钢丝帘布反包层的外侧端点。本发明能够有效的增加胎圈耐久性能。同时，本发明的技术方案简单可靠且在工艺技术上易于实施，可以直接进行投产使用。

Description

一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎及其制备方法

技术领域

本发明涉及全钢子午线轮胎的制造领域，尤其涉及一种调整胎圈钢包结构的全钢子午线轮胎及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的迅速发展，对轮胎性能的要求越来越高，所以与斜交胎相比，具有良好的耐磨节油的全钢子午线轮胎获得了极快的发展，并已成为轮胎产业的主流产品。但在全钢子午线轮胎行驶过程中胎圈问题会严重的影响轮胎的性能和使用寿命，因而胎圈结构的设计改进已经成为国内外各大轮胎企业的重点项目之一。子午线轮胎的胎体帘线呈径向排列，胎侧则较柔软，在轮胎行驶过程中，胎圈受力很大，稳定性较差，胎圈部位抵抗高负荷的能力较低。在高负荷条件下，胎圈部位经常出现裂口、变形等情况，所以为了保证胎圈的刚性，改善轮胎的行驶性能，胎圈部位必须加强，并同时使得胎圈与柔软的胎侧之间有一个适宜的刚性过度，防止产生应力集中，改善轮胎的行驶性能。

全钢子午胎质量问题50%来自于胎圈，胎圈质量问题是国内外轮胎企业共同面临的技术难题，是各大轮胎企业致力解决体现其技术先进性的标志之一。中策橡胶集团公司2013年因全钢子午胎胎圈造成的理赔金额5000万元/月，本发明正是基于市场需求企业长期技术攻关的成果。

中国实用新型专利申请号：02234433.0申请日：2002-05-10）公开了一种全钢丝载重子午线轮胎的子口部位加强型结构，主要有胎圈钢丝、两种性能差异明显的橡胶材料组成的复合填充胶条、径向胎体帘布层层、子口部位钢丝帘布加强层及纤维/橡胶复合加强层组成，其特征在于，从轮胎断面上看，胎圈钢丝上部有两种在硬度上差异明显的橡胶材料组成的复合填充胶条，径向胎体帘布层层绕胎圈钢丝底部翻转后其端点靠近填充胶条中硬度低的胶料附近，胎体帘布层层的外侧有一层经过胎圈钢丝底部的子口钢丝帘布加强层，在子口钢丝帘布加强层外侧有纤维/橡胶复合加强层。

中国实用新型专利申请号：200820149422.5申请日：2008-09-25）公开了一种全钢载重子午线轮胎子口部位加强结构，包括钢丝胎圈、复合胎圈填充胶条，在钢丝胎圈和复合填充胶条外设有胎体帘布层，胎体帘布层外设有子口钢丝包布，胎体帘布层反包端点高于子口钢丝包布外端点，在子口钢丝包布外有一层子口耐磨胶以及胎侧胶。胎体帘布层反包端点和子口钢丝包布外端点上方设有封端胶条，封端胶条将胎体帘布层反包端点和子口钢丝包布外端点完全包覆封闭。本实用新型采取的子口加强方式着重加强子口部位最脆弱的区域而非对胎圈部位的整体加强，胎圈区域的总体强度增加适度从而保证了对胎肩区域的使用寿命影响较小。

中国发明专利申请号：201310113155.1申请日：2013-04-03）公开了加强型载重全钢丝子午线轮胎，子口处胎体外部设有用于将胎体反包端点压住的双层子口包布，钢丝子口包布和钢丝子口包布呈U型结构包裹子口处胎体，这样可以增加子口强度，杜绝子口存在的问题。并且子口采用U型包形式，把胎体反包端点压住，并且采用15度角度，同时子口钢丝柔软，而不是像胎体90度，端点并齐，刚性太强，过度不畅，由硬的钢丝一下过度到软的胶料。现在这样改进以后由硬到软逐渐过度，会使子口裂和子口抽丝大大改善，延长了使用寿命，节约了资源。

全钢子午胎质量问题有很大部分为胎圈部位的质量问题，这也是国内外轮胎企业面临的重大技术难题之一，本发明正是基于市场需求以及企业长期技术攻关的成果。

发明内容

为了解决胎圈存在的技术缺陷，本发明的一个目的是要提供一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎，该轮胎在不影响轮胎其它性能的基础上，大幅度增强胎圈部位的耐高载荷性能和轮胎的耐久性能，同时不影响其翻新性能，并且使胎圈和胎肩匹配更为合理。本发明的第二个目的是提供一种制备上述的全钢子午线轮胎的方法。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎，该轮胎包括胎冠、胎肩、胎体帘布层、内衬层、带束层和胎圈，所述的胎圈包括钢丝圈、三角胶和子口护胶，所述的胎体帘布层反包钢丝圈，所述的胎体帘布层的外侧设有第一钢丝帘布反包层和第二钢丝帘布反包层，第一钢丝帘布反包层贴合胎体帘布层设置并绕过钢丝圈，第一钢丝帘布反包层的内侧端点和外侧端点均低于胎体帘布层的反包端点，所述的第二钢丝帘布反包层贴合第一钢丝帘布反包层设置；第二钢丝帘布反包层为单侧钢包结构，内侧端点设置在胎圈的底部，外侧端点低于第一钢丝帘布反包层的外侧端点。

作为优选，所述的第一钢丝帘布反包层的外侧端点与胎体帘布层的反包端点的级差为5~20mm。

作为优选，所述的第一钢丝帘布反包层的钢丝帘布宽度为100~200mm，厚度为2.0~3.0mm。

作为优选，所述的第二钢丝帘布反包层的外侧端点与胎体帘布层的反包端点的级差为5~20mm。

作为优选，所述的第二钢丝帘布反包层的钢丝帘布宽度30~100mm，厚度为2.0~3.0mm。

作为优选，所述的第一钢丝帘布反包层的钢丝帘线采用不同强度的钢丝，且第二钢丝帘布反包层的钢丝帘线强度大于第一钢丝帘布反包层的钢丝帘线。二层钢包结构的钢丝帘线采用不同类型钢丝。内层U型钢丝加强层材料布置比较均匀，保证应力合理柔顺过渡。外层加强层采用高强度钢丝，其裁断宽度较短，可以保证轮胎与轮辋接触区域刚性，防止抽丝。

作为再优选，所述的第一钢丝帘布反包层的钢丝帘线采用普通强度钢丝，普通强度钢丝的强度为2000~2500MPa，第二钢丝帘布反包层的钢丝帘线采用高强度钢丝，高强度钢丝的强度为2500~4500MPa。

作为优选，所述的第一钢丝帘布反包层和第二钢丝帘布反包层均由平行的钢丝和橡胶组成，钢丝与轮胎周向具有30~45°角度。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种制备上述的全钢子午线轮胎的方法，该方法包括以下的步骤：

1）预先制备好第一钢丝帘布反包层和第二钢丝帘布反包层；

2）轮胎胎胚成型时，通过机械装置将第一钢丝帘布反包层和第二钢丝帘布反包层传递至成型机辅助鼓上；

3）在内衬层上贴合第一钢丝帘布反包层；

4）再对称贴合第二钢丝帘布反包层；

5）贴好第二钢丝帘布反包层后贴合胎体帘布层；

6）进行其余成型步骤；

7）成型后将轮胎硫化并检验、包装。

本发明由于采用了上述的技术方案，通过该产品的试制和机床耐久试验，取得了突破性结果，与现有技术相比，本发明能够有效的增加胎圈耐久性能。同时，本发明的技术方案简单可靠且在工艺技术上易于实施，可以直接进行投产使用。

附图说明

图1为本发明全钢子午线轮胎的胎圈结构示意图。

图2为本发明全钢子午线轮胎的施工流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎，该轮胎包括胎冠、胎肩、胎体帘布层1、内衬层2、带束层和胎圈。如图1所示，所述的胎圈包括钢丝圈7、三角胶3和子口护胶4，所述的胎体帘布层1反包钢丝圈7，所述的胎体帘布层1的外侧设有第一钢丝帘布反包层5和第二钢丝帘布反包层6。第一钢丝帘布反包层5由平行的钢丝和橡胶组成，钢丝与轮胎周向具有30°角度，钢丝帘布宽度为150mm，厚度为2.3mm，钢丝帘线采用普通强度钢丝，普通强度钢丝的强度为2000~2500MPa。第一钢丝帘布反包层5贴合胎体帘布层1设置并绕过钢丝圈7，第一钢丝帘布反包层5的内侧端点和外侧端点均低于胎体帘布层1的反包端点，第一钢丝帘布反包层5的外侧端点与胎体帘布层1的反包端点的级差为10~15mm，内侧端点与胎体帘布层1的反包端点的级差为5~10mm。所述的第二钢丝帘布反包层6贴合第一钢丝帘布反包层5设置，第二钢丝帘布反包层6由平行的钢丝和橡胶组成，钢丝与轮胎周向具有30°角度，第二钢丝帘布反包层6的钢丝帘布宽度60mm，厚度为2.3mm，钢丝帘线采用高强度钢丝，高强度钢丝的强度为3500MPa。第二钢丝帘布反包层6为单侧钢包结构，内侧端点设置在胎圈的底部，外侧端点低于第一钢丝帘布反包层5的外侧端点，外侧端点与胎体帘布层1的反包端点的级差为15~20mm。

制造上述的采用本设计胎圈结构的子午胎的方法，该方法包括以下的步骤如图2施工流程图所示）：

1）预先制备好第一钢丝帘布反包层5和第二钢丝帘布反包层6；

2）轮胎胎胚成型时，通过机械装置将第一钢丝帘布反包层5和第二钢丝帘布反包层6传递至成型机辅助鼓上；

3）在内衬层2上贴合第一钢丝帘布反包层5；

4）再对称贴合第二钢丝帘布反包层6；

5）贴好第二钢丝帘布反包层6后贴合胎体帘布层1；

6）进行其余成型步骤；

7）成型后将轮胎硫化并检验、包装。

经检测后本发明具有以下的效果：

一、该发明能显著提高轮胎的胎圈耐久性能

本发明设计结构轮胎与原有结构轮胎相比，有效的改善了子口部位的应力分布，在标准

负荷160%，标准气压80%的条件下进行胎圈耐久性能测试。机床数据对比如下：

胎圈耐久性能测试	第一次对比	第二次对比	第三次对比
				标准胎	56h	70h	67h
本发明设计试验胎	138h	141h	108h

通过胎圈耐久的机床对比数据可以看出：原设轮胎耐久为50~70h；本发明设计轮胎耐久为100~150h，胎圈耐久性提高50%以上，统计分析表明机床数据与退赔具有良好的一致性，目前本发明设计的试验胎已经在11.00R20与12.00R20两大主流规格上投产，在成型制造过程中已经有效的减少了轮胎的病疵，同时在日后全钢子午线轮胎的胎圈退赔有望能够降低50%，将为企业带来巨大的经济效益。

二、加强胎圈的抗高载荷性能，提高胎圈安全性

汽车的质量事故40%源于轮胎，胎圈抽试炸也是国内市场典型的病疵之一，该发明设计加强了胎圈的抗载性能，能够有效降低因轮胎引起的质量事故，保障用户的生命财产安全。

三、提高轮胎的翻新率

胎圈变形是影响轮胎翻新循环利用的主要病象之一，本发明采用的外层加强层钢包结构能够有效抑制高负荷下胎圈的扭转形变，大幅提高轮胎翻新率，有利于实现循环利用、绿色环保。

Claims (7)

1.一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎，该轮胎包括胎冠、胎肩、胎体帘布层（1）、内衬层（2）、带束层和胎圈，所述的胎圈包括钢丝圈（7）、三角胶（3）和子口护胶（4），所述的胎体帘布层（1）反包钢丝圈（7），其特征在于：胎体帘布层（1）的外侧设有第一钢丝帘布反包层（5）和第二钢丝帘布反包层（6），第一钢丝帘布反包层（5）贴合胎体帘布层（1）设置并绕过钢丝圈（7），第一钢丝帘布反包层（5）的内侧端点和外侧端点均低于胎体帘布层（1）的反包端点，第一钢丝帘布反包层（5）的外侧端点与胎体帘布层（1）的反包端点的级差为5~20mm；所述的第二钢丝帘布反包层（6）贴合第一钢丝帘布反包层（5）设置，第二钢丝帘布反包层（6）为单侧钢包结构，内侧端点设置在胎圈的底部，外侧端点低于第一钢丝帘布反包层（5）的外侧端点；第一钢丝帘布反包层（5）的钢丝帘线采用不同强度的钢丝，且第二钢丝帘布反包层（6）的钢丝帘线强度大于第一钢丝帘布反包层（5）的钢丝帘线。

2.根据权利要求1所述的一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎，其特征在于：第一钢丝帘布反包层（5）的钢丝帘布宽度为100~200mm，厚度为2.0~3.0mm。

3.根据权利要求1所述的一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎，其特征在于：第二钢丝帘布反包层（6）的外侧端点与胎体帘布层（1）的反包端点的级差为5~20mm。

4.根据权利要求1所述的一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎，其特征在于：第二钢丝帘布反包层（6）的钢丝帘布宽度30~100mm，厚度为2.0~3.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎，其特征在于：第一钢丝帘布反包层（5）的钢丝帘线采用普通强度钢丝，普通强度钢丝的强度为2000~2500MPa，第二钢丝帘布反包层（6）的钢丝帘线采用高强度钢丝，高强度钢丝的强度为2500~4500MPa。

6.根据权利要求1所述的一种双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎，其特征在于：第一钢丝帘布反包层（5）和第二钢丝帘布反包层（6）均由平行的钢丝和橡胶组成，钢丝与轮胎周向具有30~45°角度。

7.一种制备权利要求1~6任意一项权利要求所述的双层钢丝加强胎圈的全钢子午线轮胎的方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：

1）预先制备好第一钢丝帘布反包层（5）和第二钢丝帘布反包层（6）；

2）轮胎胎胚成型时，通过机械装置将第一钢丝帘布反包层（5）和第二钢丝帘布反包层（6）传递至成型机辅助鼓上；

3）在内衬层（2）上贴合第一钢丝帘布反包层（5）；

4）再对称贴合第二钢丝帘布反包层（6）；

5）贴好第二钢丝帘布反包层（6）后贴合胎体帘布层（1）；

6）进行其余成型步骤；

7）成型后将轮胎硫化并检验、包装。