RU2167968C2 - Coiled wire structure - Google Patents

Coiled wire structure Download PDF

Info

Publication number
RU2167968C2
RU2167968C2 RU98119946A RU98119946A RU2167968C2 RU 2167968 C2 RU2167968 C2 RU 2167968C2 RU 98119946 A RU98119946 A RU 98119946A RU 98119946 A RU98119946 A RU 98119946A RU 2167968 C2 RU2167968 C2 RU 2167968C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wires
core
wire
radius
spiral
Prior art date
Application number
RU98119946A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98119946A (en
Inventor
Геннадий Валерьянович Баглай
Борис Александрович Бирюков
Анатолий Петрович Павлюченко
Виктор Алексеевич Кляченков
Original Assignee
Республиканское Унитарное Предприятие "Белорусский Металлургический Завод"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Республиканское Унитарное Предприятие "Белорусский Металлургический Завод" filed Critical Республиканское Унитарное Предприятие "Белорусский Металлургический Завод"
Publication of RU98119946A publication Critical patent/RU98119946A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2167968C2 publication Critical patent/RU2167968C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: coiled wire structure has two members, one of members making core made in the form of single wire or group of wires and other member being formed from wires spirally wound on core with gap between coils being Δ and coiling radius of r2. Core is twisted on coiling radius r1 so that ratio of spirals of outer wires t2 and core wires t1 is: K= t2/t1= r2/r1, where t1 and t2 are spiral pitches of core wire and outer wires, respectively; r1 and r2 are coiling radii of core wire and outer wires, respectively. The value of K may be equal to or multiple of the number of wires of outer member. Core section is made in the form of joined flat arcs running around outer wires and having radius of curvature and length of part of one arc running around one outer wire calculated from ratio of: sin (180.1c)/2 π r=t1/2r1-t2/2r1n 1c=1o/n, where n is number of outer wires; 1c is length of part of one arc running around one outer wire; 1o is length of outer wire at pitch of spiral t2. Uniform load distribution between members of coiled wire structure allows strength of structure to be improved and efficiency under operating conditions to be increased. Wire structures of such type may be used for manufacture of metal cords for tire reinforcement, as well as in rope and cable production. EFFECT: increased efficiency and simplified construction. 3 cl, 3 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургическому производству в области обработки проволоки и изготовления витых структур из нее, в частности к производству металлокорда для армирования шин, а также может быть отнесено к производству канатов и кабелей. The invention relates to metallurgical production in the field of wire processing and the manufacture of twisted structures from it, in particular to the production of steel cord for tire reinforcement, and can also be attributed to the production of ropes and cables.

Известны витые структуры типа металлокорд [1], состоящие из сердцевины и обмотки, сформированной из отдельных проволок, свернутых спирально параллельно друг другу вокруг сердцевины с промежутками e между отдельными проволоками диаметром D таким, что соотношение R=e/(e+D) ≥ 0,08, а предпочтительно находится в интервале от 0,1 до 0,25. Known twisted structures of the type of metal cord [1], consisting of a core and a winding formed of separate wires, helically rolled parallel to each other around the core with gaps e between individual wires of diameter D such that the ratio R = e / (e + D) ≥ 0 , 08, and preferably is in the range from 0.1 to 0.25.

В качестве прототипа принята витая проволочная структура [2], состоящая по крайней мере из двух элементов, один из которых многожильный. Оба элемента деформированы закручиванием в одном направлении вокруг оси, совпадающей с их собственной осью. Соединенные элементы образуют спирали так, что по меньшей мере один многожильный элемент имеет малую крутку. Для одиночных проволок диаметром 0,1 - 0,4 мм величина крутки равна 2 - 50 об/м. Витая структура применяется для усиления пневматических шин. As a prototype adopted twisted wire structure [2], consisting of at least two elements, one of which is multi-strand. Both elements are deformed by twisting in the same direction around an axis coinciding with their own axis. The connected elements form spirals so that at least one stranded element has a small twist. For single wires with a diameter of 0.1 - 0.4 mm, the twist value is 2 - 50 rpm. The twisted structure is used to reinforce pneumatic tires.

Недостатком прототипа является неравномерное распределение нагрузки между элементами витой структуры, особенно в случае когда одним из элементов служит сердцевина, состоящая из одиночной проволоки или группы проволок, вокруг которых навиты по спирали проволоки внешнего многожильного элемента. Очевидно, что длина проволок этого элемента больше чем у сердцевины, если последняя имеет малую крутку, как в прототипе. Поэтому сердцевина первой воспринимает приложенную к витому изделию нагрузку, достигает предела прочности материала проволоки и разрушается в первую очередь, что снижает надежность витой структуры в условиях эксплуатации. The disadvantage of the prototype is the uneven distribution of load between the elements of the twisted structure, especially in the case when one of the elements is a core consisting of a single wire or a group of wires around which the spiral wires of an external multicore element are wound. Obviously, the length of the wires of this element is greater than the core, if the latter has a small twist, as in the prototype. Therefore, the core first perceives the load applied to the twisted product, reaches the tensile strength of the wire material and collapses in the first place, which reduces the reliability of the twisted structure under operating conditions.

Задача, решаемая изобретением, заключается в получении витой структуры, состоящей из двух элементов: сердцевины и навитых на нее с зазорами проволок внешнего элемента, имеющих одинаковую длину с проволоками сердцевины. The problem solved by the invention is to obtain a twisted structure consisting of two elements: the core and wound on it with gaps of the wires of the external element having the same length with the wires of the core.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в равномерном распределении нагрузки между элементами витой структуры, что способствует повышению ее надежности и работоспособности в условиях эксплуатации. The technical result achieved by using the invention consists in uniform distribution of the load between the elements of the twisted structure, which helps to increase its reliability and performance in operating conditions.

Поставленная задача решается тем, что витая проволочная структура изготавливается из двух элементов, один из которых является сердцевиной в виде одиночной проволоки или группы проволок, а другой образован навитыми на нее по спиралям наружными проволоками с зазором Δ между ними. Сердцевина имеет крутку по радиусу навивки такую, что отношение между радиусами навивки и шагами спиралей сердцевины и наружных проволок определяется отношениями

Figure 00000002

где t1 и t2 - шаг спиралей проволок сердечника и наружных проволок соответственно;
r1 и r2 - радиус навивки проволок сердечника и наружных проволок соответственно,
причем величина отношения K может быть равна или кратна числу проволок наружного элемента, или сердцевина выполнена в виде сопряженных плоских дуг, огибающих наружные проволоки, имеющих радиус изгиба и длину элемента одной дуги, огибающей одну наружную проволоку, определяемые из соотношений
Figure 00000003

и
lс = lн/n
где n - число наружных проволок;
lс - длина элемента одной дуги, огибающей одну наружную проволоку;
lн - длина наружной проволоки на шаге свивки t2.The problem is solved in that the twisted wire structure is made of two elements, one of which is the core in the form of a single wire or a group of wires, and the other is formed by outer wires wound on it in spirals with a gap Δ between them. The core has a twist along the radius of the winding such that the ratio between the radii of the winding and the steps of the spirals of the core and the outer wires is determined by the relations
Figure 00000002

where t 1 and t 2 - the pitch of the spirals of the core wires and outer wires, respectively;
r 1 and r 2 - the radius of winding the core wires and outer wires, respectively,
moreover, the ratio K can be equal to or a multiple of the number of wires of the outer element, or the core is made in the form of conjugated flat arcs enveloping the outer wires having a bending radius and the length of the element of one arc enveloping one outer wire, determined from the relations
Figure 00000003

and
l c = l n / n
where n is the number of outer wires;
l with - the length of the element of one arc, enveloping one outer wire;
l n - the length of the outer wire at the step of the lay t 2 .

Сравнение с прототипом показывает, что заявленное техническое решение отличается от прототипа тем, что витая проволочная структура, состоящая по меньшей мере из двух элементов, один из которых многожильный, а другой является сердечником в виде одной или группы проволок, скрученных по спирали с радиусом навивки r1 так, что отношение шагов спирали наружных проволок, навитых с r2, и сердечника равно

Figure 00000004

Откуда величина шага спирали проволок сердечника составляет
Figure 00000005

Указанное соотношение обеспечивает равенство длин проволок наружного навива lн и сердечника lс, т.к. получено именно из условия этого равенства:
lс= lн (3)
Развертка спирали, образованной осевой линией проволок наружного навива, характеризуется выражением
Figure 00000006

Указанная длина идет на построение К шагов t1 спирали сердечника, проволока которого навита с радиусом r1 < r2
Figure 00000007

Приравняв (4) и (5), а также с учетом (1) получим
Figure 00000008

или
Figure 00000009

Таким образом, соотношение (2) обеспечивает условие равенства длин проволок наружного элемента и сердечника, а значит и равномерное распределение нагрузки при эксплуатации витого изделия.Comparison with the prototype shows that the claimed technical solution differs from the prototype in that the twisted wire structure, consisting of at least two elements, one of which is multi-strand, and the other is the core in the form of one or a group of wires twisted in a spiral with a radius of winding r 1 so that the ratio of the spiral pitch of the outer wires wound with r 2 and the core is
Figure 00000004

Where does the pitch of the spiral wire core
Figure 00000005

The specified ratio ensures equality of the lengths of the wires of the outer winding l n and the core l s , because obtained precisely from the condition of this equality:
l c = l n (3)
The development of the spiral formed by the axial line of the wires of the outer naviv is characterized by the expression
Figure 00000006

The indicated length is used to construct K steps t 1 of the core spiral, the wire of which is wound with a radius r 1 <r 2
Figure 00000007

Equating (4) and (5), and also taking into account (1), we obtain
Figure 00000008

or
Figure 00000009

Thus, relation (2) provides the condition for equality of the lengths of the wires of the outer element and the core, and hence the uniform distribution of the load during operation of the twisted product.

Исходя из вышеизложенного делается вывод о том, что изобретение соответствует требованиям новизны и изобретательского уровня, так как исследованные известные технические решения не позволяют решить поставленную задачу. Based on the foregoing, it is concluded that the invention meets the requirements of novelty and inventive step, since the known known technical solutions do not allow us to solve the problem.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано сечение витой структуры, состоящей из пяти наружных проволок диаметром d2, навитых по спирали с радиусом свивки r2 на сердечник из проволок или проволоки диаметром d1 с радиусом свивки r1. При этом между проволоками d2 имеются зазоры Δ, способствующие лучшему проникновению армируемого материала в структуру.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a cross section of a twisted structure consisting of five outer wires with a diameter of d 2 wound in a spiral with a radius of twist r 2 on a core of wires or wire with a diameter of d 1 with a radius of twist r 1 . Moreover, between the wires d 2 there are gaps Δ, contributing to better penetration of the reinforced material into the structure.

На фиг. 2 представлена развертка спирали осевой линии проволок наружного элемента (н) и сердечника (с) при шаге свивки t2, показывающая неравенство длин проволок lн и lс и при шаге свивки сердечника t1 по условию (2), обеспечивающему равенство длин lн и lс.In FIG. 2 shows a scan of the helix of the axial line of the wires of the outer element (n) and the core (s) at the twist step t 2 , showing the inequality of the wire lengths l n and l s and at the core twist step t 1 according to condition (2), ensuring the equality of the lengths l n and l c .

На фиг. 3 дано продольное сечение витой структуры, показывающее расположение элементов относительно друг друга и иллюстрирующее преимущество заявляемого технического решения перед прототипом в более эффективном использовании металлического сечения структуры за счет распределения нагрузки на каждый элемент витой структуры. In FIG. 3 shows a longitudinal section of a twisted structure, showing the location of the elements relative to each other and illustrating the advantage of the claimed technical solution over the prototype in a more efficient use of the metal section of the structure due to the load distribution on each element of the twisted structure.

Возможность реализации витой проволочной структуры показана на примере металлокорда 1•0,22+5•0,27, состоящего из высокопрочной латунированной проволоки диаметром d1=0,22 мм, составляющей сердечник 1•0,22, скрученный по спирали, имеющей радиус r1=0,05 мм и шаг, равный

Figure 00000010

где t2= 15,9 мм - шаг свивки наружных проволок диаметром d2=0,27 мм, радиус свивки которых равен
r2 = r1+0,5d1+0,5d2 = 0,05+0,11+0,135 = 0,295 мм
Длина наружных проволок диаметром d2 составляет
Figure 00000011

Длина проволоки сердечника равна
Figure 00000012

где K = t2/t1 = 15,9 : 2,695 = 5,9.The possibility of realizing a twisted wire structure is shown by the example of a metal cord 1 • 0.22 + 5 • 0.27, consisting of high-strength brass wire with a diameter d 1 = 0.22 mm, comprising a core 1 • 0.22 twisted in a spiral having a radius r 1 = 0.05 mm and a step equal to
Figure 00000010

where t 2 = 15.9 mm is the pitch of the outer wire lay with a diameter of d 2 = 0.27 mm, the radius of which is equal to
r 2 = r 1 + 0.5d 1 + 0.5d 2 = 0.05 + 0.11 + 0.135 = 0.295 mm
The length of the outer wire with a diameter of d 2 is
Figure 00000011

The length of the core wire is
Figure 00000012

where K = t 2 / t 1 = 15.9: 2.695 = 5.9.

Таким образом, lн = lс = 16,008 мм.Thus, l n = l s = 16.008 mm.

Металлокорд 1•0,22+5•0,27 изготовили с шагом наружных проволок t2 = 15,9 мм на свивочной машине ТД2/601 первоначально по двум вариантам: в соответствии с предлагаемым изобретением (вариант 1) придав сердечнику кручение до шага t1=2,695 мм и без подкрутки сердечника (вариант 2). Параметры свивки металлокорда приведены в табл. 1. Результаты испытаний физико-механических свойств образцов металлокорда обоих вариантов, приведенные в табл. 2, показывают, что при одинаковом временном сопротивлении разрыву проволоки агрегатная прочность и прочность связи с резиной получена большей у первого варианта за счет улучшения агрегатной работы всех проволок при одинаковой их длине и увеличенном диаметре витой структуры в целом.The metal cord 1 • 0.22 + 5 • 0.27 was made with an outer wire pitch of t 2 = 15.9 mm on a TD2 / 601 curling machine, initially in two ways: according to the invention (option 1), the core was twisted to step t 1 = 2,695 mm and without twisting of the core (option 2). The parameters of metal cord lay are given in table. 1. The test results of the physico-mechanical properties of the steel cord samples of both options are given in table. 2 show that with the same temporary resistance to wire breakage, the aggregate strength and bond strength with rubber were obtained greater in the first embodiment due to improved aggregate operation of all wires with the same length and increased diameter of the twisted structure as a whole.

Более благоприятное условие контакта между сердечником и наружными проволоками получено за счет расположения проволок сердечника между проволоками наружного повива, как это показано на фиг. 3. т.е. при отношении шагов свивки t2/t1 = К = 5 или равном числу проволок наружного повива.A more favorable contact condition between the core and the outer wires is obtained by arranging the core wires between the wires of the outer coil, as shown in FIG. 3. i.e. with the ratio of the steps of the lay t 2 / t 1 = K = 5 or equal to the number of wires of the outer winding.

Тогда r1 = r2/5 = 0,295:5 = 0,059 мм (6)
В табл. 1 показаны геометрические параметры (вариант 3), а в табл. 2 - физико-механические характеристики металлокорда при К = 5, которые превышают характеристики металлокорда, имеющего сердечник с малой круткой, как в прототипе.Then r 1 = r 2/5 = 0.295: 5 mm = 0.059 (6)
In the table. 1 shows the geometric parameters (option 3), and in table. 2 - physical and mechanical characteristics of the metal cord at K = 5, which exceed the characteristics of the metal cord having a core with low twist, as in the prototype.

Соотношение (3) можно получить также при деформации сердечника в виде сопряженных дуг, расположенных в одной плоскости (т.е. плоской спирали - волны). Это достигается многократным, например К=5 по числу наружных проволок, изгибом элементов сердечника, например с помощью роликового рихтовального устройства и их фиксацией в виде волн, заполняющих впадины между наружными проволоками. Relation (3) can also be obtained by deformation of the core in the form of conjugate arcs located in the same plane (i.e., a plane spiral - waves). This is achieved by multiple, for example, K = 5 according to the number of outer wires, by bending the core elements, for example, using a roller straightening device and fixing them in the form of waves filling the troughs between the outer wires.

Тогда радиус дуги r1 можно определить по шагу спирали t1/5 = 15,9:5=3,18 мм и длине lc=ln=16,008:5=3,2016 из соотношения

Figure 00000013

Из решения уравнения (7) относительно r1 имеем r1 = 7,95 мм.Then the arc radius r 1 can be identified by step helix t 1/5 = 15.9: 5 = 3.18 mm and length l c = l n = 16,008: 5 = 3.2016 from the relation
Figure 00000013

From the solution of equation (7) with respect to r 1, we have r 1 = 7.95 mm.

Свойства витой структуры с сердечником, деформированным в виде плоской волны (вариант 4), получены аналогичными первому варианту. The properties of a twisted structure with a core deformed in the form of a plane wave (option 4) were obtained similar to the first option.

Таким образом, совокупность признаков, предложенных согласно изобретению, обеспечивает повышение физико-механических свойств - агрегатной прочности и адгезии к резине витой структуры, в частности металлокорда, что подтверждает эффективность предлагаемого технического решения и целесообразность его использования в промышленности. Thus, the combination of features proposed according to the invention provides an increase in physical and mechanical properties — aggregate strength and adhesion to twisted structure rubber, in particular steel cord, which confirms the effectiveness of the proposed technical solution and the feasibility of its use in industry.

Источники информации
1. Металлокорд для усиления эластомерных изделий. Заявка Великобритании N 2080845 МКИ D 07 B 1/06 от 10.02.82.Sources of information
1. Steel cord for reinforcing elastomeric products. UK application N 2080845 MKI D 07 B 1/06 dated 02/10/82.

2. Улучшенные металлические кабели для усиления резиновых изделий, способ и устройство для их изготовления. Заявка Франции N 2477584 МКИ D 02 G, В 29 H 7/22, 17/00 от 11.09.82 г. 2. Improved metal cables for reinforcing rubber products, method and device for their manufacture. Application of France N 2477584 MKI D 02 G, B 29 H 7/22, 17/00 from 09/11/82

Claims (3)

1. Витая проволочная структура, состоящая из двух элементов, один из которых является сердцевиной, выполненной в виде одиночной проволоки или группы проволок, а другой образован наружными проволоками, навитыми на сердцевину по спирали с зазором, отличающаяся тем, что сердцевина скручена по радиусу навивки при соблюдении условия
Figure 00000014

где t1 и t2 - шаги спирали сердцевины и наружных проволок соответственно;
r1 и r2 - радиус спирали сердцевины и наружных проволок соответственно.1. A twisted wire structure consisting of two elements, one of which is a core made in the form of a single wire or a group of wires, and the other is formed by outer wires wound around the core in a spiral with a gap, characterized in that the core is twisted along the radius of winding when compliance with the conditions
Figure 00000014

where t 1 and t 2 are the steps of the spiral core and the outer wires, respectively;
r 1 and r 2 - the radius of the spiral core and the outer wires, respectively. 2. Витая проволочная структура по п.1, отличающаяся тем, что величина отношения K равна или кратна числу проволок наружного элемента. 2. The twisted wire structure according to claim 1, characterized in that the ratio K is equal to or a multiple of the number of wires of the outer element. 3. Витая проволочная структура по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в сечении сердцевина выполнена в виде сопряженных плоских дуг, огибающих наружные проволоки и имеющих радиус спирали и длину lс элемента одной дуги, огибающей одну наружную проволоку, определяемые из соотношения
Figure 00000015

lс = lн/n,
где n - число наружных проволок;
lн - длина наружной проволоки на шаге спирали t2.3. A twisted wire structure according to any one of claims 1 and 2, characterized in that in the cross section the core is made in the form of conjugated flat arcs enveloping the outer wires and having a spiral radius and length l from an element of one arc enveloping one outer wire, determined from the ratio
Figure 00000015

l c = l n / n,
where n is the number of outer wires;
l n - the length of the outer wire at the spiral pitch t 2 .
RU98119946A 1998-07-10 1998-10-29 Coiled wire structure RU2167968C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BYA19980638 1998-07-10
BY19980638 1998-07-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98119946A RU98119946A (en) 2000-06-27
RU2167968C2 true RU2167968C2 (en) 2001-05-27

Family

ID=4083725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98119946A RU2167968C2 (en) 1998-07-10 1998-10-29 Coiled wire structure

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2167968C2 (en)
UA (1) UA49934C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003035915A1 (en) * 2001-10-25 2003-05-01 Gennadij Alexandrovich Markov Method for producing monocrystalline metallic wire

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУКШТЕЙН М.А. Производство и использование стальных канатов. - М.: Металлургия, 1973, с. 73 - 75. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003035915A1 (en) * 2001-10-25 2003-05-01 Gennadij Alexandrovich Markov Method for producing monocrystalline metallic wire

Also Published As

Publication number Publication date
UA49934C2 (en) 2002-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3598125B2 (en) Steel cord
JP3517244B2 (en) Steel cord structure with gap
JPH0351359Y2 (en)
CN110799701B (en) Reinforcing strand for reinforcing polymer articles
WO1985001074A1 (en) Steel cord for rubber articles
KR100456072B1 (en) Steel cord for timing belt or electric belt reinforcement
SK36998A3 (en) Process for producing a steel cord
EP0149336B1 (en) Flexible tension members
KR20040108715A (en) Flattened helical tire cord
JPH0377313B2 (en)
JP2012514698A (en) Steel cord for tire reinforcement
JPH1121776A (en) Bundled steel cord for reinforcing rubber and bundled steel cord-rubber composite
US4464892A (en) Metallic cable for reinforcing elastomeric articles
RU2167968C2 (en) Coiled wire structure
US3525996A (en) Core for a push-pull cable
JP2004524458A (en) Steel cord to reinforce rubber products
JPH0673672A (en) Steel cord for reinforcing rubber
KR101831668B1 (en) Stranded conductors and method for producing stranded conductors
EP3732325A1 (en) A steel cord
US5375404A (en) Wide rope with reduced internal contact stresses
JPH11200263A (en) Steel cord for reinforcing tire
RU2816443C1 (en) Spiral type clamp for connection of two identical wires
SU587187A1 (en) Reinforcement cable
JPH1037086A (en) Steel cord for rubber article reinforcement
JP2002227081A (en) Steel cord for reinforcing rubber

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111030