CN215944210U - 一种提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轮胎领域，公开了一种提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，包括胎体、带束层、对称布置于带束层端部与胎体之间的胎肩垫胶，以及依次设置在胎体内侧的过渡层、气密层；所述带束层包括由内向外依次重叠设置的第一带束层、第二带束层、第三带束层、第四带束层；所述胎肩垫胶位于第一带束层、第二带束层端部下方，并使第一带束层、第二带束层与胎面轮廓平行；所述过渡层与胎肩部对应部分的厚度大于过渡层的其他部分的厚度；提升轮胎带束层的耐久性能。

Description

一种提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎

技术领域

本实用新型涉及轮胎领域，具体涉及一种提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎。

背景技术

全钢带束层耐久性能是全钢丝子午线轮胎的一项重要指标，对载重汽车轮胎来说更是至关重要。国内苛刻的市场使用环境以及轮胎超长时间使用的情况，使得载重汽车轮胎在行驶过程中频繁受到侧向力作用，所以对轮胎带束层耐久性能的要求越来越高。

根据研究发现，轮胎带束层耐久试验及实际使用中出现的问题，主要集中在轮胎胎冠部位的带束层端点附近，根据有限元分析可知，该区域的端点非常多，比如各带束层、胎肩垫胶、带束层型胶等部件的端点处存在应力集中，容易导致带束层端点处撕裂。

现有技术中，多采用微调胎冠胶、肩垫胶尺寸、配方的方式来提升轮胎带束层耐久力，但这种方式生产的轮胎最多运行3～4h就会出现轮胎损坏，无法进一步满足市场需求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，包括胎体、带束层、对称布置于带束层端部与胎体之间的胎肩垫胶，以及依次设置在胎体内侧的过渡层、气密层；所述带束层包括由内向外依次重叠设置的第一带束层、第二带束层、第三带束层、第四带束层；所述胎肩垫胶位于第一带束层、第二带束层端部下方，并使第一带束层、第二带束层的端部与胎面轮廓平行；所述过渡层与胎肩垫胶对应部分的厚度大于过渡层的其他部分的厚度。

进一步地，所述过渡层的增厚部分呈梯形。

进一步地，第二带束层宽度为轮胎断面宽的67％～83％；第一带束层宽度为第二带束层宽度减20～30mm；第三带束层宽度为第二带束层宽度减10～20mm；第四带束层宽度为第二带束层宽度的55％。

进一步地，各带束层包括平行排布的钢丝以及覆盖在钢丝上的带束层覆胶；第一带束层的钢丝与轮胎中心线所成夹角为46°～58°、第二带束层的钢丝与轮胎中心线所成夹角为13°～20°、第三带束层的钢丝与轮胎中心线所成夹角为13°～20°、第四带束层的钢丝与轮胎中心线所成夹角为13°～20°；其中第一带束层与第二带束层的钢丝倾斜方向相同，第三带束层与第四带束层的钢丝倾斜方向相同，第二带束层与第三带束层的钢丝交叉设置。

进一步地，各带束层包括平行排布的钢丝以及覆盖在钢丝上的带束层覆胶；第一带束层厚度是第一带束层钢丝直径的1.42～1.97倍，第二带束层厚度是第二带束层钢丝直径的1.24～2.30倍，第三带束层厚度是第三带束层钢丝直径的1.24～2.30倍、第四带束层厚度是第四带束层钢丝直径的1.36～1.56倍。

进一步地，包括设置在第二带束层端部与第三带束层端部之间的带束层型胶；第二带束层端点与第三带束层之间的带束层型胶的厚度为2.0±0.5mm、宽度为20±5mm。

进一步地，所述胎肩垫胶宽度是第二带束层端点到胎体距离的8～10倍；所述胎肩垫胶内端点与轮胎中心线的距离为第一带束层宽度的35.5％～41.5％。

进一步地，所述气密层厚度为2.0±0.5mm。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果是：

1.本实用新型在配方和花纹维持不变、保证优异的承载性能的基础上，通过胎肩垫胶使第一带束层、第二带束层与胎面轮廓平行，确保轮胎使用过程中带束层变形稳定，从而提升轮胎带束层的耐久性能；另外，在胎体内侧与胎肩垫胶对应的位置上，对过渡层进行加厚，减少胎里露线的风险，同时也能更好的维持胎体与气密层的粘合性，保证了轮胎的正常使用性能。

2.本实用新型还通过调整带束层覆胶厚度、限定带束层宽度角度范围、限定带束层型胶尺寸范围、限定胎肩垫胶尺寸、改变胎肩部位内侧气密层厚度，来实现载重轮胎带束层耐久性能的进一步提升。

附图说明

图1为本实用新型整体的结构示意图；

图2为图1中II-II方向的剖视图；

图3为本实用新型过渡层的结构示意图；

图4为本实用新型耐久试验的侧向力波形图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的一种优选实施方式作详细的说明。

如图1、2、3所示，一种提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，轮胎按照分布位置包括胎冠部10、胎肩部20、胎侧部30、胎圈部40；具体结构部件包括胎面A、带束层型胶B、胎肩垫胶C、胎侧胶D、耐磨胶E、填充型胶F、三角胶G、胎圈钢丝H、钢丝包布I、带束层、气密层J、过渡层K、胎体L。

带束层分为第一带束层M、第二带束层N、第三带束层O、第四带束层P，四层带束层自下而上依次重叠在一起，每层带束层中存在若干平行的带束层钢丝和覆盖在钢丝上的带束层覆胶，第二、三带束层的端部之间设有带束层型胶B，带束层端部与胎体L间设计胎肩垫胶C，胎圈钢丝H、三角胶G以及置于外围的钢丝包布I、耐磨胶E、填充型胶F埋设在胎圈部40。胎体L由胎冠部10经胎肩部20、胎侧部30延伸至胎圈部40，胎体L绕胎圈钢丝H由轮胎轴向内侧向外侧反包形成反包部，胎圈钢丝H和三角胶G被胎体L以及形成的反包部包裹，耐磨胶E和填充型胶F置于钢丝包布I和反包部的轴向外侧。胎体L内侧设有气密层J和过渡层K，气密层J和过渡层K保护胎体L至胎圈钢丝H底部。

本实用新型采用四层带束层结构，带束层覆胶厚度采用特定厚度，优化带束层宽度、带束层型胶B尺寸、胎肩垫胶C位置和气密层厚度，降低轮胎使用过程的热量，轮胎带束层耐久性能得到提升。

带束层覆胶厚度采用特定厚度，能够更好维持轮胎胎冠刚性，确保轮胎骨架材料更加稳定；如果带束层覆胶厚度过厚，轮胎在行驶过程中带束层之间容易发生变形生热，带束层易损坏，影响轮胎安全；如果带束层覆胶厚度过薄，轮胎在制造过程中容易出现露铜，在使用过程中带束层钢丝容易出现生锈现象，影响带束层钢丝的强度，轮胎容易出现早期损坏。

带束层宽度优化即轮胎成品的第二带束层N宽度为轮胎断面宽的67％～83％，轮胎断面宽为本领域技术人员的常用术语；轮胎成品的第一带束层M宽度为第二带束层N宽度减20～30mm；轮胎成品的第三带束层O宽度为第二带束层N宽度减10～20mm；轮胎成品的第四带束层P宽度约为第二带束层N宽度的55％。

在带束层的俯视图上观察带束层钢丝排列角度和方向：第一带束层M钢丝、第二带束层N钢丝由左下向右上倾斜，第三带束层O钢丝、第四带束层P钢丝由左上向右下倾斜：第一带束层M钢丝与中心线所成夹角为46°～58°、第二带束层N钢丝与中心线所成夹角为13°～20°、第三带束层O钢丝与中心线所成夹角为13°～20°、第四带束层P钢丝与中心线所成夹角为13°～20°。

具体地，用于后续实施例中的第一带束层M厚度为1.6mm，宽度为170mm，与中心线的夹角为52°；第二带束层N厚度为1.7mm，宽度为190mm，与中心线的夹角为18°；第三带束层O厚度为1.7mm，宽度为165mm，与中心线的夹角为18°；第四带束层P厚度为1.6mm，宽度为104mm，与中心线的夹角为18°。

通过有限元分析可知，经优化后的带束层宽度、角度、方向组合设计的轮胎，各带束层端点的应变和应变能减小，每层带束层受力分配更佳。

优化带束层型胶B尺寸，使第二带束层N端点与第三带束层O之间带束层型胶B厚度为2.0±0.5mm，宽度为20±5mm，带束层型胶B厚度超过2.5mm，宽度超过25mm，不利于轮胎二次翻新和带束层交叉层间接触宽度；带束层型胶B厚度低于1.5mm，宽度低于15mm，不利于降低第三带束层O端点应变，增加端点热量的堆积；带束层型胶B厚度为2.0±0.5mm、宽度为20±5mm时能够减小带束层端点应力应变，合理分配带束层交叉层间接触宽度，确保带束层对轮胎胎体L的箍紧效果，从而提升轮胎冠部10带束层耐久性能。

胎肩垫胶C宽度是第二带束层N端点到胎体L距离的8～10倍，胎肩垫胶C内端点与轮胎成品断面中心线的距离为第一带束层M宽度的35.5％～41.5％；合适的垫胶尺寸，能够确保第一带束层M、第二带束层N端部与冠弧平行，确保轮胎使用过程中带束层变形稳定，从而提升轮胎冠部10耐久性能；具体来说，用于下面实施例中的胎肩垫胶C宽度为70mm、厚度为7.9mm，垫胶内端点距离轮胎中心位置65mm。

过渡层K的局部厚度增加，主要是胎肩部20的胎肩垫胶C对应部分，即图1中的3到4之间，过渡层K的增厚部分呈梯形，厚度0.5mm，宽度为胎肩垫胶C总宽度再增加45mm，过渡层K的局部增厚设计能够减少成品轮胎的胎里露线的风险，同时能够更好维持胎体L与气密层J的粘合性，保证轮胎的正常使用性能。具体地，用于下面实施例中的过渡层K增厚部分的宽度为115mm。

气密层J厚度在2.0±0.5mm范围内，是为了更好维持轮胎的气密性，保证轮胎的正常使用性能。如果气密层J厚度低于1.5mm，会使轮胎在高气压高负荷使用过程出现轮胎内腔气体缓慢泄漏问题，造成轮胎气压降低的风险，影响性能；如果气密层J厚度高于2.5mm不仅会增加成本，而且会导致气密层J与过渡层K的粘合不良，影响轮胎安全。

使用本实用新型方案生产的轮胎作为实施例，使用原有的、未进行优化设计的轮胎作为对比例，进行耐久试验，实施例与对比例的规格尺寸、花纹相同。

1、试验条件：

1.1、环境温度：38±3℃，试验轮胎：7.50x19.5，试验气压：860kPa，标准负荷：2575kg；

1.2、试验负荷：3605kg(标准负荷x140％)，试验速度：60km/h，侧向力：1545kg(标准负荷x60％)；侧向力波形如图4所示。

2、试验步骤：

2.1、轮胎外观、无损检测合格进行下一步；

2.2、轮胎打磨，将胎面打磨至磨耗标志位置，即带束层上胶厚大约保留7mm，冠弧与打磨前冠弧尽量一致；

2.3、将符合要求的试验轮胎，安装在测量轮辋上，充气至单胎最大额定标准气压，在38±3℃的温度下停放3h以上；

2.4、调整停放后的轮胎气压至试验气压后再停放15min；

2.5、将轮胎与轮辋组合体安装在试验机上；

2.6、设定试验程序如下，T1、T2、T3、T4已在图4中示意：

2.7、开始试验；

2.8、试验完成后，将轮胎从轮辋上拆除，检查轮胎外观，并进行无损检测，观察轮胎内部是否出现了脱层、气泡等缺陷，以及缺陷发生的起始点。

3.测试结果：

对比例轮胎耐久力性能的测试结果是3h58min，胎冠起鼓，而实施例的测试结果是12h，上模胎冠磨损严重、局部露第三带束层O端部，能够将耐久测试时间提高约3倍，采用本实用新型中方案所生产的轮胎能够满足载重轮胎市场的需求。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，其特征在于，包括胎体、带束层、对称布置于带束层端部与胎体之间的胎肩垫胶，以及依次设置在胎体内侧的过渡层、气密层；所述带束层包括由内向外依次重叠设置的第一带束层、第二带束层、第三带束层、第四带束层；所述胎肩垫胶位于第一带束层、第二带束层端部下方，并使第一带束层、第二带束层的端部与胎面轮廓平行；所述过渡层与胎肩垫胶对应部分的厚度大于过渡层的其他部分的厚度。

2.根据权利要求1所述提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，其特征在于：所述过渡层的增厚部分呈梯形。

3.根据权利要求1所述提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，其特征在于：第二带束层宽度为轮胎断面宽的67％～83％；第一带束层宽度为第二带束层宽度减20～30mm；第三带束层宽度为第二带束层宽度减10～20mm；第四带束层宽度为第二带束层宽度的55％。

4.根据权利要求1所述提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，其特征在于：各带束层包括平行排布的钢丝以及覆盖在钢丝上的带束层覆胶；第一带束层的钢丝与轮胎中心线所成夹角为46°～58°、第二带束层的钢丝与轮胎中心线所成夹角为13°～20°、第三带束层的钢丝与轮胎中心线所成夹角为13°～20°、第四带束层的钢丝与轮胎中心线所成夹角为13°～20°；其中第一带束层与第二带束层的钢丝倾斜方向相同，第三带束层与第四带束层的钢丝倾斜方向相同，第二带束层与第三带束层的钢丝交叉设置。

5.根据权利要求1所述提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，其特征在于：各带束层包括平行排布的钢丝以及覆盖在钢丝上的带束层覆胶；第一带束层厚度是第一带束层钢丝直径的1.42～1.97倍，第二带束层厚度是第二带束层钢丝直径的1.24～2.30倍，第三带束层厚度是第三带束层钢丝直径的1.24～2.30倍、第四带束层厚度是第四带束层钢丝直径的1.36～1.56倍。

6.根据权利要求1所述提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，其特征在于：包括设置在第二带束层端部与第三带束层端部之间的带束层型胶；第二带束层端点与第三带束层之间的带束层型胶的厚度为2.0±0.5mm、宽度为20±5mm。

7.根据权利要求1所述提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，其特征在于：所述胎肩垫胶宽度是第二带束层端点到胎体距离的8～10倍；所述胎肩垫胶内端点与轮胎中心线的距离为第一带束层宽度的35.5％～41.5％。

8.根据权利要求1所述提升带束层耐久性能的载重子午线轮胎，其特征在于：所述气密层厚度为2.0±0.5mm。

Images