EA013332B1 - Hose with the use of high-strength wire of a nonround section with the increased fatigue endurance - Google Patents
Hose with the use of high-strength wire of a nonround section with the increased fatigue endurance Download PDFInfo
- Publication number
- EA013332B1 EA013332B1 EA200702083A EA200702083A EA013332B1 EA 013332 B1 EA013332 B1 EA 013332B1 EA 200702083 A EA200702083 A EA 200702083A EA 200702083 A EA200702083 A EA 200702083A EA 013332 B1 EA013332 B1 EA 013332B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- wire
- hose
- shape
- flattened
- rounded
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области гибких шлангов из эластомеров, армированных стальной проволокой.The invention relates to the field of flexible hoses of elastomers reinforced with steel wire.
Армирование резиновых шлангов вызвано желанием его усилить для обеспечения работоспособности в условиях высоких давлений. Наибольшей эффективностью обладают шланги, армированные стальной проволокой. При этом наиболее приемлемым считается послойное спиральное навивание проволоки на резиновую основу.Reinforcement of rubber hoses is caused by the desire to strengthen it to ensure operability at high pressures. The most effective are hoses reinforced with steel wire. At the same time, layer-by-layer spiral winding of a wire on a rubber base is considered the most acceptable.
Основным направлением в изготовлении шлангов является снижение толщины стенки шланга за счет использования проволоки повышенной прочности или за счет уменьшения диаметра проволок с повышенной частотой навивки. Кроме того, уменьшение толщины проволоки с сохранением площади поперечного сечения привело к появлению в качестве армирующего материала плющеной проволоки. Использование плющеной проволоки предотвращает разрушение резины армирующего слоя и расположенной между слоями, что увеличивает срок службы рукава высокого давления. Использование плющеной проволоки в сравнении с круглой проволокой диаметром, равным толщине плющеной проволоки, позволяет повысить давление внутри рукава за счет более высокой прочности по сравнению с круглой проволокой.The main direction in the manufacture of hoses is to reduce the wall thickness of the hose through the use of wire of increased strength or by reducing the diameter of the wires with an increased frequency of winding. In addition, a decrease in wire thickness while maintaining a cross-sectional area led to the appearance of rolled wire as a reinforcing material. The use of rolled wire prevents the destruction of the rubber of the reinforcing layer and located between the layers, which increases the service life of the high-pressure hose. The use of rolled wire in comparison with a round wire with a diameter equal to the thickness of rolled wire makes it possible to increase the pressure inside the sleeve due to its higher strength compared to a round wire.
Известен шланг с использованием плющеной проволоки для усиления [1]. Рукав высокого давления имеет по крайней мере два слоя, армированного проволоками, причем проволоки укладываются в контакте друг с другом в слое. Число точек контакта при использовании плющеной проволоки меньше, чем при использовании круглых проволок. Вследствие того что отношение толщины плющеной проволоки к ширине находится в пределах 1:5-1:2, число плющеных проволок в слое меньше числа круглых проволок при одинаковой суммарной прочности армирующего слоя.Known hose using rolled wire for reinforcement [1]. The high-pressure hose has at least two layers reinforced with wires, the wires being laid in contact with each other in the layer. The number of contact points when using rolled wire is less than when using round wires. Due to the fact that the ratio of the thickness of the rolled wire to the width is in the range 1: 5-1: 2, the number of rolled wires in the layer is less than the number of round wires with the same total strength of the reinforcing layer.
В качестве прототипа принят рукав высокого давления (РВД), армированный по крайней мере одной плющеной стальной проволокой [2]. По крайней мере одна проволока наматывается по спирали, образуя спиральный РВД. РВД армируется более чем одной проволокой и переплетен несколькими плющеными проволоками. Согласно формуле плющеная проволока имеет естественную форму края. Отношение толщины к ширине плющеной проволоки составляет менее 0,95 (1:1,05). Прочность на разрыв плющеной проволоки составляет 3500-2000/й (й - диаметр круга с одинаковой площадью поперечного сечения плющеной проволоки). Остаточное удлинение при максимальной нагрузке составляет минимум 0,7%. Прочность на разрыв сверхвысокопрочной плющеной проволоки превышает 4300-2000хй.As a prototype adopted sleeve high pressure (RVD), reinforced with at least one rolled steel wire [2]. At least one wire is wound in a spiral, forming a spiral WFD. The WFD is reinforced with more than one wire and is bound with several flattened wires. According to the formula, the rolled wire has a natural edge shape. The ratio of thickness to width of the rolled wire is less than 0.95 (1: 1.05). The tensile strength of rolled wire is 3500-2000 / th (d is the diameter of the circle with the same cross-sectional area of rolled wire). Residual elongation at maximum load is at least 0.7%. The tensile strength of ultra-high strength rolled wire exceeds 4300-2000.
Плющеная проволока получается путем прокатки круглой проволоки между двумя параллельными валками и имеет две плоские стороны и два закругленных края естественной формы. Со стороны закругленных краев проволока не подвергается никакой деформации. Расплющивание круглой стальной проволоки уже при соотношении толщины к ширине плющеной проволоки менее 0,95 позволяет получить повышение пластичности.Flattened wire is obtained by rolling a round wire between two parallel rolls and has two flat sides and two rounded edges of a natural shape. From the rounded edges of the wire does not undergo any deformation. Flattening of a round steel wire already at a ratio of thickness to width of rolled wire less than 0.95 allows to increase ductility.
К недостаткам прототипа относится то, что плющеная проволока для армирования РВД, полученная описанным выше способом, может иметь внутренние дефекты вследствие большой неравномерности деформаций между наружными и внутренними слоями проволоки при соотношении толщины к ширине плющеной проволоки менее 0,95. Деформация внутренних слоев круглой проволоки под действием сдавливающих нагрузок со стороны плоских валков направлена по оси проволоки в направлении просвета между валков со скоростью, большей, чем поверхностные слои, находящиеся в контакте с плоскими валками. При этом разность деформаций круглой проволоки может достигать уровня, когда в центре проволоки образуются полости вследствие образования напряжений растяжения, превышающих прочность материала проволок (фиг. 1). Шланг, армированный плющеной проволокой, полученной по патенту [2], имеет низкий уровень циклов при испытании на усталостную выносливость из-за наличия внутренних дефектов (фиг. 2).The disadvantages of the prototype include the fact that the flattened wire for reinforcing the WFD obtained by the method described above may have internal defects due to the large unevenness of deformation between the outer and inner layers of the wire with a ratio of thickness to width of the rolled wire less than 0.95. The deformation of the inner layers of a round wire under the action of compressive loads from the side of the flat rolls is directed along the axis of the wire in the direction of the lumen between the rolls at a speed greater than the surface layers in contact with the flat rolls. In this case, the difference in the deformations of the round wire can reach a level when cavities are formed in the center of the wire due to the formation of tensile stresses exceeding the strength of the wire material (Fig. 1). The hose reinforced with flattened wire, obtained according to the patent [2], has a low level of cycles when tested for fatigue endurance due to the presence of internal defects (Fig. 2).
Задача, решаемая изобретением, состоит в увеличении срока службы шланга.The problem solved by the invention is to increase the life of the hose.
Технический результат, полученный от использования изобретения, заключается в увеличении плотности прилегания проволок друг к другу в шланге и повышении его усталостной выносливости.The technical result obtained from the use of the invention is to increase the tightness of the wires to each other in the hose and increase its fatigue resistance.
Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что шланг с использованием высокопрочной проволоки некруглого сечения с повышенной усталостной выносливостью содержит по крайней мере одну плющеную проволоку с плоскими напряжениями от пластической деформации плющения в параллельных плющильных валках, имеющую две плоские стороны и два закругленных края естественной формы. По изобретению плющеная проволока имеет однородную структуру без внутренних дефектов в виде пустот и сдавливающие напряжения со стороны ее закругленных концов в диапазоне 0,65-0,8 от временного сопротивления разрушению материала, при этом шланг обладает уровнем выносливости в малоцикловой области более 3000 циклов.The solution to this problem is provided by the fact that a hose using a high-strength non-circular wire with increased fatigue resistance contains at least one flattened wire with flat stresses from plastic flattening in parallel flattening rolls, having two flat sides and two rounded edges of a natural shape. According to the invention, the rolled wire has a homogeneous structure without internal defects in the form of voids and compressive stresses from its rounded ends in the range of 0.65-0.8 of the temporary resistance to fracture of the material, while the hose has a level of endurance in the low-cycle region for more than 3000 cycles.
Геометрическая форма закругленного конца проволоки описывается выражениемThe geometric shape of the rounded end of the wire is described by the expression
К = 5/2 + к2 /85, где К - радиус закругления;+ K = 5/2 to 2/85, where R - radius of curvature;
- высота дуги закругления;- the height of the arc of the curve;
- толщина плющеной проволоки,- thickness of rolled wire,
- 1 013332- 1 013332
Проволока в поперечном сечении может иметь закругленный край радиусной, эллиптической формы, формы переменного радиуса или другой формы.The wire in cross section may have a rounded edge of a radial, elliptical shape, a shape of variable radius or other shape.
Форма края проволоки может иметь приплюснутый вид, обеспечивающий при укладке ее в спиральную обмотку замковое соединение, с увеличенной плотностью прилегания проволок друг к другу.The shape of the edge of the wire may have a flattened shape, which ensures that it is locked in a spiral winding when it is laid in a spiral winding, with an increased density of contact of the wires to each other.
Проволока может быть навита в виде спирали или плетения. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 4 представлен шланг высокого давления с расположением плоской проволоки в замок. Вид плющеной проволоки после обработки сдавливающими напряжениями со стороны закругленных концов представлен на фиг. 3.The wire can be wound in the form of a spiral or weave. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 4 shows a high pressure hose with a flat wire in the lock. The view of the rolled wire after processing by compressive stresses from the rounded ends is shown in FIG. 3.
В настоящем изобретении предлагается шланг, армированный плющеной проволокой без наличия внутренних дефектов в виде пустот. В отличие от прототипа плющеная проволока при деформации плющения испытывает не только плоские напряжения от параллельных плющильных валков, приводящие к пластическому течению проволоки, но и сдавливающие напряжения со стороны закругленных концов в диапазоне 0,65-0,8 от временного сопротивления разрушению материала. Полученная таким образом проволока в поперечном сечении может иметь закругленный край радиусной, эллиптической формы (формы переменного радиуса) или другой формы. Проволока не имеет в поперечном сечении пустот, полученных в результате упругих растягивающих напряжений. Кроме того, форма края проволоки может иметь приплюснутый вид. При укладке такой проволоки в спиральную обмотку в шланг создается замковое соединение, при этом увеличивается плотность прилегания проволок друг к другу, что предотвращает разрушение резины под действием внутреннего давления (фиг. 4). Обозначения геометрических параметров плющеной проволоки представлены на фиг. 6.The present invention provides a hose reinforced with rolled wire without internal defects in the form of voids. In contrast to the prototype, flattened wire during flattening deformation experiences not only plane stresses from parallel flattening rolls, leading to plastic flow of the wire, but also compressive stresses from the rounded ends in the range of 0.65-0.8 of the temporary fracture resistance of the material. The cross-sectioned wire thus obtained may have a rounded edge of a radial, elliptical shape (variable radius shape) or another shape. The wire does not have voids in the cross section resulting from elastic tensile stresses. In addition, the shape of the edge of the wire may have a flattened appearance. When laying such a wire in a spiral winding in a hose, a lock connection is created, while the adherence of the wires to each other increases, which prevents the destruction of rubber under the action of internal pressure (Fig. 4). Designations of the geometrical parameters of the rolled wire are shown in FIG. 6.
Пример конкретного использования.An example of a specific use.
В таблице приведены сравнительные характеристики плющеной проволоки, полученной различными способами: плющением между двумя параллельными валками и использованием сдавливающих напряжений со стороны закругленных концов в диапазоне 0,65-0,8 от временного сопротивления разрушению материала.The table shows the comparative characteristics of flattened wire obtained in various ways: flattening between two parallel rolls and using compressive stresses from the rounded ends in the range of 0.65-0.8 of the temporary resistance to fracture of the material.
Число скручиваний оценивалось на длине образцов, равной 100 х ширину проволоки. Число гибов определялось при перегибах через оправку с радиусом губок 2,5 мм. Уровень выносливости находился при испытании 3-роликовым тестом (фиг. 5), при котором образец проволоки подвергался знакопеременному изгибу в трех роликах с дополнительной растягивающей нагрузкой (Р) в малоцикловой области испытаний. Расстояние между роликами 28,5 мм, диаметр роликов 22,0 мм. Растягивающая нагрузка устанавливалась равной 10% от разрывного усилия проволоки.The number of twists was estimated at a length of samples equal to 100 x the width of the wire. The number of bends was determined during bending through a mandrel with a radius of jaws of 2.5 mm. The endurance level was found when testing with a 3-roller test (Fig. 5), in which the wire sample was subjected to alternating bending in three rollers with an additional tensile load (P) in the low-cycle test area. The distance between the rollers is 28.5 mm, the diameter of the rollers is 22.0 mm. The tensile load was set equal to 10% of the breaking strength of the wire.
Сравнительные характеристики плющеной проволоки, полученной различными способамиComparative characteristics of flattened wire obtained in various ways
Данные, представленные в таблице, показывают явное преимущество по числу гибов и выносливости плющеной проволоки с использованием сдавливающих напряжений со стороны закругленных концов в диапазоне 0,65-0,8 от временного сопротивления разрушению материала.The data presented in the table show a clear advantage in the number of bends and endurance of rolled wire using compressive stresses from the rounded ends in the range of 0.65-0.8 of the temporary resistance to fracture of the material.
Таким образом, шланг (рукав высокого давления), армированный плющеной проволокой с использованием сдавливающих напряжений со стороны закругленных концов в диапазоне 0,65-0,8 от временного сопротивления разрушению материала, также будет обладать более высоким уровнем выносливости в сравнении с прототипом.Thus, the hose (high pressure sleeve) reinforced with rolled wire using compressive stresses from the rounded ends in the range of 0.65-0.8 of the temporary resistance to fracture of the material will also have a higher level of endurance in comparison with the prototype.
Источники информацииInformation sources
1. Патент ОБ 1239884. Улучшения, касающиеся резиновых рукавов высокого давления. 21.07.1971 г.1. Patent OB 1239884. Improvements regarding rubber hoses of high pressure. 07/21/1971
2. Патент XVО 2005108846. Плоская высокопрочная проволока как упрочнитель шланга. 17.11.2005 г. (прототип).2. Patent XVO 2005108846. Flat high-strength wire as a hose reinforcer. November 17, 2005 (prototype).
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA200702083A EA013332B1 (en) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | Hose with the use of high-strength wire of a nonround section with the increased fatigue endurance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EA200702083A EA013332B1 (en) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | Hose with the use of high-strength wire of a nonround section with the increased fatigue endurance |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200702083A1 EA200702083A1 (en) | 2009-02-27 |
EA013332B1 true EA013332B1 (en) | 2010-04-30 |
Family
ID=40849063
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200702083A EA013332B1 (en) | 2007-08-06 | 2007-08-06 | Hose with the use of high-strength wire of a nonround section with the increased fatigue endurance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA013332B1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1239884A (en) * | 1969-06-02 | 1971-07-21 | Bridgestone Tire Co Ltd | Improvements in or relating to high pressure rubber hoses |
RU2034189C1 (en) * | 1990-05-17 | 1995-04-30 | Кофлексип | Flexible pipe line for transporting matter under pressure |
US6390141B1 (en) * | 1998-12-21 | 2002-05-21 | Parker-Hannifin Corporation | Collapse-resistant hose construction |
WO2005108846A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Nv Bekaert Sa | Flat high-tensile wire as hose reinforcement |
-
2007
- 2007-08-06 EA EA200702083A patent/EA013332B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1239884A (en) * | 1969-06-02 | 1971-07-21 | Bridgestone Tire Co Ltd | Improvements in or relating to high pressure rubber hoses |
RU2034189C1 (en) * | 1990-05-17 | 1995-04-30 | Кофлексип | Flexible pipe line for transporting matter under pressure |
US6390141B1 (en) * | 1998-12-21 | 2002-05-21 | Parker-Hannifin Corporation | Collapse-resistant hose construction |
WO2005108846A1 (en) * | 2004-05-12 | 2005-11-17 | Nv Bekaert Sa | Flat high-tensile wire as hose reinforcement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200702083A1 (en) | 2009-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7487803B2 (en) | Flat high-tensile wire as hose reinforcement | |
US6109306A (en) | Kink-resistant, high pressure hose construction having a composite, spiral wound innermost reinforcement layer | |
US6677018B1 (en) | High pressure rubber hose and manufacturing method thereof | |
US7766051B2 (en) | Stabilized flexible pipe for transporting hydrocarbons | |
JP2009505017A (en) | Reinforced hose | |
JP6988159B2 (en) | High pressure hose | |
CN102187138A (en) | Reinforced flexible hose | |
WO2003087620A2 (en) | Flattened helical tire cord | |
EA013332B1 (en) | Hose with the use of high-strength wire of a nonround section with the increased fatigue endurance | |
JP2007191815A (en) | Steel cord and automotive tire | |
EP0969236A2 (en) | Kink resistant high pressure hose | |
KR102389386B1 (en) | pressure hose | |
JP3096961B2 (en) | Reinforced high pressure hose | |
JP2007191813A (en) | Steel cord and automotive tire | |
CN110998158A (en) | High-pressure hose | |
WO2021124956A1 (en) | High-pressure hose | |
JP3287196B2 (en) | High pressure hose and method of manufacturing the same | |
JP2006250301A (en) | Gas hose | |
CN114811207A (en) | Method for determining specification of metal wire for hose and hose | |
JP2005299727A (en) | High pressure rubber hose | |
JP2008094559A (en) | Conveyor belt | |
WO2018164081A1 (en) | High pressure hose | |
JP2009084727A (en) | Rubber-steel cord composite material, production method thereof, and pneumatic tire produced by using the same | |
JP2005147260A (en) | Cylindrical jacket made of steel filament for shape-retaining hose and shape-retaining hose | |
JPH0381035B2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY RU |