轮胎及制造方法技术

本发明专利技术公开了一种具有O型结构的轮胎及其制造方法，其中，轮胎包括由外向内依次设置的胎面、带束层、胎侧、O型胎体、钢丝圈等。与当前轮胎结构不同的是O型胎体采用一根钢丝经缠绕形成一个封闭的空心内胎结构。本发明专利技术所提供的O型结构轮胎及其制造方法，与传统轮胎制造工艺相比将复杂的反包、胎体压延、裁切工序省略，简化了制造工艺，固定资产投资大幅下降，生产效率大幅提升。O型结构适合各种类型的充气及非充气轮胎，包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎、及各类实心轮胎等，特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。较高的工程胎和巨胎。较高的工程胎和巨胎。

【技术实现步骤摘要】
轮胎及制造方法


[0001]本专利技术涉及轮胎
，具体涉及一种O型结构轮胎及其制造方法。

技术介绍

[0002]当前，全钢子午线轮胎卡客车轮胎主要由法国米其林公司在二十世纪五十年代推出。如图1所示，全钢子午线轮胎结构包括胎面、基部胶、带束层、胎体、软三角、硬三角、子口耐磨胶、胎侧胶、气密层、过渡层等。轮胎在滚动过程中受力复杂，各部位功能不同，仅仅使用一种或两种橡胶材料很难满足需求。考虑到橡胶轮胎的制造工艺，因此演化出了以上多种部位进行相互补充。各个部位对材料的要求也不同，例如胎侧需要抗紫外线、耐磨、抗疲劳等性能，气密层对气密性要求较高。
[0003]经过近70年的发展，全钢子午线橡胶轮胎在性能、油耗等方面优势明显，目前在全球范围内得到了广泛推广。
[0004]橡胶轮胎制造步骤为：先在密炼机内对胶料进行混炼，然后通过挤出或压延生产各部件，利用成型机将部件复合生产胎胚，最终在硫化机内硫化得到成品轮胎，简单的讲就是部件的生产、胎胚的成型、胎胚的硫化三个主要步骤。
[0005]全钢子午线轮胎结构部件复杂，配方种类也较多，可达到15个左右，导致橡胶轮胎制造工艺极为繁琐。例如，为了保障子口部位的性能，在该处的配方种类就多达7种左右，分别为胎圈钢丝挂胶、胎圈包布胶、胎体胶、软三角胶、硬三角胶、尼龙包布胶、钢丝包布胶、子口耐磨胶等。
[0006]生产部件时，配方过多带来诸多问题，不同部件相贴合时只要出现杂质就会影响交联效果造成轮胎的早期损坏。密炼过程中任何一个配方生产出现问题，都会造成整条产线产品质量波动。
[0007]胎胚整体成型工艺复杂，需要较高的精准度，设备成本过高，胎胚成型过程如图2所示。先将胎体铺设到成型机转鼓上，放置钢丝圈及软硬三角部件(图2-1)，两侧的反包气囊充气后两侧胎体围绕钢丝圈进行反包(图2-2)，压紧后复合其他部位完成胎胚的制造(图2-3)。
[0008]子口反包处的结构直接影响轮胎的承载性能，如图3所示，子口处结构部件有：胎体、胎体反包、胎体反包端点、钢丝圈、钢丝子口包布、尼龙子口包布、子口耐磨胶。反包结构实现了胎体两头对钢丝的拉紧，保证了胎体在轮胎充气或受力时整体的绷紧性及稳定性。胎体反包的外侧分别是钢丝子口包布和尼龙子口包布，主要起到增强子口处强度的作用，在轮胎超负荷承压时作用明显。由于胎体钢丝的两个反包端点很难和橡胶进行交联，钢丝模量又远超橡胶模量，因此当轮胎超负荷运载时，如果子口部位刚度不够，胎体反包端点处钢丝会出现搓动和变形，使得该点成为最容易出现破损的位置。
[0009]根据轮胎规格不同，胎体由几百根独立不相接触的钢丝组成(图1)。反包后，每根钢丝的两个端点分别在轮胎两侧的子口处形成胎体反包端点，每一根钢丝两端都可能是一个破坏点。
[0010]为了降低子口处的病象，各类轮胎的反包结构有图4所示的几种形式，主要区别在于反包的高度，但是仍然会在轮胎内部埋入钢丝断点。因此，即便对反包参数进行各类优化，但是一直无法避免端点处的病象，特别是在承载性要求较高的工程类OTR轮胎及巨胎方面。
[0011]鉴于传统橡胶轮胎使用的橡胶材料种类及现有全钢子午线轮胎结构，轮胎厂的各生产工序及建设布局也主要根据现有情况进行设计，橡胶轮胎厂发展近百年主要存在的问题是工序数量多且复杂、占地面积大、投资额度大、人工数量众多。
[0012]如若避免轮胎厂的各类问题，需要对轮胎进行简化处理。结构方面最应当简化的是胎体反包结构；另一方面，应当大幅度减少配方种类。使用天然橡胶为原材料的轮胎受橡胶材料特性和结构特点的双重限制，决定了全钢子午线轮胎在近几十年的时间内未有大的改变和革新。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的在于提供了一种具有O型结构的轮胎及其制造方法。与传统轮胎结构不同的是：O型结构胎体采用一根钢丝经内芯缠绕而成，近似为一个封闭的空心内胎结构(图5)，胎体内部钢丝无断点、无反包。以上O型结构的轮胎，将轮胎传统的复杂结构简化，仅使用3种材料配方即可满足性能需求。O型胎体结构的轮胎先形成胎胚状钢丝骨架，直接进行浇注即可生成产品，将胎胚成型和硫化合并为一个过程，生产效率大幅提高。本专利技术中的O型胎体结构的轮胎及其制造工艺充分利用了液体高分子原料的流动性优势，大幅缩减轮胎制造工艺，降低轮胎厂投资额，降低人工数量。同时，液体高分子材料性能全面，轮胎寿命会大幅提高。O型结构轮胎适合各种类型的充气及非充气式轮胎，包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎、及各类实心轮胎等，特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。
[0014]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0015]包括由外向内依次设置的胎面、带束层、胎侧、O型胎体、钢丝圈、过渡区、通气孔(图5)；其中，胎面为轮胎与地面直接接触的部位；钢丝带束层为用于改善轮胎支撑和受力的部位；胎体是轮胎的骨架部件，胎侧为胎体提供保护；过渡区主要是单根钢丝缠绕时形成，轮胎安装到轮毂上与轮毂相贴合；通气孔主要为轮胎充放气时气体通道。
[0016]作为优选，所述胎面上设置有不同形状的花纹。
[0017]所述轮胎断面如图5所示，采用O型结构的轮胎材料分布较传统结构简化为胎面、胎侧、胎体(子口处与胎体采用同种配方)，仅使用三种胶料配方即可满足要求。
[0018]作为优选，各个部件的硬度(ShoreA)为：
[0019]胎面55
°-
95
°
、胎侧50
°-
80
°
、胎体等其他部位均采用同一种硬度胶料75
°-
95
°
。
[0020]作为优选，所述钢丝带束层在胎面与胎体之间用钢丝按不同角度0
°-
180
°
排列。
[0021]作为优选，所述钢丝带束层可以为单层或多层结构，可单层贴合实现，也可编织为多层。
[0022]作为优选，所述钢丝带束层钢丝角度为0
°
时，可使用单根钢丝进行缠绕。
[0023]作为优选，所述带束层钢丝可以使用高分子纤维或金属细丝进行编织固定，特别是在带束层钢丝角度为0
°
时。
[0024]所述O型胎体为一根钢丝绕内芯缠绕形成，缠绕完成后为一圆筒型钢丝圈，且钢丝
之间不接触。钢丝缠绕时起点位于过渡区，终点也位于过渡区。缠绕时中间留有通气孔(图5)。
[0025]作为优选，所述O型胎体在过渡区的钢丝缠绕的起点及终点可使用焊接等方式进行连接。
[0026]作为优选，所述O型胎体在过渡区可使用尼龙帘线或细钢丝进行编织防止两侧子口变形时将胎体钢丝抽出，如图6所示。
[0027]作为优选，所述钢圈可置于胎体内侧，由缠绕的钢丝进行包裹，如图7所示。
[0028]作为优选，所述钢圈可置于胎体外侧，如图8所示。
[0029]作为优选，所述O型胎体钢丝排布可以与胎面垂直(90
°
)也可以形成其他角度进行缠绕。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种O型结构的轮胎，其特征在于，包括由外向内依次设置的胎面[1]、胎侧[2]、带束层[3]、O型胎体[4]、钢丝圈[5]、过渡区[6]、通气孔[7]等；其中，胎面[1]为轮胎与地面直接接触的部位；胎侧[2]用于为胎体提供保护；带束层[3]为用于改善轮胎支撑和受力的部位；O型胎体[4]是轮胎的骨架部件；钢丝圈[5]通过挂胶与胎体粘合；过渡区[6]与轮胎轮辋相贴合；通气孔[7]位于过渡区，轮胎充放气时作为进出气的孔洞。2.根据权利要求1所述的O型结构轮胎，其特征在于，所述胎面[1]上设置有不同形状的花纹。3.根据权利要求1所述的O型结构轮胎，其特征在于，所有部件原料均采用液体高分子类材料，各个部件的硬度(邵氏A)为：胎面[1]胶55
°-
95
°
、胎侧[2]胶50
°-
80
°
、带束层[3]胶75
°-
95
°
、O型胎体[4]胶及其他75
°-
95
°
。4.根据权利要求1所述的O型结构轮胎，其特征在于，所述带束层[3]在胎面与胎体之间用钢丝可按不同角度0
°-
180
°
排列；钢丝角度为0
°
时，可使用单根钢丝进行缠绕；带束层还可以单层或多层结构缠绕或编织。5.根据权利要求1所述的O型结构轮胎，其特征在于，所述O型胎体[4]为一封闭的内胎状；胎体由一根钢丝或帘线以任意角度围绕内芯完成缠绕，起点和终点使用焊接等方法进行连接；并可采用多层混合胎体。6.根据权利要求1所述的O型结构轮胎，其特征在于，所述钢丝圈[5]可置于胎体帘线外侧也可置于内侧。7.根据权利要求1所述的O型...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱健鹏，潘川，
申请(专利权)人：青岛慕沃科技有限公司，
类型：发明
国别省市：