CN117822335A - 一种机械工程胎带束用钢帘线及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢帘线制造技术领域的机械工程胎带束用钢帘线及其制备方法，旨在解决现有技术中单丝之间间隙较小，且存在较大的钢丝应力，压延裁断时易出现翘头拱边现象等问题，其包括中心层、中间层和外层，中心层由三根单丝相互编捻而成，中间层由六根均匀排布于所述中心层外周的单丝编捻而成，外层由十一根均匀排布于所述中间层外周的单丝编捻而成。本发明可以有效解决钢帘线外层股之间间隙小，橡胶不能有效渗透到芯股钢丝致使帘线内部空气含量较高以及钢帘线压延裁断时因多股应力集中而产生翘头拱边的问题，且具有更好的帘线刚度。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械工程胎带束用钢帘线及其制备方法，属于钢帘线制造技术领域。
背景技术
钢帘线是子午线工程轮胎骨架材料中的重要组成部分，子午线工程轮胎常用的7×7×d+0.15HT结构的钢丝帘线，如图1所示，由七股7×d股线和一根0.15mm外缠丝共同编捻而成，七股7×d股线分为芯股股线和六股外层股股线，7×d结构捻向为S、捻距为12.5mm、六股外层股股线捻向为Z、捻距为20.0mm、外缠丝捻向为S、捻距为5.0mm。
这种结构存在以下缺陷：1)各层股线排列较紧密，外层股股线之间间隙较小，橡胶不能有效渗透到芯股股线钢丝致使帘线内部空气含量较高，易出现钢丝锈蚀和磨损导致帘线承载能力失效的问题；2)因该结构是由多股股线编捻而成，存在较大的钢丝应力，压延裁断时易出现翘头拱边现象；3)该帘线的单丝直径较小，且帘线刚度较小，应用于某些机械工程胎略显不足。目前仅通过对钢丝帘线生产工艺的控制并不能完全弥补由于结构设计不合理而存在的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种机械工程胎带束用钢帘线及其制备方法，可以有效解决钢帘线外层股之间间隙小，橡胶不能有效渗透到芯股钢丝致使帘线内部空气含量较高以及钢帘线压延裁断时因多股应力集中而产生翘头拱边的问题，且具有更好的帘线刚度。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
一方面，本发明提供一种机械工程胎带束用钢帘线，包括中心层、中间层和外层，所述中心层由三根单丝相互编捻而成，所述中间层由六根均匀排布于所述中心层外周的单丝组成，所述外层由十一根均匀排布于所述中间层外周的单丝组成；所述中间层和外层内的相邻单丝的间隙均大于0.030mm，且所述外层内的相邻单丝间隙不小于中间层内的相邻单丝间隙。
可选的，所述中心层的单丝直径是中间层的单丝直径的52％～57％，所述外层的单丝直径为中间层的单丝直径的100％～110％。
可选的，所述中心层、中间层和外层的单丝直径均不小于0.20mm。
可选的，所述中心层、中间层和外层的捻向均相同。
可选的，所述中间层的捻距为中心层捻距的1.4～2.0倍，所述外层的捻距为中间层捻距的1.4～2.0倍。
可选的，所述中心层、中间层和外层所用单丝的强度等级为普通强度、高强度、超高强度、特高强度和极高强度中的一种。
另一方面，本发明提供一种机械工程胎带束用钢帘线的制备方法，所述制备方法用于制备上述任一项所述的机械工程胎带束用钢帘线，其包括以下步骤：
利用三根直径为d1的单丝以捻距L1相互编捻，构成中心层；
利用六根直径为d2的单丝以捻距L2均匀排布在中心层外周进行编捻，构成中间层；
利用十一根直径为d3的单丝以捻距L3均匀排布在中间层外周进行编捻，构成外层，制备得到机械工程胎带束用钢帘线。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明所提供的钢帘线结构具有更大的刚度，从结构上保证了钢帘线内外层的开放性，大大提升了钢帘线的渗胶性，与常用的7×7×d+0.15HT结构的钢丝帘线相比，所用单丝根数大大减少，减小了钢丝残余应力，同时省去了外缠钢丝，降低了制造成本，可以有效避免帘布压延裁断时产生的翘头拱边问题，从而更好地运用于机械工程胎带束层。
附图说明
图1为本发明的一种实施例中机械工程胎带束用钢帘线的结构示意图；
图2为现有技术中机械工程胎带束用钢帘线的结构示意图；
图中：1中心层、2中间层、3外层。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：
如图2所示，本发明实施例提供的机械工程胎带束用钢帘线包括中心层、中间层和外层，中心层由三根单丝相互编捻而成，中间层由六根均匀排布于所述中心层外周的单丝编捻而成，外层由十一根均匀排布于所述中间层外周的单丝编捻而成。
中心层、中间层和外层所用单丝的强度等级为普通强度、高强度、超高强度、特高强度和极高强度中的一种。中心层、中间层和外层的单丝直径均不小于0.20mm，中心层的单丝直径是中间层的单丝直径的52％～57％，外层的单丝直径为中间层的单丝直径的100％～110％。
中间层和外层内的相邻单丝的间隙均大于0.030mm，且外层内的相邻单丝间隙不小于中间层内的相邻单丝间隙。
中心层、中间层和外层的捻向均相同，中间层的捻距为中心层捻距的1.4～2.0倍，外层的捻距为中间层捻距的1.4～2.0倍。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供一种机械工程胎带束用钢帘线的制备方法，包括以下步骤：
利用三根直径为0.2mm的单丝以捻距6.3mm相互编捻，捻距为6.3mm，捻向为Z向，构成中心层。
利用六根直径为0.35mm的单丝以捻距12.5mm均匀排布在中心层外周进行编捻，捻距为12.5mm，捻向为Z向，构成中间层。
利用十一根直径为0.35mm的单丝以捻距20.0mm均匀排布在中间层外周进行编捻，捻距为20.0mm，捻向为Z向，构成外层，制备得到机械工程胎带束用钢帘线，用3×0.20+6×0.35+11×0.35ST表示。
本实施例中中间层的单丝之间的间隙为0.04mm，外层的单丝之间的间隙为0.07mm。表1为现有技术中子午线轮胎常用的7×7×0.22+0.15HT结构钢丝帘线与本发明实施例2的性能指标对比表。
表1：现有技术中子午线轮胎常用的7×7×0.22+0.15HT结构钢丝帘线与本发明实施例1的性能指标对比
通过表1可以看出，本发明实施例2制备的机械工程胎带束层用钢帘线与采用现有技术制作的子午线轮胎用钢帘线强度相比：帘线直径降低了17.41％，强度提高14.28％，线密度降低10.53％，刚度提升32.6％，且帘线渗胶性能大幅度提高。
实施例3：
本实施例提供一种机械工程胎带束用钢帘线的制备方法，包括以下步骤：
中心层的单丝采用直径为1.52mm的黄铜丝，其碳含量为0.72％制备得到，中间层和外层的单丝采用直径为2.27mm的黄铜丝，其碳含量为0.86％制备得到。
利用三根直径为0.22mm的单丝以捻距8.0mm相互编捻，捻向为Z向，构成中心层。
利用六根直径为0.38mm的单丝以捻距16.0mm均匀排布在中心层外周进行编捻，捻向为Z向，构成中间层。
利用十一根直径为0.39mm的单丝以捻距24.0mm均匀排布在中间层外周进行编捻，捻向为Z向，构成外层，制备得到机械工程胎带束用钢帘线，用3×0.22+6×0.38+11×0.39ST表示。
本实施例中中间层的单丝之间的间隙为0.05mm，外层的单丝之间的间隙为0.07mm。表1为现有技术中子午线轮胎常用的7×7×0.22+0.15HT结构钢丝帘线与本发明实施例3的性能指标对比表。
表2：现有技术中子午线轮胎常用的7×7×0.25+0.15HT结构钢丝帘线与本发明实施例3的性能指标对比
通过表2可以看出，采用本发明制作一种机械工程胎带束层用钢帘线与采用现有技术制作的子午线轮胎用钢帘线强度相比：帘线直径降低了20.23％，强度提高16.93％，线密度降低15.15％，帘线刚度提升29.3％，且帘线渗胶性能大幅度提高。
本发明与现有技术所用钢帘线相比：1)本结构减少了外绕钢丝，降低了帘线制造成本；2)通过帘线结构的重新设计，大大提升帘线渗胶性能与刚度，从而大幅度提高了轮胎的使用寿命，且降低帘线压延裁断时翘头拱边风险；3)降低帘线线密度，可以实现轮胎的轻量化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种机械工程胎带束用钢帘线，其特征在于，包括中心层、中间层和外层，所述中心层由三根单丝相互编捻而成，所述中间层由六根均匀排布于所述中心层外周的单丝编捻而成，所述外层由十一根均匀排布于所述中间层外周的单丝编捻而成；所述中间层和外层内的相邻单丝的间隙均大于0.030mm，且所述外层内的相邻单丝间隙不小于中间层内的相邻单丝间隙。
2.根据权利要求1所述的机械工程胎带束用钢帘线，其特征在于，所述中心层的单丝直径是中间层的单丝直径的52%~57%，所述外层的单丝直径为中间层的单丝直径的100%~110%。
3.根据权利要求2所述的机械工程胎带束用钢帘线，其特征在于，所述中心层、中间层和外层的单丝直径均不小于0.20mm。
4.根据权利要求1所述的机械工程胎带束用钢帘线，其特征在于，所述中心层、中间层和外层的捻向均相同。
5.根据权利要求1所述的机械工程胎带束用钢帘线，其特征在于，所述中间层的捻距为中心层捻距的1.4~2.0倍，所述外层的捻距为中间层捻距的1.4~2.0倍。
6.根据权利要求1所述的机械工程胎带束用钢帘线，其特征在于，所述中心层、中间层和外层所用单丝的强度等级为普通强度、高强度、超高强度、特高强度和极高强度中的一种。
7.一种机械工程胎带束用钢帘线的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1~6任一项所述的机械工程胎带束用钢帘线，其包括以下步骤：
利用三根直径为d1的单丝以捻距L1相互编捻，构成中心层；
利用六根直径为d2的单丝以捻距L2均匀排布在中心层外周进行编捻，构成中间层；
利用十一根直径为d3的单丝以捻距L3均匀排布在中间层外周进行编捻，构成外层，制备得到机械工程胎带束用钢帘线。
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