[发明专利]一种高负载性能的全钢无内胎子午线轮胎及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于全钢无内胎子午线轮胎生产技术领域，具体涉及一种高负载性能的全钢无内胎子午线轮胎及其制造方法。

背景技术

子午线轮胎无内胎化比率越来越高，现有的全钢无内胎子午线轮胎绝大多数只适用于标准负荷或轻载重下使用，但国内中短途砂石料等货物运输超载情况严重，需要更高负载性能的全钢子午线无内胎轮胎。

无内胎轮胎钢丝圈多采用一根截面为圆形的覆胶钢丝缠绕而成；轮胎轮廓曲线的圈部与轮辋接触部位采用两段不同角度设计；胎踵位置采用反弧设计。

提高负载性能，有采用U型加强层帘布增强的，有采用U型加强层帘布外贴一层或两层纤维包布加强的，有采用I型加强层帘布加强的。针对胎踵裂没有新的方案，钢丝圈多采用截面圆形钢丝缠绕而成。

第1种补强方法，如图1所示，在胎体帘布外层敷贴一层加强层帘布，包住圈部胎体帘布，形成U型，加强层可以缓冲轮辋与胎体帘布之间的应力，并加壮圈部，提高圈部刚性，减少变形，保护胎体帘布，这种结构适用于标准负荷情况。高负载时圈部因加强层保护作用导致变形点上移，胎体帘布端点位置高于加强层，帘布端点变形增大，帘布端点在轮胎行驶过程中反复变形产生细小裂纹，裂纹逐渐增大，形成胎体与加强层、或与胶部件脱开形成圈空，裂纹增大也可导致胶部件在端点位置断裂形成圈裂，产生早期损坏。

第2种补强方法，如图2所示，采用U型加强层帘布外贴一层或两层纤维包布加强，纤维包布护住胎体帘布和钢丝包布的端点部分，提高圈部刚性，能够减小载重情况下两个端点的变形，这种结构适用于轻载重情况。纤维帘布较柔软，高负载时自身变形较大，对两个端点的保护会降低。

第3种补强方法，如图3所示，采用I型加强层帘布加强的，加强层外端点高于或低于胎体帘布端点，且只对圈部局部胎体帘布进行保护，胎圈整体刚性不够大，这种结构适用于标准负荷情况。

现有钢丝圈制作工艺，如图4所示，现有钢丝圈采用一根截面为圆形的覆胶钢丝缠绕而成，外形呈六边形，钢丝之间为点接触，应力集中，钢丝之间构型不稳定，负载情况下钢丝表面的橡胶受力会发生变形，降低钢丝圈的整体强度；钢丝圈半成品在轮胎制作过程中因受力会发生变形，形成不规则的六边形；钢丝圈底部的每根钢丝与轮辋均为点接触，接触压力不均匀，变形大；缠绕后的钢丝圈直接与填充胶复合制成复合钢丝圈，复合钢丝圈再用于成型，钢丝所覆胶料具有很大的流动性和很小的弹性，在后续轮胎制作过程中钢丝圈容易变形。

如图5和图6所示，现有轮胎轮廓曲线的圈部与轮辋接触部位采用两段不同角度设计，胎圈与轮辋接触压力不均匀；胎踵上位置采用12-反弧设计，胎踵上位置胶料薄，在高负载情况下，胶料变形大、强度低，反复受力变形产品疲劳裂口，形成胎踵裂。

现有的胎体反包都是低反包，抗抽出能力偏低，不适合高负载。另外，现有的全钢无内胎子午线轮胎绝大多数只适用于标准负荷或轻载重下使用，在负载高时变形增大，生热增高，胶料在高温和反复变形情况下，性能下降发生早期损坏，尤其是圈部，发生圈空、圈裂、抽丝爆。圈空发生在胎体帘布与加强层帘布之间、胎体帘布与胶部件之间、加强层与胶部件之间；圈裂发生于胎体帘布端点、加强层端点、胎踵弧位置；圈空、圈裂继续发展会导致胎体帘布抽丝而爆胎，即抽丝爆。

发明内容

针对现有技术中存在的轮胎负载性能较差导致圈部发生圈空、圈裂、抽丝爆的技术问题，本发明的目的在于提供一种高负载性能的全钢无内胎子午线轮胎及其制造方法，应用于负载性能较高的轮胎，即增强轮胎能够承载负荷正常行驶的能力，采用全新的结构和制造工艺。

本发明采取的技术方案为：

一种高负载性能的全钢无内胎子午线轮胎，包括复合钢丝圈、轮胎胎圈底部轮廓曲线、轮胎胎踵轮廓曲线、胎体帘布、加强层帘布，所述复合钢丝圈内部设置有矩形钢丝圈，矩形钢丝圈采用截面为矩形并四角倒圆弧的钢丝缠绕而成，轮胎胎圈底部轮廓曲线采用一段设计角度，所述轮胎胎踵轮廓曲线采用切线设计角度，胎踵与轮辋接触位置胶料增厚0.7～1.0mm，所述胎体帘布两端点均设置有包边胶片，包边胶片的反包段高度设置为靠近水平轴高度H1位置，胎体帘布反包段与胎体之间从上到下依次设置有上填充胶和下填充胶隔离，在胎体帘布外层敷贴一层U型加强层帘布，加强层帘布两端点均设置有包边胶片，加强层帘布的内外侧分别设置有内衬层与胎侧复合件。

进一步的，所述矩形钢丝圈为将截面为四角呈倒圆弧的矩形钢丝8～9根呈平行紧密排列组成一排，根据需要的负载能力绕缠绕盘缠绕若干层。