EA003821B1

EA003821B1 - Витая проволочная структура

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

Изобретение относится к металлургическому производству в области обработки проволоки и изделия из нее, в том числе витых структур из латунированной проволоки. Целью изобретения является достижение высокого уровня прочности, повышенной гибкости и усталостных свойств витой проволочной структуры. Поставленная цель в изобретении достигается тем, что проволочная структура включает одну или несколько пар элементов, одним из которых является прядь, состоящая из m проволок, соединенных спиральной свивкой, а второй содержит n=m+2 проволок внешнего повива, соединенных спиральной свивкой с прядью так, что по длине витой структуры проволоки пряди выступают в промежутках между n проволоками внешнего повива, чередуясь с ними на длине каждого шага свивки, при этом продольная ось пряди огибает по спирали продольную ось витой структуры. Сечение проволочной структуры выполняют также из двух и более пар элементов, где каждая пара включает прядь из m проволок и внешний повив из n=m+2 проволок.

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.

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.

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.

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.

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.

Задача, решаемая изобретением, заключается в достижении высокого уровня прочности, а также повышении гибкости и усталостных свойств витой проволочной структуры.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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%), а

№ п/п	Конструкция металлокорда	Диаметр металлокорда, мм	Свивка проволок пряди 1x3	Свивка внешних проволок и пряди	Агрегатная прочность, Н	Вес 1м металлокорда, г/м	Прочность связи с резиной, Н	Жесткость, 3 мм
			шаг, мм	направление	шаг, мм	направление
1	3x0,15+6x0,265	0,83	10,0	8	10,5	Ζ	920	3,1	255	0,1218
2	3+5x0,245	0,93	12,5	8	12,5	Ζ	1000	2,96	300	0,1177
3	3+5x0,33	1,25	16,0	8	16,0	Ζ	1900	5,36	460	0,2880
4	(3+9+15)х 18+0,15	1,37	5,0	8	10/16,0/3,5	8/Ζ/8	1670	5,65	428	0,1593
5	2х(3+5)х0,245	1,26	16,0	8	16,0	Ζ	1900	5,92	460	0,2368

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Стальной корд (Сумитомо гому когё К.К., Кококу косэнсаку К.К., заявка 3-23673 от 20.11.85).

2. Стальной корд для пневматических шин (Тоё гому когё К.К., заявка №3-43391 от 30.03.88).

единены спиральной свивкой так, что по длине изделия проволоки пряди выступают в промежутках между п=т+2 проволоками внешнего повива, чередуясь с ними на длине каждого шага свивки, при этом продольная ось пряди огибает по спирали продольную ось витой структуры.

1. Витая проволочная структура, состоящая из двух элементов, одним из которых является прядь, содержащая т проволок, соединенных спиральной свивкой, а второй включает п проволок, соединенных спиральной свивкой с прядью, отличающаяся тем, что оба элемента со по величине прочности связи с резиной превосходит структуру 3x0,15+6x0,265 на 17,6%. Следует отметить, что жесткость предлагаемой витой структуры на 3,5% меньше, т.к. количество и диаметр внешнего повива проволок в ней меньше, чем у корда 3x0,15+6x0,265.

Прочность связи с резиной получена лучшей у предлагаемой структуры вследствие участия всех проволок в контакте с армируемым материалом, тогда как сердечник 1x3x0,15 структуры 3x0,15+6x0,265 не включается в работу, т. к. окружен внешним повивом из проволок 6x0,265.

Агрегатная прочность получена большей у предлагаемой витой структуры вследствие равномерного распределения нагрузки на проволоки, чему способствует изгиб по спирали вокруг оси витой структуры осевой линии пряди.

Таким образом, металлокорд, полученный согласно предлагаемому изобретению, имеет большую агрегатную прочность, а также большую прочность связи с армируемым материалом, т.к. оба его элемента - прядь и проволоки внешнего повива соединены спиральной свивкой с одинаковым шагом спирали так, что по длине витой структуры на каждом шаге свивки три проволоки пряди чередуются с пятью проволоками внешнего повива, при этом продольная ось пряди огибает по спирали продольную ось металлокорда.

Это подтверждает эффективность предлагаемого технического решения и целесообразность использования его в промышленности.

Совокупность признаков новой витой структуры согласно изобретению повышает ее качество.

Источники информации

2. Витая проволочная структура по п.1, отличающаяся тем, что ее сечение выполнено из двух и более пар элементов, а каждая пара включает прядь из т проволок и внешний повив из п=т+2 проволок.