CN104960217B - 用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法：在第1根胶条中，第j点的坐标为{x₀+a*j/(m+n),h_j}；第i根胶条中，起点的底边基点为第i‑1根胶条截面的轮廓线上横坐标为x₀+(i‑1)*p_i的点，j>0时第j点的底边基点为以第j‑1点的底边基点为圆心、以a/(m+n)为半径作的圆在第j‑1点的底边基点右侧的与第i‑1根胶条截面的轮廓线的交点，连接第j‑1点的底边基点与第j+1点的底边基点，该连线的中垂线与第i‑1根胶条截面的轮廓线的交点沿该中垂线向上延伸h_j得到的点即为第j点，依次连接第m～n点即得到该根胶条的截面轮廓线；胶条逐一堆叠即得到缠绕轮廓曲线。利用本发明不必通过实际设备进行调试，从而可以减少浪费、提高生产效率。

Description

用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法

技术领域

本发明涉及轮胎缠绕技术领域，具体而言，涉及一种用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法。

背景技术

在轮胎生产工艺中，胎面缠绕具有悠久的历史。由于胎面缠绕工艺多用于工程胎和巨胎，传统的缠绕设备采用先缠绕再矫正的办法，通过反复多次的调试，所以缠绕质量不好和调试时间过长，会造成的原材料和人力的巨大浪费。完成一个新规格轮胎胎面缠绕配方的试制，避免不了浪费，并且控制精度也受生产人员和时间的制约。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种不必通过实际设备进行调试，从而可以减少浪费、提高生产效率的胎面缠绕的模拟方法。

因此，本发明的技术方案如下：

一种用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法：

利用m+n+1个点描出胶条截面去除下底边后的轮廓线，在所述轮廓线上取一点作为起点，起点的左侧轮廓线分为m等份、右侧轮廓线等分为n等份，共m+n等份，其中起点记为第0点，起点右侧向右依 次记为第1、2、3、…、n点，起点左侧向左依次记为第-1、-2、-3、…、-m点；

在第1根胶条中，第j点的坐标为{x₀+a*j/(m+n),h_j}，j＝-m,-m-1,…,-1,0,1,…,n-1,n；

第i根胶条中，i＝2,3,4,5…，起点的底边基点为第i-1根胶条截面的轮廓线上横坐标为x₀+(i-1)*p_i的点，j>0时第j点的底边基点为以第j-1点的底边基点为圆心、以a/(m+n)为半径作的圆在第j-1点的底边基点右侧的与第i-1根胶条截面的轮廓线的交点，j<0时第j点的底边基点为以第j+1点的底边基点为圆心、以a/(m+n)为半径作的圆在j+1点的底边基点左侧的与第i-1根胶条截面的轮廓线的交点，连接第j-1点的底边基点与第j+1点的底边基点，该连线的中垂线与第i-1根胶条截面的轮廓线的交点沿该中垂线向上延伸h_j得到的点即为第j点，第m点和第n点与其底边基点重合，依次连接第m～n点即得到该根胶条的截面轮廓线；

……

胶条逐一堆叠即得到缠绕轮廓曲线；

其中，a为胶条的下底边长，h_j为胶条截面的轮廓线中第j点的高度，p_i为第i根胶条相对于第i-1根胶条向右移动的距离。

其中，优选地，m＝n，即起点为胶条的中点；m和n的取值可以为10，根据实践经验，可以得到足够的精度，同时保证尽可能低的模拟计算量。

本发明中，建立了胶条的堆叠模型，从而可以利用计算机模拟胎面缠绕，将缠绕结果与目标轮廓曲线进行比对，针对不符合要求的部 位调整相应的胶条的螺距(p_i)，然后再次模拟缠绕、比对，直至与目标轮廓曲线相符。通过计算机模拟最终得出了每根胶条的螺距，将数据输入至工控机内可以实现一次性缠绕出符合要求的胎面，有效地缩短了调试时间，提高了效率，减少了原材料的浪费，避免了由于生产人员不同调试技能所造成的缠绕效果不稳定，便于轮胎厂工艺人员进行工艺开发。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法中胶条模型点示意图；

图2是根据本发明实施例的用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法中胶条堆叠过程点示意图；

图3是图2的局部放大示意图；

图4是利用根据本发明实施例的用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法得到点缠绕轮廓曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例中的仿真模拟方法，以截面为等腰梯形的胶条为例，m＝n＝10，梯形的上底边等分为10份，两个腰分别等分为5份，其模 型如图1中所示。

如图2中所示，本实施例中胶条为等腰梯形，所以起点为上底边的中点O，1为第1根胶条，其高为h，上底边长度为20，下底边长度为a＝40，起点坐标为O(x₀,h₀)，在此以图中所示方式建立坐标系，所以起点坐标为O(0,h)；其中，本胶条中，h₀是在梯形上底边，所以h₀＝h，而对于h₆～h₁₀和h_-6～h_-10则在梯形的腰上，所以这些点的高h_j<h，其具体数值易于计算，也可由计算机直接得出，在此不再赘述。

其中h_j为胶条截面的轮廓线中第j点的高度。

堆叠第2根胶条时，本实施例中采用螺距p₂＝5(p_i为第i根胶条相对于第i-1根胶条向右移动的距离)。因此在第2根胶条中，即i＝2，起点(第0点)的底边基点为第1根胶条截面的轮廓线上横坐标为x₀+(i-1)*p_i＝0+(2-1)*5＝5的点，即点A；第1点底边基点为以第j-1＝1-1＝0点(即起点)的底边基点A为圆心、以a/(m+n)＝40/(10+10)＝2为半径作的圆在j-1＝0点(起点)的底边基点A点右侧的与第i-1＝1根胶条截面的轮廓线的交点，即B点，由于此时B点仍位于梯形的上底边，其位置显而易见，故该点未作出圆弧的交点；第2点的底边基点同理仍在上底边上，不再赘述，为C点；第3点的底边基点为以第j-1＝3-1＝2点的底边基点C为圆心、以a/(m+n)＝40/(10+10)＝2为半径作的圆在j-1＝2点的底边基点C点右侧的与第i-1＝1根胶条截面的轮廓线的交点，即D点；与第3点同理，可得第4点的底边基点为E点；……如此反复，即可得到第2根胶条上所有21个点的底边基点，不再赘述。其中，显而易见的是，AB＝BC＝CD＝DE＝2。

以A～E点为例说明顶边基点的作法：连接第0点的底边基点A与 第2点的底边基点C，该连线AC的中垂线与第i-1根胶条截面的轮廓线的交点(与B重合)沿该中垂线向上延伸h₁＝h得到的点F即为第1点，BF＝h；连接第1点的底边基点B与第3点的底边基点D，该连线BD的中垂线与第i-1＝1根胶条截面的轮廓线的交点(与C重合，因为BC＝CD＝2)沿该中垂线向上延伸h₁＝h得到的点G，即CG＝h，G即为第2点；与第2点同理，可得第3点为H，DH＝h。如此反复，即可得到第2根胶条轮廓线上的全部21个点；由于胶条模型为梯形，所以两端的端点----第m点和第n点与其自身点底边基点重合，依次连接第-10～10点即得到该根胶条的截面轮廓线。

以此类推，即可得到所有胶条点轮廓线，胶条逐一堆叠即得到缠绕轮廓曲线。

本实施例中阐述了胶条堆叠得计算方法，将其应用到计算机中，利用计算机建立数学模型，即可完成胶条的自动堆叠。

如图4中所示，即是在一种具体实施方式中，利用计算机从中间开始缠得到点缠绕轮廓曲线。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (3)

1.一种用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法，其特征在于：

利用m+n+1个点描出胶条截面去除下底边后的轮廓线，在所述轮廓线上取一点作为起点，起点的左侧轮廓线分为m等份、右侧轮廓线等分为n等份，共m+n等份，其中起点记为第0点，起点右侧向右依次记为第1、2、3、…、n点，起点左侧向左依次记为第-1、-2、-3、…、-m点；

在第1根胶条中，第j点的坐标为{x₀+a*j/(m+n),h_j}，j＝-m,-m+1,…,-1,0,1,…,n-1,n；

第i根胶条中，i＝2,3,4,5…，起点的底边基点为第i-1根胶条截面的轮廓线上横坐标为x₀+(i-1)*p_i的点，j>0时第j点的底边基点为以第j-1点的底边基点为圆心、以a/(m+n)为半径作的圆在第j-1点的底边基点右侧的与第i-1根胶条截面的轮廓线的交点，j<0时第j点的底边基点为以第j+1点的底边基点为圆心、以a/(m+n)为半径作的圆在j+1点的底边基点左侧的与第i-1根胶条截面的轮廓线的交点，连接第j-1点的底边基点与第j+1点的底边基点，该连线的中垂线与第i-1根胶条截面的轮廓线的交点沿该中垂线向上延伸h_j得到的点即为第j点，第m点和第n点与其底边基点重合，依次连接第m～n点即得到该根胶条的截面轮廓线；

胶条逐一堆叠即得到缠绕轮廓曲线；其中，a为胶条的下底边长，h_j为胶条截面的轮廓线中第j点的高度，p_i为第i根胶条相对于第i-1根胶条向右移动的距离。

2.根据权利要求1所述的用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法，其特征在于，m＝n。

3.根据权利要求1所述的用于胎面缠绕的胶条堆叠仿真模拟方法，其特征在于，m＝n＝10。