CN112744031A - 一种新型不需充气轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种不需充气轮胎，在满足法律和规则的条件下，轮胎由内向外依次为内轮毂、弹簧卡槽、胎内弹簧悬挂、金属销套、厚橡胶保护层和胎体，所述胎体为层状结构，层与层之间为几何结构。内轮毂上一端设有弹簧卡槽，卡槽内固定有胎内弹簧悬挂。胎内弹簧悬挂另一端与胎体连接，被圆滑打磨的金属销套和有厚底部的厚橡胶保护层包裹后连接到胎体，与胎面相配合，使胎体内部压力均匀化以形成胎面，民用钢丝加上民用碳纤维网络网格加强胎体和胎面，本发明利用弹簧支撑代替充气支撑，得到一种不需充气轮胎，与传统的充气轮胎在行驶时会有爆胎的危险相比，该发明的安全性更高。

Description

一种新型不需充气轮胎
技术领域
本发明涉及民用不需充气轮胎技术领域，具体是一种新型不需充气轮胎及其附属结构。
背景技术
目前中国大陆和国际市场上有一批不需充气的轮胎，装备民用运载工具。
民用运载工具所装备的不需充气的轮胎，其材料为天然橡胶，合成橡胶，或者其它民用高分子材料(不含聚氨酯)。与聚氨酯相比，民用材料虽然强度稍低，但是从实际应用结果来看，已经足以满足民用运载工具的需求。
民用运载工具所装备的不需充气轮胎胎体部分一般不超过整体的三分之一，其形变能力一般不超过整体的三分之一。
轮胎，当其材料为天然橡胶时，其原产地以马来西亚为佳，产地为印尼，泰国，越南，缅甸，海南亦良好。
传统的充气轮胎减震效果差，不利于汽车缓冲来自路面的冲击力，在行驶时会有爆胎的危险。
发明内容
本发明提供了一种新型不需充气轮胎及其附属结构，以提高轮胎使用过程的安全性，避免充气型爆胎，降低打滑和破胎几率。“防”指的是减少概率的意思。在规则和法律允许下，技术方案为：
该发明的轮胎由内向外依次为内轮毂、弹簧卡槽、胎内弹簧悬挂、胎体，金属销套和厚橡胶保护套。
所述胎体为层与层状几何结构，材质为民用高分子材料(不含聚氨酯)或天然，合成橡胶，最外一层与最内一层为增厚外皮，整体宽度占轮胎半径的三分之一以内。
几何结构为三角形，四边形，五边形，六边形，等等。
所述内轮毂上设有弹簧卡槽。
胎内弹簧悬挂被固定弹簧卡槽内。
胎内弹簧悬挂另一端连接到胎体，与胎面相配合，被包裹在金属销套和厚橡胶保护层里。
金属销套有底部，也有不含底部的。
金属销套需要被圆滑打磨，以防切割橡胶，然后用被含厚底部的厚橡胶保护层包裹金属销套。
所述胎面上具有防滑凹凸花纹。
胎体，胎面，材料为民用高分子材料(不含聚氨酯)或天然，合成橡胶。
胎体内由普通民用钢丝加上普通民用碳纤维双层网络网格加强支撑。
胎内弹簧悬挂，材料是青铜，黄铜，民用弹簧用不锈钢，等，被固定在弹簧卡槽内。
使用螺孔固定内轮毂，民用制动装置和外轮毂。
外轮毂材料为民用合金，民用钢材，或民用工程塑料。
弹簧材料为民用不锈弹簧钢，黄铜，青铜，等。
所述胎体厚度是T，车胎半径为R，弹簧卡槽低端与轮胎中心处距离为D，弹簧长度是L，车胎内圈与外圈之间厚度T不能超过车胎半径的1/3。
将胎内弹簧悬挂对胎体的压力设为F。
如果压力面积为A，弹性系数为k，可以通过公式1计算弹性形变，屈服强度以内：
P＝F/A＝kX/A (1)
其中，P为压强，X为形变。
可以通过公式2计算胁变B：
B＝X/L (2)
杨氏模量为应力与胁变之比。
将单位面积的应力与胁变之比定义为单位面积的杨氏模量E。
可通过公式3计算单位面积的杨氏模量E：
E＝LF/XA＝Lk/A (3)
可以通过公式4计算压强P：
P＝EB＝EX/L (4)
最大形变Xmax不可超过R/3。
这种新型不需充气轮胎和附属机构可被使用民用机械上。
本发明的有益效果：减震且避免充气型爆胎风险。
附图说明
图1为本发明一种不需充气轮胎正面(左图)和其侧面内外轮毂加民用制动机构加上胎面(右图)结构示意简图；
图2为本发明一种不需充气轮胎正面(左图)和侧面胎面(右图)结构示意简图；
图3为本发明一种不需充气轮胎正面内部的胎内弹簧悬挂装置和胎压力设置结构示意简图。
图中：1、胎体；2、内轮毂；3、胎内弹簧悬挂；4、胎面；5、螺孔；6、弹簧卡槽；7、金属销套；8、厚橡胶保护套；9、外轮毂；10、民用制动装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的支撑，如有其它形式，则不受限于本支撑，该文件中的技术术语与该专业领域中的含义相同。
“防”指的是减少概率的意思。
在满足法律和规则的前提下，给出如下具体实施例，请参见图1-3，提高轮胎安全性，降低打滑几率，避免充气型爆胎。
如图1所示为本发明所述的一种民用不需充气轮胎正面(左图)和其侧面内外轮毂，民用制动机构和胎面(右图)结构示意简图，胎内弹簧悬挂3被内轮毂2上的弹簧卡槽6所卡而固定，通过金属销套7和厚橡胶保护套8与胎体1相连，做横向运动，其内轮毂2通过螺孔5与外轮毂9和民用制动装置10相连，由轴带动胎体1，内轮毂2和外轮毂9，和法律和规则许可的民用制动装置10一起随动。
胎体内由普通民用钢丝加上普通民用碳纤维双层网络网格加强支撑。
金属销套有底部，也有不含底部的。
将金属销套打磨至圆滑，去锐角过渡，以防对橡胶造成切割，与弹簧接触面应涂布润滑物。金属销套被含厚底部的厚橡胶保护层包裹，以降低应力对胎体和胎面的破坏作用。
弹簧悬挂通过轮胎体1无规层状结构，增厚外层与内层的材料，胎体1层状结构内由非聚氨酯，民用高分子材料(不含聚氨酯)或天然，合成橡胶材质的几何结构组成，几何结构为三角形，四边形，五边形，六边形，等。
如图2所示为本发明所述的一种民用不需充气轮胎正面(左图)和侧面胎面(右图)结构示意简图，胎体1上为具有凹凸花纹的胎面4。
如图3所示为本发明所述的一种不需充气轮胎内部的胎内弹簧悬挂装置和胎压力设置结构示意简图，按照该图，因为胎内弹簧悬挂3有一定的缩量形变为X，对于给定的量，根据方程(1)(2)和(3)可以计算出压强，胁变和单位面积的杨氏模量。
弹簧所用材料为弹簧用不锈钢，黄铜，青铜，等，弹性系数由弹簧所用材料决定。
根据形变X导出压强P，
P＝EX/L (4)
胁变根据公式2计算，
B＝X/L (2)
当弹簧用不锈钢时，其单位面积的弹性模量E(MPa)为E＝185000，轮胎半径R＝29.2cm，L＝21cm，胎体厚度T＝8.5cm，1psi＝6.89KPa，psi为每平方英寸英制磅重单位，以防止误解，计算结果如下：
当X＝0.1cm时，可计算出压强P＝1.3×105psi，胁变B＝0.0046；
当X＝0.2cm时，可计算出压强P＝2.6×105psi，胁变B＝0.0094；
当X＝0.3cm时，可计算出压强P＝3.8×105psi，胁变B＝0.0142；
当X＝0.4cm时，可计算出压强P＝5.2×105psi，胁变B＝0.0190；
当X＝0.5cm时，可计算出压强P＝6.4×105psi，胁变B＝0.024；
当X＝0.6cm时，可计算出压强P＝7.7×105psi，胁变B＝0.028；
当X＝0.7cm时，可计算出压强P＝9.0×105psi，胁变B＝0.034；
当X＝0.8cm时，可计算出压强P＝1.0×106psi，胁变B＝0.038；
当X＝0.9cm时，可计算出压强P＝1.1×106psi，胁变B＝0.042；
当X＝1.0cm时，可计算出压强P＝1.3×106psi，胁变B＝0.048；
当弹簧用黄铜材料时，其弹性模量E(MPa)为E＝98000，轮胎半径R＝29.2cm，L＝21cm，胎体厚度T＝8.5cm，计算结果如下：
当X＝0.1cm时，可计算出压强P＝6.8×104psi，胁变B＝0.0046；
当X＝0.2cm时，可计算出压强P＝1.4×105psi，胁变B＝0.0094；
当X＝0.3cm时，可计算出压强P＝2.0×105psi，胁变B＝0.0142；
当X＝0.4cm时，可计算出压强P＝2.7×105psi，胁变B＝0.0190；
当X＝0.5cm时，可计算出压强P＝3.4×105psi，胁变B＝0.024；
当X＝0.6cm时，可计算出压强P＝4.1×105psi，胁变B＝0.028；
当X＝0.7cm时，可计算出压强P＝4.8×105psi，胁变B＝0.034；
当X＝0.8cm时，可计算出压强P＝5.4×105psi，胁变B＝0.038；
当X＝0.9cm时，可计算出压强P＝6.1×105psi，胁变B＝0.042；
当X＝1.0cm时，可计算出压强P＝6.8×105psi，胁变B＝0.048；
当弹簧用青铜材料时，其弹性模量E(MPa)为E＝93000，轮胎半径R＝29.2cm，L＝21cm，胎体厚度T＝8.5cm，计算结果如下：
当X＝0.1cm时，可计算出压强P＝6.4×104psi，胁变B＝0.0046；
当X＝0.2cm时，可计算出压强P＝1.3×105psi，胁变B＝0.0094；
当X＝0.3cm时，可计算出压强P＝1.9×105psi，胁变B＝0.0142；
当X＝0.4cm时，可计算出压强P＝2.6×105psi，胁变B＝0.0190；
当X＝0.5cm时，可计算出压强P＝3.2×105psi，胁变B＝0.024；
当X＝0.6cm时，可计算出压强P＝3.8×105psi，胁变B＝0.028；
当X＝0.7cm时，可计算出压强P＝4.5×105psi，胁变B＝0.034；
当X＝0.8cm时，可计算出压强P＝5.1×105psi，胁变B＝0.038；
当X＝0.9cm时，可计算出压强P＝5.8×105psi，胁变B＝0.042；
当X＝1.0cm时，可计算出压强P＝6.4×105psi，胁变B＝0.048；
该新型不需充气轮胎胎体部分不超过整体的三分之一，其形变能力不能超过整体的三分之一，为设定条件。
压强和胁变为理论计算数据。
该型轮胎及其附属机构可被民用机械车辆使用。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换或直接或间接运用在相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种新型不需充气轮胎，在规则和法律许可的前提下，轮胎由内向外依次为内轮毂(2)、弹簧卡槽(6)、胎内弹簧悬挂(3)、胎体(1)、金属销套(7)和厚橡胶保护套(8)，其特征在于，所述胎体(1)为层状结构，层与层之间为几何结构，如三角形，四边形，五边形，六边形，等等，每层材质为天然橡胶，合成橡胶或其它民用高分子材料(不含聚氨酯)，最外一层与地面直接接触的外皮增厚，最内一层与空气直接接触的外皮增厚，胎体宽度至多占轮胎半径的三分之一，所述内轮毂(2)上设有弹簧卡槽(6)，卡槽内固定有胎内弹簧悬挂(3)，所述胎内弹簧悬挂(3)一端与胎体(1)连接，被金属销套(7)和厚橡胶保护层(8)包裹后连接到胎体(1)，使胎体(1)内部压力均匀化以形成胎面(4)，为另一端连接内轮毂的部分由弹簧卡槽(6)卡固，含底部和不含底部的金属销套(7)被圆滑打磨后为被含厚底部的厚橡胶保护层(8)所包裹，所述胎体(1)上为具有防滑凹凸花纹的胎面(4)，所述胎体(1)材质为天然橡胶，合成橡胶或其它民用高分子材料(不含聚氨酯)，所述胎体(1)和有防滑凹凸花纹的胎面(4)内部用普通民用钢丝加上普通民用碳纤维两层网络网格加强，“防”指的是减少概率的意思，该新型轮胎可避免充气型爆胎，降低打滑几率。
2.根据权利要求1所述的一种新型不需充气轮胎，其特征在于，固定在弹簧卡槽(6)内的胎内弹簧悬挂(3)，弹簧卡槽和弹簧的材质为民用不锈钢，民用弹簧用不锈钢，黄铜，青铜，等。
3.根据权利要求1所述的一种新型不需充气轮胎，其特征在于，内轮毂(2)上开设有螺孔(5)用于安装法律和规则许可的民用制动装置(10)和外轮毂(9)，外轮毂(9)其材质为民用工程塑料，民用钢，民用合金。
4.根据权利要求1所述的一种新型不需充气轮胎，其特征在于，所述胎体(1)厚度是T，弹簧长度是L，轮胎中心处到弹簧卡槽(6)低端的距离为D，车胎半径为R，车胎外圈与内圈之间厚度T不能超过R/3，胎内弹簧悬挂(3)作用在胎体(1)上造成的压力为F，压强为P，形变为X，压力面积为A，弹性系数为k，其形变最大能力Xmax不能超过车胎半径R的三分之一，作为民用机械车辆轮胎使用。
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