CN217048151U - 一种防沟底裂胎面结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于轮胎制造领域，特别涉及一种防沟底裂胎面结构，包括胎面的纵主沟，在纵主沟侧壁及沟底布置耐撕裂胶料。所述耐撕裂胶料内设置有尼龙纤维布，尼龙纤维布位于沟底胶中间位置并平行于沟底轮廓线，两侧端点与沟底侧壁线中点平齐。在纵主沟的左右侧壁和沟底圆弧的相切点上交替设置加强筋。本实用新型一种防沟底裂胎面结构，耐撕裂胶料可以降低沟底剪切应变，抵抗沟底的疲劳变形，从而避免沟裂的发生；尼龙纤维布能够在不增加沟底剪切应变的基础上，增加沟底刚度，降低异物对沟底外壁造成的外部损伤；加强筋结构，减小了沟底侧壁的角度，避开了沟底的应变集中区域。

Description

一种防沟底裂胎面结构

技术领域

本实用新型属于轮胎制造领域，特别涉及一种防沟底裂胎面结构。

背景技术

轮胎沟底裂是一种常见的轮胎失效形式，在使用初期发生的沟底裂现象会导致较高的投诉率，给企业造成很大经济损失。产生沟底裂的原因很多，大致分为三部分，结构因素、材料因素和使用环境因素。结构因素包括带束层结构、沟底形状等等，导致的沟底位置的应力应变集中，易发生疲劳破坏；材料因素主要是胎面胶的材料，一般具有较好的耐磨、防滑、耐老化、耐刺扎性能，但是对于材料的曲挠特性、抗撕裂性能关注较少，提升胶料的耐疲劳撕裂性能可能导致其他性能的降低；使用环境因素同样是导致沟底裂的重要原因之一，在某些情况下，沟底应力应变可能达不到胶料的破坏强度，但是由路况导致的花纹沟槽表面的损伤，会在循环应力和应变作用下，经过一定循环次数在损伤位置产生裂纹，并不断扩展。

现有的沟底裂解决方案主要是结构的改进，如在专利CN102371855B中提到的充气轮胎，通过改变纵主沟的沟轮廓线的形状，增加了沟底应力集中点的刚性；在专利CN110588248A中，则是通过调整胎面部件的尺寸，控制垫胶端点与花纹沟底的差级，使得轮胎充气前后冠部位置均匀膨胀，减小花纹沟的变形，从而达到降低沟裂发生的概率。上述专利，在结构上对轮胎进行了设计改进，但是对于存在沟裂问题的轮胎产品，改变轮胎结构设计，对于产品改善来讲，很难在保证产品的其他性能不受影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对存在沟裂问题的产品，在不改变轮胎整体结构，不影响胎面胶主要性能的基础上，提供一种可有效避免沟底裂的胎面结构。

为实现上述目的，现提供技术方案如下：

一种防沟底裂胎面结构，包括胎面的纵主沟，在纵主沟侧壁及沟底布置耐撕裂胶料。

进一步的，所述耐撕裂胶料的厚度为1-3mm。

进一步的，所述耐撕裂胶料的厚度取值为沟底轮廓弧线最低点到基部胶距离的二分之一。

进一步的，所述耐撕裂胶料内设置有尼龙纤维布，尼龙纤维布位于沟底胶中间位置并平行于沟底轮廓线，两侧端点与沟底侧壁线中点平齐。

进一步的，所述尼龙纤维的密度为50-70根/100mm，角度为0-5°。

进一步的，在纵主沟的左右侧壁和沟底圆弧的相切点上交替设置加强筋。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型一种防沟底裂胎面结构，耐撕裂胶料可以降低沟底剪切应变，抵抗沟底的疲劳变形，从而避免沟裂的发生。

2、本实用新型一种防沟底裂胎面结构，沟底尼龙纤维布能够在不增加沟底剪切应变的基础上，增加沟底刚度，降低异物对沟底外壁造成的外部损伤。

3、本实用新型一种防沟底裂胎面结构，加强筋结构，减小了沟底侧壁的角度，避开了沟底的应变集中区域；加强筋与传统的沟底胶块相比，所具备的特点是与沟壁紧密连接，不易破坏；两种结构的加强筋交替布置，可以避免沟底应变在一侧集中，起到分散应力的作用。

附图说明

图1为实施例1胎面结构剖视图；

图2为实施例2胎面结构剖视图；

图3为沟底胶单元编号划分示意图；

图4为技术方案1和2的剪切应变幅值对比图；

图5为技术方案1的施工图；

图6为技术方案2的施工图；

图7为实施例3的胎面花纹图；

图8为图7的A-A剖面图；

图9为图7的B-B剖面图。

图中：1、胎面胶；2、耐撕裂胶料；3、基部胶；4、带束层；5、垫胶；6、胎体；7、内衬层；8、尼龙纤维布；9、薄胶片。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型技术方案，下面结合附图对本实用新型技术方案进行详细描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

一种防沟底裂胎面结构，包括胎面的纵主沟，在纵主沟侧壁及沟底布置耐撕裂胶料2。所述耐撕裂胶料2的厚度为1-3mm，或者耐撕裂胶料2的厚度取值为沟底轮廓弧线最低点到基部胶3距离的二分之一，由于沟底的应变集中位置位于沟底轮廓侧壁直线与沟底圆弧相切点附近，故在此处布置耐撕裂胶料2 型号为AQT140，具有耐撕裂、低生热的特点，可有效降低沟底部位的应变，从而起到防止沟裂的效果。

实施例2

在实施例1的基础上，耐撕裂胶料2内设置有尼龙纤维布8，尼龙纤维布 8位于沟底胶中间位置并平行于沟底轮廓线，两侧端点与沟底侧壁线中点平齐。所述尼龙纤维的密度为50-70根/100mm，角度为0-5°。尼龙纤维布8位于沟底胶中间位置平行于沟底轮廓线布置，两侧端点与沟底侧壁线中点平齐。尼龙纤维布8可以增加沟底刚度，同时起到防止石子等异物刺穿沟壁的作用，角度设置为0-5°可以减小对于沟底应力分布的影响。

实施例3

在实施例2的基础上，在纵主沟的左右侧壁和沟底圆弧的相切点上交替设置加强筋，可以有效减小石子对于沟底胶料的破坏，同时增强了沟底刚性，有效分散了沟底的应力应变。所述沟底加强筋存在两种结构形式，剖面沟底形状如图8和图9所示，在原沟底侧壁与沟底圆弧相切点之上3-6mm处采用圆弧过渡，结构A-A在靠近胎肩一侧的侧壁圆弧过渡，结构B-B与之相反，两种结构在沟底位置交替布置。

以12R22.5规格的全钢载重子午线轮胎为对象，利用有限元仿真软件建立了3种模型进行分析。其中模型1为采用普通胶料的胎面结构，模型2为实施例1所述的胎面结构；模型3为实施例2所述胎面结构。计算模型均包括以下三部分结构：轮胎模型、轮辋、路面。计算工况：充气内压为1.1Mpa，标准载荷为3550KG。

对轮胎二维有限元模型的沟底单元进行加密处理，如图3所示，将边沟沟底单元非均匀划分为26个单元，1号单元(E1)为靠近胎肩的一侧，26号单元(E26)更靠近赤道侧。对二维模型模型进行充气加载，再利用旋转截面生成三维模型进行接地分析。

计算完成后提取沟底26个单元旋转360°生成的所有单元的剪切应变进行分析，并计算其最大值和最小值的差值，即沟底单元剪切应变的幅值，提取模型1和模型2的结果数据进行分析，如图4所示。从图4中可以看出，剪切应变幅值在花纹沟底两侧并不一致，不考虑胎面单元，幅值较大的单元包括 10～13号和18号单元(E18)，靠近胎肩一侧的沟壁危险区域(应变幅值较高的区域)明显大于靠赤道一侧的沟壁，证明靠近胎肩的沟壁更容易发生疲劳破坏，从市场返回的沟裂轮胎验证了这一点。相较于实施例1，实施例2的剪切应变幅值大幅降低，在危险区域的剪切应变幅值降低了15％～17％，证明了该方法的有效性。

同样提取了模型2和模型3的剪切应变幅值进行分析，二者之间的差距十分微小，故可以认为在沟底布置0-5°的尼龙纤维布8对沟底承受剪切应变的能力无影响，但是可以增强沟底的防刺扎能力，避免了沟底侧壁由于外部损伤的进一步扩展而引发的沟裂现象。

图5为实施例1的半成品施工图，胎面3个部件胎面胶1、耐撕裂胶料2 和基部胶3通过三复合挤出机一次挤出。

图6为实施例2的半成品施工图，其中胎面胶1和基部胶3通过两复合挤出机挤出，而布置有尼龙纤维布8的耐撕裂胶料2则通过压延机挂胶压延得到，然后将一层薄胶片9贴在沟底胶底部，目的是增强黏性，在胎胚成型阶段，将沟底胶与胎面胶1进行粘合。

以上所述，仅是本实用新型的最佳实施例而已，并非对本实用新型的任何形式的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下利用上述揭示的方法和内容对本实用新型做出的许多可能的变动和修饰，均属于权利要求书保护的范围。

Claims (4)

1.一种防沟底裂胎面结构，其特征在于：包括胎面的纵主沟，在纵主沟侧壁及沟底布置耐撕裂胶料；

所述耐撕裂胶料内设置有尼龙纤维布，尼龙纤维布位于沟底胶中间位置并平行于沟底轮廓线，两侧端点与沟底侧壁线中点平齐；

在纵主沟的左右侧壁和沟底圆弧的相切点上交替设置加强筋。

2.根据权利要求1所述的一种防沟底裂胎面结构，其特征在于：所述耐撕裂胶料的厚度为1-3mm。

3.根据权利要求1所述的一种防沟底裂胎面结构，其特征在于：所述耐撕裂胶料的厚度取值为沟底轮廓弧线最低点到基部胶距离的二分之一。

4.根据权利要求1所述的一种防沟底裂胎面结构，其特征在于：所述尼龙纤维的密度为50-70根/100mm，角度为0-5°。

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