EA003821B1

EA003821B1 - Twisted wire structure

Info

Publication number: EA003821B1
Application number: EA200200714A
Authority: EA
Inventors: Борис Александрович Бирюков; Василий Павлович Фетисов; Анатолий Тимофеевич Фролов; Владимир Алексеевич Тюляков; Галина Михайловна Ищенко; Александр Афонасьевич Нелюбин
Original assignee: Зао "Техника И Технология Метизного Производства"
Priority date: 2002-04-22
Filing date: 2002-04-22
Publication date: 2003-10-30
Also published as: EA200200714A1

Abstract

1. A twisted-wire structure, consisting of two elements, one of which is a strand comprising m number of wires connected by a spiral lay, and a second element comprising n number of wires connected to the strand by a spiral lay, characterized in that both elements are connected by a spiral lay so that the strand wires project between winding n ( m + 2 wires of an outer wire winding alternating them along the length of each lay pitch, while the longitudinal axis of the brand bending around spirally the longitudinal axis of the twisted structure. 2. The twisted wire structure of claim 1, characterized in that its section is designed of two and more element pairs, and each pair comprises a strand of m wires and the outer wire winding n ( m + 2 wires.

Description

Изобретение относится к металлургическому производству в области обработки проволоки и изделий из нее, в том числе длинномерных витых структур из латунированной проволоки для армирования шин и других резинотехнических изделий.The invention relates to metallurgical production in the field of processing wire and its products, including long twisted structures made of brass wire for reinforcing tires and other rubber products.

Известны проволочные структуры [1], которые изготавливают скручиванием двухжильного и трехжильного тросов, состоящих из стальных проволок, при этом через определенные интервалы в поперечном сечении корда проволоки тросов располагают в виде зонтика, в котором купол образуется из проволок трехжильного троса.Known wire structures [1], which are made by twisting two-wire and three-wire cables consisting of steel wires, and at certain intervals in the cross section of the cord cord, the cables are arranged in the form of an umbrella in which the dome is formed from wires of a three-wire cable.

Недостатком таких проволочных структур, используемых в качестве армирующего материала каркаса шин, является низкая агрегатная прочность вследствие неравномерного распределения нагрузки между проволоками, т.к. двухжильный трос, неся такую же нагрузку, как и трехжильный, разрушится раньше, поскольку в нем на каждую проволоку приходится нагрузка, большая, чем на проволоку трехжильного троса.The disadvantage of such wire structures used as the reinforcing material of the tire carcass is the low aggregate strength due to the uneven distribution of the load between the wires, because a two-wire cable, bearing the same load as a three-wire cable, will be destroyed earlier, since there is a load on each wire that is greater than the wire of a three-wire cable.

В качестве прототипа принята проволочная структура [2], представляющая собой стальной корд, используемый для армирования каркасной и протекторной части радиальных пневматических шин, имеющий структуру, образованную из двух проволок, скрученных вместе в виде пряди и трех вспомогательных проволок, навитых на эту прядь. Главные и вспомогательные проволоки соединяют и скручивают так, что в поперечном сечении корда, благодаря кручению, пара главных проволок изменяет свое положение относительно трех вспомогательных стальных проволок.As a prototype, a wire structure [2] was adopted, which is a steel cord used for reinforcing the carcass and tread parts of radial pneumatic tires, having a structure formed of two wires twisted together in the form of a strand and three auxiliary wires wound around this strand. The main and auxiliary wires are connected and twisted so that in the cross section of the cord, due to torsion, a pair of main wires changes its position relative to the three auxiliary steel wires.

В сравнении с аналогом [1], состоящим из двух тросов, прототип имеет два элемента: прядь из двух скрученных проволок и наружный слой из трех проволок, навитых на прядь, что обеспечивает более равномерное распределение нагрузки между элементами структуры, чем у аналога [1]. Однако, т.к. прядь прямая, то наружные проволоки участвуют в агрегатной работе корда недостаточно, поэтому недостаток прототипа в низких прочностных свойствах изделия в целом.Compared with the analogue [1], consisting of two cables, the prototype has two elements: a strand of two twisted wires and an outer layer of three wires wound on the strand, which provides a more uniform load distribution between structural elements than the analogue [1] . However, since the strand is straight, the outer wires are not involved in the aggregate operation of the cord, so the lack of a prototype in the low strength properties of the product as a whole.

Задача, решаемая изобретением, заключается в достижении высокого уровня прочности, а также повышении гибкости и усталостных свойств витой проволочной структуры.The problem solved by the invention is to achieve a high level of strength, as well as increasing the flexibility and fatigue properties of a twisted wire structure.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в равномерном распределении нагрузки на все элементы витой структуры, как пряди, так и внешнего повива, а также в повышении адгезии проволочной витой структуры к армируемому материалу.The technical result achieved by using the invention consists in uniformly distributing the load on all elements of the twisted structure, both strands and the outer coil, as well as in increasing the adhesion of the twisted wire structure to the reinforced material.

Поставленная задача в предлагаемой витой проволочной структуре решается тем, что она включает, по крайней мере, одну или несколько пар элементов, одним из которых является прядь, состоящая из т проволок, соединенных спиральной свивкой, а второй содержит п=т+2 проволок внешнего повива так, что по длине витой структуры проволоки пряди выступают в промежутках между п проволоками внешнего повива, чередуясь с ними на длине каждого шага спирали, при этом продольная ось пряди изогнута по спирали вокруг продольной оси витой структуры.The problem in the proposed twisted wire structure is solved in that it includes at least one or more pairs of elements, one of which is a strand consisting of t wires connected by a spiral twist, and the second contains n = t + 2 wires of external winding so that along the length of the twisted structure of the wire, the strands protrude in the spaces between n wires of the external winding, alternating with them along the length of each step of the spiral, while the longitudinal axis of the strand is curved in a spiral around the longitudinal axis of the twisted structure.

Сравнение с аналогом показывает, что использование внешнего повива проволок вместо одного из двух тросов способствует снижению потерь прочности проволок от свивки в результате исключения одной операции скручивания.Comparison with an analogue shows that the use of an external winding of wires instead of one of the two cables helps to reduce the loss of strength of the wires from twisting due to the exclusion of one twisting operation.

По сравнению с прототипом предлагаемая проволочная структура обеспечивает более равномерное распределение нагрузок на элементы витой структуры за счет изгиба по спирали продольной оси пряди, а за счет чередования выступающих на поверхности витой структуры проволок пряди и проволок внешнего повива по длине витой структуры увеличивается число проволок, контактирующих с армируемым материалом, что способствует агрегатной работе композита в целом. Это достигается наличием по длине витой структуры промежутков между каждой группой проволок внешнего повива в составе шага свивки, которые заполняют проволоки, образующие прядь, также участвующие в адгезионной связи витой структуры с армируемым материалом, например, каркасом или брекером автомобильной шины.Compared with the prototype, the proposed wire structure provides a more uniform distribution of the loads on the elements of the twisted structure due to the bending along the spiral of the longitudinal axis of the strand, and due to the alternation of the strands of the strands and wires of the external coil in the length of the twisted structure, the number of wires in contact with reinforced material, which contributes to the aggregate work of the composite as a whole. This is achieved by the presence along the length of the twisted structure of the gaps between each group of wires of the external winding as a part of the lay, which fill the wires forming the strand, also participating in the adhesive bond of the twisted structure with the reinforced material, for example, a carcass or breaker of a car tire.

На основании этого делается вывод о том, что предлагаемая витая проволочная структура соответствует требованиям новизны и изобретательского уровня, т. к. известные технические решения не позволяют решить поставленную задачу.Based on this, it is concluded that the proposed twisted wire structure meets the requirements of novelty and inventive step, because well-known technical solutions do not allow to solve the problem.

Изобретение поясняется чертежом, на котором обозначено (см. фиг. 1): 1 - поперечное сечение проволочной витой структуры; 2 прядь из т=3 свитых по спирали с радиусом Г1 проволок (3); внешний повив из п=т+2=5 проволок (4). Продольная ось пряди, проходящая через точку 01, огибает по спирали с радиусом Г2 продольную ось витой структуры, проходящую через точку 0.The invention is illustrated in the drawing, on which is indicated (see Fig. 1): 1 - cross section of a twisted wire structure; 2 strand of m = 3 twisted in a spiral with a radius G1 wires (3); external twist from n = m + 2 = 5 wires (4). The longitudinal axis of the strand passing through point 01 bends in a spiral with a radius G2 the longitudinal axis of the twisted structure passing through point 0.

На фиг. 2 показано поперечное сечение структуры, прядь которой повернута вокруг оси 01 на угол α = 60°. При этом одна из проволок (3) пряди (2) переместилась к поверхности витой структуры (1) и открылся доступ для проникновения армируемого материала ко всем внутренним поверхностям проволок внешнего повива.In FIG. 2 shows a cross section of a structure, the strand of which is rotated around axis 01 by an angle α = 60 °. In this case, one of the wires (3) of the strand (2) moved to the surface of the twisted structure (1) and access was opened for penetration of the reinforced material to all the inner surfaces of the wires of the external coil.

Проволоки внешнего повива расположены так, что две прилегающие к центру проволоки (6) всегда открыты для контакта с армируемым материалом, также как три проволоки (4), образующие выступы четырехгранника. Их положение сохраняется, как показано на фиг. 1 и 2 по всей длине изделия, так как ситуация, показан ная на фиг. 1, встречается, по крайней мере, шесть раз (360°:60°=6) на шаге свивки пряди, поэтому структура устойчива по длине изделия.The wires of the external winding are arranged so that the two wires adjacent to the center (6) are always open for contact with the reinforced material, as well as the three wires (4) that form the protrusions of the tetrahedron. Their position is maintained, as shown in FIG. 1 and 2 along the entire length of the product, since the situation shown in FIG. 1, occurs at least six times (360 °: 60 ° = 6) at the strand pitch, therefore the structure is stable along the length of the product.

На фиг. 3 показано сечение витой структуры из двух пар элементов, каждая из которых содержит прядь из т=3-х проволок и п=т+2=5 проволок внешнего повива, причем проволоки пряди соединены спиральной свивкой и навиты с радиусом спирали г₁ вокруг оси О₁, а пряди навиты с радиусом г₂ вокруг оси витой структуры О; на фиг. 4 показано расположение двух прядей, при повороте их сечения на 60° и по 5 внешних проволок во впадинах между ними.In FIG. Figure 3 shows a cross section of a twisted structure of two pairs of elements, each of which contains a strand of m = 3 wires and n = m + 2 = 5 wires of an external winding, and the wire strands are connected by a spiral twist and wound with a radius of spiral g ₁ around the axis O ₁ , and the strands are wound with a radius of r ₂ around the axis of the twisted structure O; in FIG. Figure 4 shows the location of two strands, when their cross-section is rotated by 60 ° and by 5 external wires in the hollows between them.

Возможность реализации предлагаемого изобретения показана на примере витой проволочной структуры, состоящей из пряди конструкции 1x3x0,245, включающей три проволоки диаметром 0,245 мм, и пяти проволок диаметром 0,245 мм внешнего повива. Структура получена из латунированной проволоки в две операции. На первой стадии свивают прядь 1x3x0,245 с шагом свивки 12,5 мм и радиусом свивки Г|=0.14 мм в правом направлении. Затем ее соединяют спиральной свивкой с проволоками внешнего повива с шагом 12,5 мм и радиусом свивки г₂=0,19 мм. Прядь получает спиральную форму и на каждом шаге свивки чередуется по длине витой структуры, выступая на ее поверхности между внешними проволоками, которые укладываются по спирали в винтообразную форму с четырьмя выступами (см. фиг. 1 и 2).The feasibility of the invention is shown by the example of a twisted wire structure, consisting of a strand of 1x3x0.245 construction, including three wires with a diameter of 0.245 mm, and five wires with a diameter of 0.245 mm of an external coil. The structure is obtained from brass wire in two operations. At the first stage, a strand of 1x3x0.245 is twisted with a twist pitch of 12.5 mm and a twist radius T | = 0.14 mm in the right direction. Then it is connected by a spiral twist with wires of an external winding with a pitch of 12.5 mm and a radius of twist g ₂ = 0.19 mm. The strand gets a spiral shape and at each step of the lay alternates along the length of the twisted structure, protruding on its surface between the outer wires, which are laid in a spiral in a helical shape with four protrusions (see Fig. 1 and 2).

Такая форма имеет лучшие анкерующие свойства, чем у аналога и прототипа, а все проволоки у нее, в том числе и у пряди, открыты для контакта с армируемым материалом, что улучшает адгезионные свойства композита.This form has better anchoring properties than the analog and prototype, and all the wires in it, including the strand, are open for contact with the reinforced material, which improves the adhesive properties of the composite.

В таблице приведены параметры свивки и физико-механические свойства металлокорда из латунированной проволоки с предлагаемой структурой (1х3)х0,245+5х0,245 в сравнении с широко распространенной металлокордовой конструкцией 1x3x0,15+6x0,265. Из приведенных данных следует, что наилучшие результаты по агрегатной прочности (на 8,7%) имеет структура 3+5x0,245 при меньшей массе (на 4,5%), аThe table shows the lay parameters and physicomechanical properties of brass wire metal cord with the proposed structure (1x3) x0.245 + 5x0.245 in comparison with the widespread metal cord construction 1x3x0.15 + 6x0.265. From the above data it follows that the best results in aggregate strength (by 8.7%) have a structure of 3 + 5x0.245 with a lower mass (by 4.5%), and

№ п/п No. p / p Конструкция металлокорда Steel cord construction Диаметр металлокорда, мм Diameter of steel cord, mm Свивка проволок пряди 1x3 Stranding strand 1x3 Свивка внешних проволок и пряди Laying external wires and strands Агрегатная прочность, Н Aggregate Strength, N Вес 1м металлокорда, г/м Weight 1m metal cord, g / m Прочность связи с резиной, Н The bond strength with rubber, N Жесткость, 3 мм Rigidity, 3 mm шаг, мм pitch mm направление direction шаг, мм pitch mm направление direction 1 one 3x0,15+6x0,265 3x0.15 + 6x0.265 0,83 0.83 10,0 10.0 8 8 10,5 10.5 Ζ Ζ 920 920 3,1 3,1 255 255 0,1218 0.1218 2 2 3+5x0,245 3 + 5x0.245 0,93 0.93 12,5 12.5 8 8 12,5 12.5 Ζ Ζ 1000 1000 2,96 2.96 300 300 0,1177 0.1177 3 3 3+5x0,33 3 + 5x0.33 1,25 1.25 16,0 16,0 8 8 16,0 16,0 Ζ Ζ 1900 1900 5,36 5.36 460 460 0,2880 0.2880 4 4 (3+9+15)х 18+0,15 (3 + 9 + 15) x 18 + 0.15 1,37 1.37 5,0 5,0 8 8 10/16,0/3,5 10 / 16.0 / 3.5 8/Ζ/8 8 / Ζ / 8 1670 1670 5,65 5.65 428 428 0,1593 0.1593 5 5 2х(3+5)х0,245 2x (3 + 5) x 0.245 1,26 1.26 16,0 16,0 8 8 16,0 16,0 Ζ Ζ 1900 1900 5,92 5.92 460 460 0,2368 0.2368

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM

Claims

CLAIM

1. Steel cord (Sumitomo gomu kogyo KK, Kokoku kosensaku KK, application 3-23673 from 11/20/85).

2. Steel cord for pneumatic tires (Toyo gomu kogyo KK, application No. 3-43391 of 03.30.88).

are united by a spiral twist so that along the length of the wire product the strands protrude in the intervals between n = m + 2 wires of the outer twist, alternating with them along the length of each step of the twist, while the longitudinal axis of the strand spirals around the longitudinal axis of the twisted structure.

1. A twisted wire structure consisting of two elements, one of which is a strand containing tons of wires connected by a spiral twist, and the second includes n wires connected by a spiral twist with a strand, characterized in that both elements have the highest bond strength with rubber exceeds the structure of 3x0.15 + 6x0.265 by 17.6%. It should be noted that the stiffness of the proposed twisted structure is 3.5% less, because the number and diameter of the outer coil of wires in it is less than that of the cord 3x0.15 + 6x0.265.

The bond strength with rubber was obtained better for the proposed structure due to the participation of all wires in contact with the reinforced material, while the core 1x3x0.15 of the structure 3x0.15 + 6x0.265 is not included in the work, because it is surrounded by an external coil of 6x0.265 wires .

Aggregate strength was obtained greater for the proposed twisted structure due to the uniform distribution of the load on the wire, which contributes to the bending in a spiral around the axis of the twisted structure of the axial line of the strand.

Thus, the metal cord obtained according to the invention has a large aggregate strength, as well as a high bond strength with the reinforced material, because both its elements — the strand and the wires of the external winding — are connected by a spiral twist with the same pitch of the spiral so that along the length of the twisted structure at each step of the twist, three wires of the strand alternate with five wires of the external winding, while the longitudinal axis of the strand bends in a spiral the longitudinal axis of the metal cord.

This confirms the effectiveness of the proposed technical solution and the feasibility of its use in industry.

The combination of features of the new twisted structure according to the invention improves its quality.

Information sources

2. The twisted wire structure according to claim 1, characterized in that its cross section is made of two or more pairs of elements, and each pair includes a strand of m wires and an external coil of n = m + 2 wires.