轮胎承压圈及制造工艺的制作方法

1.本发明涉及轮胎制造技术领域，具体涉及一种轮胎承压圈。


背景技术：

2.当前，全钢子午线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。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。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。
3.带束层是在胎面与胎体之间用钢丝按不同角度排列，用于改善轮胎支撑和受力的部位。其主要作用为：其一，和胎体一起抵抗离心力,防止出现由于离心力作用导致的胎冠向外凸起现象,确保稳定的轮胎外直径及轮胎周长。其二，控制轮胎印痕理想的形状,从而有效提供抓地力/牵引力。其三，提供轮胎过弯、转向时所需要的刚性从而带来出色的操控性。其四，抵抗路面异物的侵袭。简单的讲，带束层是由钢丝排布成一定角度并通过挤压将胶料附着在钢丝表面的轮胎部件。根据规格、类型、使用环境、承载、速度等，将轮胎设计成具有不同的带束层层数、不同的带束层宽度、不同的带束层钢丝角度、不同的带束层厚度、不同的带束层钢丝粗细的结构，以满足实际情况需要。
4.目前，橡胶轮胎带束层的生产工序较复杂，首先在锭子房内将一定根数的钢丝排成若干列，以一定速度进入压延机附着胶料，最后对带束层进行裁切，由于带束层角度各异，因此裁切角度需要根据实际需求进行斜裁。最终裁切成符合宽度及角度的带束层部件，待成型时进行贴合。斜裁工艺除了设备及工艺复杂、昂贵以外，还会出现大量下脚料，造成轮胎制造成本增加，这一点对于工程胎、巨胎尤为突出。
5.以上工艺延续近七十年时间，该工艺在实际生产中对技术指标的控制非常严格，否则可能会出现挂胶不均，漏钢丝等病象。使用过程中钢丝两端在动态情况下与橡胶摩擦，成为破坏点，造成轮胎损坏。虽然无法从根本上解决此类问题，但是钢丝的使用增大了胶料与钢丝表面的接触面积，使得带束层在轮胎滚动剪切时具有足够大的剪切强度，因此钢丝的使用适应了粘性体橡胶轮胎的生产工艺。
6.随着技术的发展，液体原材料实现轮胎的生产，并简化了整个工艺流程，液体原材料的流动性、渗透性、附着性及粘合强度等优势明显，相关技术参考 cn 201910815970.x、cn201911421934.1、cn201911300250.6。本发明提供了一种适应液体原料生产轮胎的工艺中可将钢丝带束层部位替换成承压圈的结构及制造方法。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于公开了一种适应液体原料生产轮胎的工艺中可将钢丝带束层部位替换成承压圈的结构及制造方法。该轮胎在内部有承压结构，承压圈可制造为一层或多层形式。该项技术采用液体原料生产轮胎，与传统轮胎制造工艺相比制造工艺更加简单，生产的轮胎承载能力更强，且消除了钢丝带来的产品病象问题。该承压圈结构适合各种类
型的实心胎、充气式轮胎、翻新轮胎，包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎及特种轮胎等，特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。
8.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：承压圈为表面有孔洞或凸起的圆环，由金属或高分子复合材料等制成，承压圈位于轮胎胎面下方(图1所示)，具有承压功能，且可保持胎面形状稳定。生产承压圈时采用机械加工或注塑工艺、加工工艺、3d打印技术进行生产，并进行表面处理，完成后进行多层承压圈复合，最后置入轮胎模具生产轮胎。
9.作为优选，所述轮胎承压圈材料可为高分子材料、金属材料、碳纤维材料、复合材料等。
10.作为优选，所述轮胎内部承压圈表面可有各种形状的孔洞，例如圆形、三角形、椭圆形、线形等，如图2所示。
11.作为优选，所述所述轮胎内部承压圈表面可有各种形状的凸起，如图 3所示。
12.作为优选，所述轮胎内部承压圈可设置成单层或多层结构，如图4所示。
13.作为优选，所述所述轮胎内部承压圈为多层结构时，每层之间可使用胶黏剂连接或机械连接。
14.作为优选，所述内部多层承压圈宽度、厚度可不同。
15.作为优选，所述内部多层承压圈根据材质可采用注塑成型、浇注成型、加工成型、3d打印成型、滚塑成型。
16.作为优选，所述内部承压圈可增设任意支撑材料或结构，如图5所示。
17.作为优选，所述内部承压圈制造过程中预成环工序通过加工或其他方法在材料表面形成各类孔洞或图案。
18.作为优选，所述内部承压圈制造过程中成环工序中通过机械加工(金属类)、注塑(高分子复合材料类)、浇注(高分子复合材料类)将材料制成圆形环状部件。
19.作为优选，所述内部承压圈制造过程中表面处理工序进行表面处理，使表面粗糙化，然后涂抹或喷涂胶黏剂，晾干。
20.作为优选，所述内部承压圈制造过程中复合工序中将同直径的承压圈复合为一体，多层之间采用机械连接相连。
21.采用内部承压圈结构的轮胎具备以下特点。(1)使用承压圈结构的轮胎更加适用液体原料生产工艺(2)代替钢丝带束层后使得生产简单化，工艺控制水平和容错率大幅提高，固定资产投资大幅下降；(3)不使用钢丝，使得钢丝刺破轮胎的病象消除；(4)轮胎整体承压能力提高；(5)承压圈的引入使得胎面在滚动过程中更加稳定，提高了耐磨度和使用寿命；(6) 承压圈可进行批量定制，生产效率大幅提高；(7)结合专利cn110561979a 中的成型工艺，使用内部承压圈可实现轮胎的无人化生产；(8)内部承压圈的使用，可延伸出更多轮胎结构，适合不同场合使用。(9)承压圈可使用强度较高的各类材料，例如金属、高分子、碳纤维，扩展了轮胎材料应用范围。(10)可在承压圈的内外侧增加其他功能外挂部件。
22.本发明所提供的轮胎内部承压圈，使轮胎制造工艺简单化，大幅提高轮胎承载性能，更加适用使用液体原料生产轮胎的工艺。该承压圈适合各种类型的实心胎、充气式轮胎、翻新轮胎，包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎及特种轮胎等，特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为带有承压圈的轮胎断面示意图；
25.图2为承压圈表面孔洞形状示意图；
26.图3为承压圈表面凸起示意图；
27.图4为多层承压圈示意图；
28.图5为承压圈内侧、外侧加强结构示意图；
具体实施方式
29.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
30.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
或“包含
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
31.以12.00-10叉车轮胎规格为例，不同类型承压圈制造方法如下
32.实施例1
33.以钢制材料弹簧钢为例进行描述。
34.预成环工序：采用激光切割钢片，钢片长度157cm，钢片宽度为25cm，厚度为0.5cm。
35.成环工序：将弹簧钢钢条通过折弯机折成圆环，采用焊接将两端连接，打磨焊接口，两侧抛光、圆滑。
36.表面处理工序：将弹簧钢圆环进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成。
37.按照专利cn110561979a方法置入模具中实现轮胎成型。
38.实施例2
39.以钢制材料弹簧钢表面带圆孔的承压圈为例进行描述。
40.预成环工序：采用激光切割将弹簧钢上面切掉小圆圈，形成一定尺寸带有圆孔的长条钢片，钢片长度157cm，钢片宽度为25cm，厚度为0.5cm。
41.成环工序：将弹簧钢钢条通过折弯机折成圆环，采用焊接将两端连接，打磨焊接口，两侧抛光、圆滑。
42.表面处理工序：将弹簧钢圆环进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成。
43.按照专利cn110561979a方法置入模具中实现轮胎成型。
44.实施例3
45.以钢制材料弹簧钢表面带条形孔的承压圈为例进行描述。
46.预成环工序：采用激光切割将弹簧钢上面切掉条形孔，形成一定尺寸带有条形孔的长条钢片，钢片长度157cm，钢片宽度为25cm，厚度为0.5cm。
47.成环工序：将弹簧钢钢条通过折弯机折成圆环，采用焊接将两端连接，打磨焊接口，两侧抛光、圆滑。
48.表面处理工序：将弹簧钢圆环进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成。
49.按照专利cn110561979a方法置入模具中实现轮胎成型。
50.实施例4
51.以钢制材料弹簧钢双层承压圈为例进行描述。
52.预成环工序：采用激光切割将弹簧钢上面切掉小圆圈，形成一定尺寸带有圆孔的长条钢片，两条钢片长度分别为157cm、156.5cm，钢片宽度为 25cm，厚度为0.5cm。
53.成环工序：将弹簧钢钢条通过折弯机折成圆环，采用焊接将两端连接，打磨焊接口。
54.表面处理工序：将弹簧钢圆环进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥。
55.复合工序：将不同直径的承压圈复合为一体，多层之间采用机械相连，如图4所示。按照专利cn110561979a方法置入模具中实现轮胎成型。
56.实施例5
57.以钢制材料弹簧钢承压圈内外部加强结构为例进行描述。
58.预成环工序：采用激光切割将弹簧钢上面切掉小圆圈，形成一定尺寸带有圆孔的长条钢片，钢片长度157cm，钢片宽度为25cm，厚度为0.5cm。
59.成环工序：将弹簧钢钢条通过折弯机折成圆环，采用焊接将两端连接，打磨焊接口。在圆环内外侧固定钢圈进行加强，如图5所示。
60.表面处理工序：将弹簧钢圆环进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成。
61.按照专利cn110561979a方法置入模具中实现轮胎成型。
62.实施例6
63.以钢制材料弹簧钢承压圈法兰加强结构为例进行描述。
64.预成环工序：采用激光切割将弹簧钢上面切掉小圆圈，形成一定尺寸带有圆孔的长条钢片，钢片长度157cm，钢片宽度为25cm，厚度为0.5cm。
65.成环工序：将弹簧钢钢条通过折弯机折成圆环，采用焊接将两端连接，打磨焊接口。在圆环两侧增设法兰结构进行加强。
66.表面处理工序：将弹簧钢圆环进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成。
67.按照专利cn110561979a方法置入模具中实现轮胎成型。
68.实施例7
69.以高强度高分子材料tpu为承压圈的注塑工艺为例进行描述。
70.成环工序：使用注塑机直接在模具中注塑出表面带有各类孔洞或形状的圆环。
71.表面处理工序：将高分子圆环进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成。
72.按照专利cn110561979a方法置入模具中实现轮胎成型。
73.实施例8
74.以高强度高分子材料cpu为承压圈浇注工艺为例进行描述。
75.成环工序：采用浇注工艺在模具中浇注出表面带有各类孔洞或形状的圆环。
76.表面处理工序：将高分子圆环进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成。
77.按照专利cn110561979a方法置入模具中实现轮胎成型。
78.实施例9
79.以钢制材料弹簧钢及高分子tpu材料复合双层承压圈为例进行描述。
80.预成环工序：采用激光切割将弹簧钢上面切掉小圆圈，形成一定尺寸带有圆孔的长条钢片，钢片长度157cm，钢片宽度为25cm，厚度为0.5cm。
81.内侧圆环采用tpu注塑。使用注塑机直接在模具中注塑出表面带有各类孔洞或形状的圆环。
82.成环工序：将弹簧钢钢条通过折弯机折成圆环，采用焊接将两端连接，打磨焊接口。
83.表面处理工序：将弹簧钢圆环进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥。
84.复合工序：将不同直径的承压圈复合为一体，多层之间采用螺丝相连实施例10
85.以钢制材料弹簧钢及高分子包裹承压圈为例进行描述。
86.成环工序：在注塑模具中嵌入钢制承压环，承压环宽度为25cm，厚度为0.5cm。使用注塑机在模具注塑tpu高分子材料，冷却，承压环完成。
87.表面处理工序：将高分子圆环进行表面粗糙化处理，然后涂抹环氧胶黏剂，热风吹至干燥，完成。
88.按照专利cn110561979a方法置入模具中实现轮胎成型。
89.在上述技术方案中，本发明提供的轮胎承压圈及制造方法，具有以下有益效果：
90.采用内部承压圈结构的轮胎具备以下特点。(1)使用承压圈结构的轮胎更加适用液体原料生产工艺(2)代替钢丝带束层后使得生产简单化，工艺控制水平和容错率大幅提高，固定资产投资大幅下降；(3)不使用钢丝，使得钢丝刺破轮胎的病象消除；(4)轮胎整体承压能力提高；(5)承压圈的引入使得胎面在滚动过程中更加稳定，提高了耐磨度和使用寿命；(6) 承压圈可进行批量定制，生产效率大幅提高；(7)结合专利cn110561979a 中的成型工艺，使用内部承压圈可实现轮胎的无人化生产；(8)内部承压圈的使用，可延伸出更多轮胎结构，适合不同场合使用。(9)承压圈可使用强度较高的各类材料，例如金属、高分子、碳纤维，扩展了轮胎材料应用范围。(10)可在承压圈的内外侧增加其他功能外挂部件。
91.本发明所提供的轮胎内部承压圈，使轮胎制造工艺简单化，大幅提高轮胎承载性能，更加适用使用液体原料生产轮胎的工艺。该承压圈适合各种类型的实心胎、充气式轮
胎、翻新轮胎，包括轿车胎、卡客车胎、工程胎、巨胎及特种轮胎等，特别适合速度较慢、载荷较高的工程胎和巨胎。
92.以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。