CN113910832A - 子午线航空轮胎 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种子午线航空轮胎,属于轮胎领域。包括:胎面胶,两个对称分布于胎面胶两侧的胎侧胶,其与胎面胶连接并延伸至两个胎圈,在胎圈的外表面有橡胶层覆盖,每个胎圈的内部有至少一个钢丝圈和至少一个位于其径向外侧的三角形填充胶,位于轮胎内表面的气密层,至少一个位于胎面胶径向内侧的保护层,一个位于保护层径向内侧的橡胶层,至少一个带束层,至少一个反包胎体层和至少一个正包胎体层,所述的带束层、胎体层均由纤维帘线和橡胶粘合构成,纤维帘线并排分布于橡胶中间,纤维帘线由脂肪族聚酰胺或芳香族聚酰胺或两者的长丝通过加捻而成,胎体层在成型鼓贴合时的内直径与钢丝圈内直径之比称为胎体帘布收缩比K≤1.25,纤维帘线的强度≥420N。
Description
技术领域
本发明涉及轮胎领域,详细地讲是一种子午线航空轮胎。
背景技术
众所周知,子午线航空轮胎在使用过程中有时会出现胎圈脱层鼓包的故障,对飞机安全构成威胁。经过调查分析,该类故障主要是设计中的一种缺陷导致的。现有设计缺陷主要是在胎圈部位存在较大的褶子。褶子部位在负荷下会产生较大的应力集中。有限元分析结果表明,褶子部位的应力比平坦位置高约1到2倍,褶子小应力水平就低,褶子大应力水平就高。由于褶子的大小是随机的,在生产过程中难以控制,因此,存在局部应力集中过大的可能。过大的集中应力在正常使用条件下就有可能导致胎体层间剥离,从而发生脱层鼓包的故障。减少褶子或消除褶子是解决这类问题的关键,这就需要改进现有设计存在的缺陷。现有设计通常采用的胎体帘布总伸张在1.3-1.5之间。总伸张越小,则胎体帘布的收缩比就越大,胎体帘布正包或反包钢丝圈时就越容易产生褶子。因此,解决因褶子导致的胎圈脱层和鼓包问题,可以通过降低胎体帘布的收缩比来减少或消除现有设计缺陷导致的胎体帘布正包或反包钢丝圈时产生的褶子。
但是,降低胎体帘布的收缩比会带来新的问题。胎体帘布在成型鼓上平铺贴合后,经过膨胀,在大于成型鼓直径的各个部位,其帘线密度就会降低。帘线密度降低的程度与成型鼓直径有关,成型鼓直径越小,帘线密度降低得越大。因为钢丝圈直径不变,降低胎体帘布的收缩比,就必须减小成型鼓直径。如果成型鼓上胎体帘布的帘线密度不变,那么,降低胎体帘布的收缩比后,胎体帘布膨胀到大于成型鼓直径的各个部位时,各部位的帘线密度相对于采用较大成型鼓直径时的帘线密度就会变小。这意味着,胎体帘线的受力就会增大,胎体的安全系数就会降低,有可能不满足标准要求。
针对胎体帘线密度降低带来的轮胎安全系数降低的问题,可以通过增加胎体帘布层数、增加帘线密度、增加帘线强度等方法来解决。增加胎体帘布层数的同时会带来轮胎重量的增加、轮胎生热的增加。飞机对重量的控制一般都是很严格的,因此,轮胎重量增加可能会超过允许值。轮胎生热增加一般都会导致耐久性能下降,可能会导致安全性能不能满足要求。增加帘线密度可以一定程度解决轮胎安全系数降低的问题。增加帘线密度在一定范围内是可行的,但是如果帘线间距低于必要值,那么在工艺可行性、耐久性能等方面就会产生不可接受的问题。
下列定义适用于本发明:
径向:垂直于轮胎的旋转轴线的方向。
轴向:平行于轮胎的旋转轴线的方向。
赤道平面:垂直于轮胎的旋转轴线的平面,轮胎相对于该平面是对称的。
径向内侧/外侧:部件A与轮胎的旋转轴线的径向距离分别小于/大于参照部件B与轮胎的旋转轴线的径向距离。
轴向内侧/外侧:部件A与轮胎的轴向对称平面的轴向距离分别小于/大于参照部件B与轮胎的赤道平面的轴向距离。
正包:胎体帘布从钢丝圈的轴向外侧包过钢丝圈的径向内侧。
反包:胎体帘布从钢丝圈的轴向内侧包过钢丝圈的径向内侧并继续向其径向外侧延伸。
胎体帘布收缩比:成型鼓上的胎体帘布筒内直径与钢丝圈直径之比。
褶子:一层帘布因局部皱褶而产生的两层以上的重叠结构。
帘线密度:单位宽度内帘线的根数。
胎冠:轮胎的径向顶部。
帘线强度:帘线拉断力。
捻度:单位长度加捻纤维的捻回数。
线密度:原丝或帘线单位长度的质量。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种子午线航空轮胎,解决因褶子导致的胎圈脱层和鼓包问题,解决轮胎安全系数降低的问题,防止轮胎耐久性能下降。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种子午线航空轮胎,包括:胎面胶,两个对称分布于胎面胶两侧的胎侧胶,其与胎面胶连接并延伸至两个胎圈,在胎圈的外表面有橡胶层覆盖,每个胎圈的内部有至少一个钢丝圈和至少一个位于其径向外侧的三角形填充胶,位于轮胎内表面的气密层,至少一个位于胎面胶径向内侧的保护层,一个位于保护层径向内侧的橡胶层,至少一个带束层,至少一个反包胎体层和至少一个正包胎体层,其特征是,所述的带束层、胎体层均由纤维帘线和橡胶粘合构成,纤维帘线并排分布于橡胶中间,所述的纤维帘线由脂肪族聚酰胺或芳香族聚酰胺或两者的长丝通过加捻而成,所述的胎体层在成型鼓贴合时的内直径与钢丝圈内直径之比称为胎体帘布收缩比,标记为K,所述的K≤1.25,纤维帘线的强度≥420N。
所述的纤维帘线至少包含两股尼龙66原丝。
所述的纤维帘线总的线密度≥5500dtex。
所述的纤维帘线初捻捻度在150捻/米~400捻/米。
所述的纤维帘线复捻捻度在150捻/米~400捻/米。
本发明的有益效果是,采用增加帘线强度的技术方案,解决因褶子导致的胎圈脱层和鼓包问题,防止出现胎圈脱层鼓包的故障,提高了胎体的安全系数,使轮胎重量及轮胎生热在允许值,提高轮胎的耐久性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明胎圈部位无褶子轮胎断面图。
图2是本发明胎体帘布收缩特征断面图。
图中1.胎体帘布,2.成型鼓,3.反包钢丝圈,11.胎面胶,12.胎侧胶,13.钢丝圈,14.三角胶,15.保护层,16.橡胶层,17.层带束层,18.层带束层,19.胎体层,20.胎体层,21.胎体层,22.气密层,23.轮辋,24.胎圈部位。
具体实施方式
在图中,本发明一种子午线航空轮胎,其断面及与之装配的轮辋23,如图1所示,轮胎的基本构造如下:胎面胶11与两个胎侧胶12连接在一起,两个胎侧胶延伸至两个胎圈,每个胎圈的内部有一个钢丝圈13和一个三角胶14,一层位于胎面胶径向内侧的保护层15、一层位于保护层15径向内侧的橡胶层16以及二层位于橡胶层16径向内侧的带束层17、带束层18对称地分布于胎冠两侧,两层胎体层20、胎体层21从带束层径向内侧向下延伸,并从钢丝圈13的轴向内侧包过钢丝圈13,然后向上包过三角胶14,一层正包胎体层19从带束层径向内侧向下延伸,并从钢丝圈13的轴向外侧包过钢丝圈13,一层气密层22紧贴胎体层21并由胎冠延伸至胎圈。
所述胎体层19或胎体层20或胎体层21由纤维帘线和橡胶粘合在一起组成,所述的纤维帘线由脂肪族聚酰胺或芳香族聚酰胺或两者的长丝通过加捻而成,这些纤维帘线彼此相互平行,呈辐射状分布于轮胎的径向,并与赤道平面形成80°~90°的夹角。每层胎体层19或胎体层20或胎体层21中的纤维帘线与赤道平面形成的夹角相互对称,例如胎体层19的角度为+85°,胎体层20的角度为-85°,胎体层21的角度为+85°。各层胎体层通过橡胶各成分的化学反应牢固地粘合在一起。
如图2所示,胎体帘布1在成型鼓2上的贴合直径为φD,反包钢丝圈3的内直径为φd。所述的胎体层在成型鼓2贴合时的内直径与反包钢丝圈3内直径之比称为胎体帘布收缩比,标记为K,所述的K≤1.25,纤维帘线的强度≥420N。优选地,胎体帘布收缩比K=φD/φd=1.0~1.25。胎体帘布1在成型鼓2上反包钢丝圈3,从而胎圈部位24形成没有褶子或褶子很小的胎体帘布包圈状态。
如技术背景所述,降低胎体帘布收缩比,如果仍然采用现有胎体帘布,则会因密度减小导致轮胎的安全系数下降。例如,46×17.0R20轮胎,胎体帘线采用现有适用帘线:2100dtex/2锦纶66。这种帘线的断裂强度约为320N、平均直径约为0.78mm。设计的胎体帘布层数为7层,总伸张为1.40,收缩比为1.39,胎体帘布帘线密度为8.8根/cm,则轮胎胎冠帘线密度为6.3根/cm,此时轮胎的安全系数为4.2倍。当总伸张取值为1.60时,收缩比为1.25,胎体帘布帘线密度仍为8.8根/cm,则轮胎胎冠帘线密度为5.2根/cm,此时轮胎的安全系数为3.5倍。如果胎体帘线密度不变,则为保持设计的安全系数,理论上胎体帘布层数大约需要增加到9层胎体帘布。如果要保持帘布层数不变,则需要开发更高强度的胎体帘线。如果高强度帘线的帘线密度不变,则为了保持相同的轮胎强度,其断裂强度至少为387.7N。考虑到帘线强度提高的同时,帘线的直径一般会增加,在现有工艺条件下,胎体帘布的帘线密度也将降低。经过研究和试验,在胎体帘布收缩比为1.25的情况下,为保持需要轮胎强度,则帘线断裂强度至少为420N。
所述帘线的实施方式如下:
所述帘线至少包括两股尼龙66原丝,各股尼龙66原丝首先各自进行初捻形成股丝,各个股丝合股进行复捻形成帘线。两股尼龙66原丝的线密度均为2800dtex。无论何种结构,全部尼龙66原丝的线密度之和至少为5500dtex。初捻捻度在150捻/米~400捻/米之间,优选地,在200捻/米~350捻/米之间。复捻捻度在150捻/米~400捻/米之间,优选地,在200捻/米~350捻/米之间,复捻捻向与初捻捻向相反。拉伸试验结果表明,本发明实施方案的帘线其强度为430N。
Claims (5)
1.一种子午线航空轮胎,包括:胎面胶,两个对称分布于胎面胶两侧的胎侧胶,其与胎面胶连接并延伸至两个胎圈,在胎圈的外表面有橡胶层覆盖,每个胎圈的内部有至少一个钢丝圈和至少一个位于其径向外侧的三角形填充胶,位于轮胎内表面的气密层,至少一个位于胎面胶径向内侧的保护层,一个位于保护层径向内侧的橡胶层,至少一个带束层,至少一个反包胎体层和至少一个正包胎体层,其特征是,所述的带束层、胎体层均由纤维帘线和橡胶粘合构成,纤维帘线并排分布于橡胶中间,所述的纤维帘线由脂肪族聚酰胺或芳香族聚酰胺或两者的长丝通过加捻而成,所述的胎体层在成型鼓贴合时的内直径与钢丝圈内直径之比称为胎体帘布收缩比,标记为K,所述的K≤1.25,纤维帘线的强度≥420N。
2.根据权利要求1所述子午线航空轮胎,其特征在于所述的纤维帘线至少包含两股尼龙66原丝。
3.根据权利要求1所述子午线航空轮胎,其特征在于所述的纤维帘线总的线密度≥5500dtex。
4.根据权利要求1所述子午线航空轮胎,其特征在于所述的纤维帘线初捻捻度在150捻/米~400捻/米。
5.根据权利要求1所述子午线航空轮胎,其特征在于所述的纤维帘线复捻捻度在150捻/米~400捻/米。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant |