CN110254143A - 一种轮胎的胎圈结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于轮胎技术领域，具体涉及一种轮胎的胎圈结构。一种轮胎的胎圈结构，所述胎圈包含胎体、胎圈芯以及胎侧，所述胎体绕过胎圈芯的底部反包至所述胎圈芯外侧，所述胎圈还包含第一钢丝加强层、过渡型胶；所述胎圈芯还包含钢丝圈、三角胶；所述第一钢丝加强层绕过所述钢丝圈的底部包覆在所述胎体的外侧；所述过渡型胶位于胎体的外侧端点的上方以及三角胶与胎侧之间。本发明的优势在于：相对于现有技术而言，均衡了相邻材料之间的应力应变过渡，使材料之间的物性匹配更加合理；同时增加过渡型胶，使得钢丝端点处的应力应变均衡分布，避免集中，减少胎圈的生热，从而提高轮胎的承载能力和使用寿命。

Description

一种轮胎的胎圈结构
技术领域
本发明属于轮胎技术领域，具体涉及一种轮胎的胎圈结构。
背景技术
胎圈又称子口，指轮胎安装在轮辋上的部分，由胎圈芯、加强层、胎体、胎侧等组成。它能承受因内压而产生的伸张力，同时还能克服轮胎在拐弯行驶中所受的横向力作用，使外胎不致脱出轮辋。因此它必须有很高的强力，结构应紧密坚固，不易发生变形。
现有技术中，胎圈包括胎圈芯、加强层和胎体，所述胎圈芯包括钢丝圈和三角胶，所述加强层由三角胶的轴向内侧延伸至三角胶的轴向外侧，并与胎体共同包裹在钢丝圈和与位于钢丝圈一端的三角胶的端部。其中，由于三角胶设置只有2种胶料，因此，当承载持续或瞬时过大时胎圈部位的整体硬度刚性匹配超出极限，应力、应变过于集中在胎体和钢丝补强的端点，随着轮胎胎圈的曲挠变形，胎体及钢丝补强端点处胶料产生热量，从而缩短了轮胎的承载能力和使用寿命。
因此，如何平衡分布胎圈的应力应变，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种可以提高轮胎承载能力和使用寿命的轮胎的胎圈结构，具体方案如下：
一种轮胎的胎圈结构，所述胎圈包含胎体、胎圈芯以及胎侧，所述胎体绕过胎圈芯的底部反包至所述胎圈芯外侧， 所述胎圈还包含第一钢丝加强层、过渡型胶；所述胎圈芯还包含钢丝圈、三角胶； 所述第一钢丝加强层绕过所述钢丝圈的底部包覆在所述胎体的外侧；所述过渡型胶位于胎体的外侧端点的上方以及三角胶与胎侧之间。
优选地，第一钢丝加强层的外侧端点与所述胎体的端点的高度差为5~30mm；所述第一钢丝加强层的内侧端点位于所述钢丝圈底部或位于钢丝圈底部和三角胶内侧之间；
所述第一钢丝加强层为钢帘线层；
所述第一钢丝加强层中钢帘线层的排布密度范围为35-70根/分米；
所述第一钢丝加强层中钢帘线与胎圈的圆周方向的夹角范围为15-75°。
优选地，所述三角胶包括第1三角胶、第2三角胶和第3三角胶，所述第2三角胶包裹钢丝圈，所述第1三角胶位于第2三角胶上方和胎侧围成的空间内，所述第3三角胶位于所述第1三角胶、第2三角胶和胎体围成的空间内。
优选地，所述第2三角胶的橡胶硬度大于第1三角胶的橡胶硬度；所述第3三角胶的橡胶硬度介于第1三角胶与所述第2三角胶之间的硬度。
优选地，所述第2三角胶的橡胶硬度范围80邵(A) -100邵(A)；所述第1三角胶的橡胶硬度范围55邵(A) -75邵(A)；所述第3三角胶的橡胶硬度范围60邵(A) -85邵(A)；
优选地，所述胎圈的座角为5°或15°。胎圈座角的大小主要是根据国标中轮辋的设计规范进行选取，其中无内胎轮胎一般选取15°座角，有内胎轮胎一般选取5°座角。
本发明中，将三角胶位置区分成三部分，第1三角胶、第2三角胶、第3三角胶，设置成三种胶料，使得当轮胎承载持续或瞬时过大时，胎圈部位的整体硬度刚性匹配不会超出极限，且应力、应变不会集中在胎体和钢丝补强的端点，胎圈不容易变形，增加了轮胎的使用寿命。
其中过渡型胶是一种起到过渡作用的胶料，过渡型胶采用硬度较高的胶料，同时该胶料具有更高的抗撕裂性能及拉伸性能；该胶料能够很好的与钢丝加强层、胎体层结合，使钢丝材料的端点应力应变通过过渡型胶分散开，避免应力集中而出现早期损坏。
过渡型胶橡胶硬度的选择，通过有限元分析进行优选，最终确定硬度在一个较高的范围内时，胎圈部位的受力分布会更加平均，对产品整体性能有更大提升。
本发明的优势在于：相对于现有技术而言，胎圈部分进行材料复合组合，主要对三角胶设计上采用了三种材料复合在一起，从而均衡了相邻材料之间的应力应变过渡，使材料之间的物性匹配更加合理；同时在胎体及钢丝补强外端点处增加过渡型胶，该过渡型胶具有介于钢丝与相邻胶料物性之间的物理性能，使得钢丝端点处的应力应变均衡分布，避免集中，减少胎圈的生热，从而提高轮胎的承载能力和使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构示意图；
图2为本发明实施例2的结构示意图。
附图标记：100-胎体，200-三角胶，201-第1三角胶，202-第2三角胶,203-第3三角胶, 300-钢丝圈，400-第一钢丝加强层，700-过渡型胶。
具体实施方式
实施例1
本实施例请参考图1
一种轮胎的胎圈结构，所述胎圈包含胎体100、胎圈芯以及胎侧，所述胎体100绕过胎圈芯的底部反包至所述胎圈芯外侧，所述胎圈还包含第一钢丝加强层400、过渡型胶700；。
所述胎圈芯还包含钢丝圈300、三角胶200；所述第一钢丝加强层400绕过所述钢丝圈300的底部包覆在所述胎体100的外侧；所述过渡型胶700位于胎体100的外侧端点的上方以及三角胶200与胎侧之间。
其中胎体100内侧端点为A点，外侧端点为B点，第一钢丝加强层400外侧端点为D点，内侧端点为C点；
所述第一钢丝加强层400的外侧端点D与所述胎体100的外侧端点B的高度差为5mm;
所述第一钢丝加强层400的内侧端点C位于钢丝圈300底部和三角胶200内侧之间且靠近第3三角胶203；
所述第一钢丝加强层400为钢帘线层；其中第一钢丝加强层400中钢帘线的排布密度范围为35根/分米；
所述第一钢丝加强层400中钢帘线与胎圈圆周方向的夹角范围为15°。
所述三角胶200包括第1三角胶201、第2三角胶202和第3三角胶203，所述第2三角胶202包裹钢丝圈300，所述第1三角胶201位于所述第2三角胶202上方和胎侧围成的空间内，所述第3三角胶203位于所述第1三角胶201、第2三角胶202和胎体100围成的空间内。
所述第1三角胶201的橡胶硬度为70邵(A)；
所述第2三角胶202的橡胶硬度为80邵(A) ；
所述第3三角胶203的橡胶硬度为75邵(A)；
所述胎圈的座角为5°。
本实施例中，在三角胶200内侧，且贴合在胎体100内侧设置第3三角胶203，均衡了相邻材料之间的应力应变过渡，使材料之间的物性匹配更加合理；同时在胎体100的外侧端点B及第一钢丝加强层400外侧端点D处增加过渡型胶700，该过渡型胶700具有介于钢丝与相邻胶料物性之间的物理性能，使得钢丝端点处的应力应变均衡分布，避免集中，减少胎圈的生热，从而提高轮胎的承载能力和使用寿命。
第一钢丝加强层400绕过钢丝圈300的底部包覆在胎体100外侧；
为了过渡胎圈的应力应变，第一钢丝加强层400的外侧端点D与胎体100的端点B的高度差为5mm。另外，第3三角胶203的上端点为J点，其中J点高于第2三角胶202的上端点；
第一钢丝加强层400的内侧端点C位于钢丝圈300底部和三角胶200内侧之间且靠近第3三角胶203，提高了胎圈刚度；
第3三角胶203的下端点K位于钢丝圈300底部与第一钢丝加强层400内侧端点C之间。
该胎圈结构适用于有内胎的轮胎体100，该胎圈结构增强了胎圈刚度，使得第一钢丝加强层400的端点处的应力应变均衡分布，避免集中，减少胎圈的生热，从而提高轮胎的承载能力和使用寿命。
实施例2
本实施例请参考图2
一种轮胎的胎圈结构，所述胎圈包含胎体100、胎圈芯以及胎侧，所述胎体100绕过胎圈芯的底部反包至所述胎圈芯外侧，所述胎圈还包含第一钢丝加强层400、过渡型胶700；
所述胎圈芯还包含钢丝圈300、三角胶200；所述第一钢丝加强层400绕过所述钢丝圈300的底部包覆在所述胎体100的外侧；所述过渡型胶700位于胎体100的外侧端点的上方以及三角胶200与胎侧之间。
其中胎体100内侧端点为A点，外侧端点为B点，第一钢丝加强层400外侧端点为D点，内侧端点为C点；
所述第一钢丝加强层400的外侧端点D与所述胎体100的外侧端点B的高度差为30mm;
所述第一钢丝加强层400内侧端点C位于钢丝圈300底部和第2三角胶202之间；
所述第一钢丝加强层400为钢帘线层；其中第一钢丝加强层400中钢帘线的排布密度范围为70根/分米；
所述第一钢丝加强层400钢帘线与胎圈圆周方向的夹角范围为75°。
所述三角胶200包括第1三角胶201、第2三角胶202和第3三角胶203，所述第2三角胶202包裹钢丝圈300，所述第1三角胶201位于所述第2三角胶202上方和胎侧围成的空间内，所述第3三角胶203位于所述第1三角胶201、第2三角胶202和胎体100围成的空间内。
所述第1三角胶201的橡胶硬度为75邵(A)；
所述第2三角胶202的橡胶硬度为100邵(A) ；
所述第3三角胶203的橡胶硬度为85邵(A)；
所述胎圈的座角为15°。
本实施例中，在三角胶200内侧，且贴合在胎体100内侧设置第3三角胶203，均衡了相邻材料之间的应力应变过渡，使材料之间的物性匹配更加合理；同时在胎体100的外侧端点B及第一钢丝加强层400外侧端点D处增加过渡型胶700，该过渡型胶700具有介于钢丝与相邻胶料物性之间的物理性能，使得钢丝端点处的应力应变均衡分布，避免集中，减少胎圈的生热，从而提高轮胎的承载能力和使用寿命。
第一钢丝加强层400绕过钢丝圈300的底部包覆在胎体100外侧；
为了过渡胎圈的应力应变，第一钢丝加强层400的外侧端点D与胎体100的端点B的高度差为30mm。另外，第3三角胶203的上端点为J点，其中J点高于第2三角胶202的上端点；
所述第一钢丝加强层400内侧端点C位于钢丝圈300底部和第2三角胶202之间，提高了胎圈刚度；
第3三角胶203的下端点K位于第一钢丝加强层400内侧端点C上方；
同时，钢丝圈300倾斜设置，由于该实施例中的轮胎属无内胎轮胎，所以根据轮胎设计工程规范，我们选择钢丝圈300倾斜角度为15°。
该胎圈结构适用于无内胎的轮胎体。该胎圈结构增强了胎圈刚度，使得第一钢丝加强层400的端点处的应力应变均衡分布，避免集中，减少胎圈的生热，从而提高轮胎的承载能力和使用寿命。

Claims (6)

1.一种轮胎的胎圈结构，所述胎圈包含胎体（100）、胎圈芯以及胎侧，所述胎体（100）绕过胎圈芯的底部反包至所述胎圈芯外侧，其特征在于，
所述胎圈还包含第一钢丝加强层（400）、过渡型胶（700）；
所述胎圈芯还包含钢丝圈（300）、三角胶（200）；
所述第一钢丝加强层（400）绕过所述钢丝圈（300）的底部包覆在所述胎体（100）的外侧；
所述过渡型胶（700）位于胎体（100）的外侧端点的上方以及三角胶（200）与胎侧之间。
2.根据权利要求1所述的轮胎的胎圈结构，其特征在于，第一钢丝加强层（400）的外侧端点与所述胎体（100）的外侧端点的高度差为5-30mm；
所述第一钢丝加强层（400）的内侧端点位于所述钢丝圈300底部或位于钢丝圈（300）底部和三角胶（200）内侧之间；
所述第一钢丝加强层（400）为钢帘线层；
所述第一钢丝加强层（400）中钢帘线层的排布密度范围为35-70根/分米；
所述第一钢丝加强层（400）中钢帘线与胎圈的圆周方向的夹角范围为15-75°。
3.根据权利要求2所述的轮胎的胎圈结构，其特征在于，所述三角胶（200）包括第1三角胶（201）、第2三角胶（202）和第3三角胶（203），所述第2三角胶（202）包裹钢丝圈（300），所述第1三角胶（201）位于第2三角胶（202）上方和胎侧围成的空间内，所述第3三角胶（203）位于所述第1三角胶（201）、第2三角胶（202）和胎体（100）围成的空间内。
4.根据权利要求3所述的轮胎的胎圈结构，其特征在于，所述第2三角胶（202）的橡胶硬度大于第1三角胶（201）的橡胶硬度；所述第3三角胶（202）的橡胶硬度介于第1三角胶（201）与所述第2三角胶（202）之间。
5.根据权利要求4所述的轮胎的胎圈结构，其特征在于，所述第2三角胶（202）的橡胶硬度范围80邵(A) -100邵(A)；
所述第1三角胶（201）的橡胶硬度范围55邵(A) -75邵(A)；
所述第3三角胶（203）的橡胶硬度范围60邵(A) -85邵(A)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的轮胎的胎圈结构，其特征在于，所述胎圈的座角为5°或15°。
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