CN108357303B - 具有延缓带束层端部损坏的充气自卸车载重子午线轮胎 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有延缓带束层端部损坏的充气自卸车载重子午线轮胎，第一带束层和第二带束层的两侧端部间均设置有缓冲过渡橡胶层，该缓冲过渡橡胶层从第一带束层端部向轮胎赤道面的延伸距离为L₁，具有0.25≤L₁/W₁≤0.5的关系，缓冲过渡橡胶层从第二带束层端部向胎侧的延伸距离为L₂，从第二带束层端部到胎冠下端点之间的距离为L₃，具有0.25≤L₂/L₃≤0.5的关系。本发明在第一带束层和第二带束层端部之间增加橡胶缓冲部件，加厚带束层端部之间的胶料厚度、填充带束层端部之间的空隙，避免存在气泡的风险，同时对带束层端部的剪切变形也有抑制作用，延缓带束层端部因剪切变形产生裂口后的延展速度，从而达到降低轮胎早期损坏的几率，提升轮胎使用寿命。

Description

具有延缓带束层端部损坏的充气自卸车载重子午线轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎技术领域，具体涉及一种具有延缓带束层端部损坏的充气自卸车载重子午线轮胎。

背景技术

全钢载重子午线轮胎通常采用三层非0度带束层和两层0度带束层结构，该市场轮胎胎冠位置的失效模式基本为第一带束层和第二带束层端部损坏从而导致轮胎出现肩部脱层等故障问题过早结束使用寿命。该胎冠结构中第一带束层为过渡层，第二带束层为工作层，第一带束层和第二带束层由于方向和角度不同，导致两者之间剪切变形较大，由于第一带束层和第二带束层端部为剪切变形最大位置点，而带束层端部又是与橡胶连接的临界点，如果带束层端部上下方胶料厚度太薄，易造成带束层端部发生摩擦剪切，进而导致过早出现裂纹。

而第一带束层和第二带束层端部之间的台阶落差又容易导致胶料填充不充分，气泡不易排出，从而导致打压不顺，致使带束层端部不能充分的与胶料粘合，这又进一步加剧了带束层端部出现裂纹后向非均匀区域的延展进而衍变成肩部脱层等早期故障，这种缺陷造成了轮胎过早的损坏从而导致使用寿命的缩短。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种具有延缓带束层端部损坏的充气自卸车载重子午线轮胎，增加橡胶缓冲部件，加厚第一带束层端部上方胶厚，利于钢丝和橡胶之间粘合更加紧密，胶料填充更加密实，各部件之间打压更加顺畅，以减小带束层端部过早损坏的风险及损坏后延展的速度，提升轮胎的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种具有延缓带束层端部损坏的充气自卸车载重子午线轮胎，包括胎体、胎面以及设置在胎体与胎面之间的至少两层带束层，所述带束层包括第一带束层和第二带束层，其中第一带束层水平方向的长度为2W₁，第二带束层水平方向的长度为2W₂，该第一带束层和第二带束层的两侧端部间均设置有缓冲过渡橡胶层，该缓冲过渡橡胶层从第一带束层端部向轮胎赤道面的延伸距离为L₁，具有0.25≤L₁/W₁≤0.5的关系，缓冲过渡橡胶层从第二带束层端部向胎侧的延伸距离为L₂，从第二带束层端部到胎冠下端点之间的距离为L₃，具有0.25≤L₂/L₃≤0.5的关系。

进一步地，所述缓冲过渡橡胶层在第一带束层端部上方的厚度为H₁，且2mm≤H₁≤4mm，该缓冲过渡橡胶层在第二带束层端部下方的厚度为H₂，且2mm≤H₂≤5mm。

进一步地，所述第一带束层水平方向的长度2W₁、第二带束层水平方向的长度2W₂具有5mm≤W₂-W₁≤20mm的关系。

由以上技术方案可知，本发明在保证轮胎其他性能的情况下，通过在第一带束层和第二带束层端部之间增加橡胶缓冲部件，不但加厚了第一带束层和第二带束层端部之间的胶料厚度，而且更加充分的填充第一带束层和第二带束层端部之间的空隙，避免第一带束层和第二带束层端部之间存在气泡的风险，同时对第一带束层和第二带束层端部的剪切变形也有抑制作用，延缓带束层端部因剪切变形产生裂口后的延展速度，从而达到降低轮胎早期损坏的几率，提升轮胎使用寿命。

附图说明

图1为本发明轮胎子午线方向的局部剖视图，其中黑色填充区域为增加的缓冲过渡橡胶层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

所述轮胎1包括胎体2、铺设于胎体的轮胎径向最外周的胎面3，以及设置在胎体与胎面之间的带束层、设置于胎面两侧的胎肩4和胎侧5。所述带束层至少为两层，本实施例针对三层带束层(具有两层0°带束层)进行说明。

所述带束层包括第一带束层61、第二带束层62和第三带束层63，其中第一带束层水平方向的长度为2W₁，第二带束层水平方向的长度为2W₂，从第二带束层端部B到胎冠下端点C之间的距离为L₃。图1中只显示了带束层一半的长度。

本发明通过在第一带束层和第二带束层两侧端部间均设置缓冲过渡橡胶层7来增加轮胎性能。如图1所示，位于轮胎一侧的第一带束层端部点为A，缓冲过渡橡胶层向赤道面CL方向延伸与第一带束层的交点为A1点，则A点和A1点之间的距离为L₁，该L₁与W₁之间具有0.25≤L₁/W₁≤0.5的关系，优选地L₁/W₁为0.4。

位于轮胎一侧的第二带束层端部点B，缓冲过渡橡胶层向胎侧延伸与胎面的交点为B1点，B点和B1点之间的距离为L₂，胎面和胎侧的交点为C点，B点和C点之间的距离为L₃，该L₂与L₃之间具有0.25≤L₂/L₃≤0.5的关系，优选地L₂/L₃为0.3。

本发明还通过优化橡胶层不同位置处的厚度来增加轮胎性能，所述缓冲过渡橡胶层在第一带束层端部A上方的厚度为H₁，且2mm≤H₁≤4mm，该缓冲过渡橡胶层在第二带束层端部B下方的厚度为H₂，且2mm≤H₂≤5mm。优选地，H₁为3mm，H₂为4mm。

若小于上述长度与厚度的范围时，该缓冲过渡橡胶层尺寸就偏小，发挥的作用也就比较微小，对于带束层端部延缓损坏的抑制作用也比较微小，反而增加了轮胎生产的复杂度问题；若超出上述范围时，该缓冲过渡橡胶层尺寸太大，会导致第一带束层端部下塌，带束层整体不平顺，导致局部受力增大，对延缓带束层端部损坏也非常不利，同时还增加了制造成本。

本发明还通过限定两层带束层的长度也进一步优化轮胎性能，所述第一带束层61水平方向的长度2W₁、第二带束层62水平方向的长度2W₂具有5mm≤W₂-W₁≤20mm的关系，优选地W₂-W₁为17.5mm。

若超出上述范围会造成第一带束层和第二带束层受力严重不均衡，造成局部应力集中，且缓冲过渡橡胶层也无法充分发挥填充台阶空隙的作用。

通过改变控制L₁、L₂、L₃、H₁、H₂、W₁、W₂的比例大小关系，实现对轮胎第一带束层、第二带束层、胎肩以及缓冲过渡橡胶层之间材料的合理化分布设计，保证材料充分填充，减少排气不畅，以保护带束层端部充分与材料粘合，减小端部裸露摩擦剪切的风险，使带束层受力更加均衡，延缓和降低带束层端部损坏及延展，从而达到降低轮胎早期损坏的几率，提升轮胎使用寿命。

从本发明的技术方案中选取案例进行轮胎有限元模拟分析，对比原有设计和增加缓冲过渡橡胶层设计后带束层受力情况，比较对带束层的影响。

下表，选取的案例进行轮胎有限元模拟分析后带束层受力情况：

其中实施例1和2对应的是只优化缓冲过渡橡胶层的长度，实施例3和4对应的是优化缓冲过渡橡胶层的长度和厚度，实施例5、6、7和8对应的是同时优化了缓冲过渡橡胶层的长度、厚度以及带束层的水平长度差。

以原有设计的第一带束层剪切应变和第二带束层剪切作为标准指标，对选取的8个案例进行有限元模拟对比分析，研究结果表明带束层剪切应变大约降低5％左右，剪切应变的降低说明带束层端部的蠕动变形量变小，这对轮胎使用寿命是正向的，一定程度上反映出本发明的技术效果。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种具有延缓带束层端部损坏的充气自卸车载重子午线轮胎，包括胎体、胎面以及设置在胎体与胎面之间的至少两层带束层，其特征在于，所述带束层包括第一带束层和第二带束层，其中第一带束层水平方向的长度为，第二带束层水平方向的长度为/>，该第一带束层和第二带束层的两侧端部间均设置有缓冲过渡橡胶层，该缓冲过渡橡胶层从第一带束层端部向轮胎赤道面的延伸距离为/>，具有/>的关系，缓冲过渡橡胶层从第二带束层端部向胎侧的延伸距离为/>，从第二带束层端部到胎冠下端点之间的距离为/>，具有/>的关系；

所述缓冲过渡橡胶层在第一带束层端部上方的厚度为，且/>，该缓冲过渡橡胶层在第二带束层端部下方的厚度为/>，且/>；

所述第一带束层水平方向的长度、第二带束层水平方向的长度/>具有的关系，/>为0.4。

2.根据权利要求1所述的充气自卸车载重子午线轮胎，其特征在于，为17.5mm。

3.根据权利要求1所述的充气自卸车载重子午线轮胎，其特征在于，为0.3。

4.根据权利要求1所述的充气自卸车载重子午线轮胎，其特征在于，为3mm，/>为4mm。