一种子午线轮胎的钢丝圈结构及缠绕盘的制作方法

本实用新型涉及一种子午线轮胎的钢丝圈结构。

本实用新型涉及一种子午线轮胎的钢丝圈结构的缠绕盘。

背景技术：

现有子午线轮胎结构通常为胎体帘布绕过钢丝圈底部反包至轮胎外侧，所用的钢丝圈结构通常为六边形结构或四边形结构，在轮胎充气使用时，胎体帘线上的径向张力会传递给钢丝圈，钢丝圈底部与胎体帘布容易形成尖点接触，进而在钢丝圈的尖点位置与胎体产生应力集中而切断胎体帘线，造成轮胎爆胎或发生事故，重载轮胎尤为明显。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种可有效减弱钢丝圈尖点对胎体帘布剪切作用力的子午线轮胎的钢丝圈结构。

本实用新型所述一种子午线轮胎的钢丝圈结构，其截面钢丝圈结构，由若干个依次紧密排列的钢丝组成，其底部形成一个近乎凹弧的多边结构，所述多边结构每相邻两边之间的夹角为150°，所述钢丝圈结构为封闭的包围结构或半封闭的半包围结构。

优选地，钢丝圈结构的最内层钢丝排布为“一”字形或四边形或六边形。

进一步优选地，所述“一”字形的最内层钢丝排布，由单个钢丝，或由两个或两个以上钢丝排成。

进一步优选地，所述四边形的最内层钢丝排布由多个钢丝排成的平行四边形。

进一步优选地，所述六边形的最内层钢丝排布由六根钢丝组成。

更进一步优选地，所述钢丝圈结构，其上部和下部，沿穿过其中心点的水平线相互对称。

更进一步优选地，其中最底层钢丝与水平面之间的夹角为0°-20°之间，优选为0°或15°。

更进一步优选地，所述钢丝单根直径为0.5-3mm之间，优选为0.95mm或1.295mm或1.55mm或1.65mm或1.83mm。

更进一步优选地，所使用钢丝为单根钢丝或多根钢丝捻成的钢帘线。

本实用新型所述钢丝圈结构，其底部为近乎凹弧的多边结构钢丝圈，这种底部结构能与胎体帘布实现多点接触，减少钢丝圈尖点位置对胎体帘布的剪切作用力，与传统的六角形或四边形的钢丝圈结构相比，类圆形钢丝圈结构，可避免因胎体帘布在钢丝圈尖点位置单点接触产生的应力集中而造成的切断胎体的问题，进一步提高了轮胎的承载能力和使用寿命。

为了便于缠绕上述钢丝圈结构，本实用新型提出一种缠绕盘。

所述缠绕盘为至少包含7条线段连接组成的类U型轮廓的缠绕盘，所述类U型轮廓的缠绕盘包括两条侧边、以及由至少5条连线相互连接而成的底边，所述底边的两端分别连接一条侧边, 每相邻两条线段之间的夹角为150°。

本实用新型所述类U形结构的缠绕盘，为匹配底部近乎凹弧的多边钢丝圈结构而设计，作为钢丝圈缠绕过程中的基座，使钢丝在按设定的路径缠绕过程中，起到有效的固定和限位作用，避免了在缠绕过程中走偏或变形，从而得到所需的类圆形钢丝圈。

附图说明

图1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6是钢丝圈结构中包围结构的6种形状。

图2是钢丝圈结构中半包围结构的1种形状。

图3是本实用新型所述类U型轮廓的缠绕盘。

图4-1、4-2、4-3是本实用新型所述钢丝圈结构的三种缠绕路径。

图5是实施例2的结构示意图。

1-侧边；2-底边。

具体实施方式

实施例1。

本实用新型所述一种子午线轮胎的钢丝圈结构，由若干个依次紧密排列的钢丝组成，其底部形成一个近乎凹弧的多边结构，所述多边结构每相邻两边之间的夹角为150°，所述钢丝圈结构为封闭的包围结构或半封闭的半包围结构。钢丝圈结构的最内层钢丝圈排布为“一”字形或四边形或六边形。所述“一”字形的最内层钢丝圈由单个钢丝，或由两个或两个以上钢丝排成。所述四边形的最内层钢丝圈由多个钢丝排成的平行四边形。所述六边形的最内层钢丝圈由六根钢丝组成。所述钢丝单根直径0.5-3 毫米，优选为0.95毫米或1.295毫米或1.55毫米或1.65毫米或1.83mm，所使用钢丝为单根钢丝或多根钢丝捻成的钢帘线。本实用新型所述钢丝圈结构，其上部和下部，沿穿过其中心点所在线的水平线相互对称。

为了实现上述钢丝圈结构的缠绕，本实用新型提出一种辅助上述钢丝圈结构缠绕的缠绕盘，所述缠绕盘为至少包含7条线段连接组成的类U型轮廓的缠绕盘，所述类U型轮廓的缠绕盘包括两条侧边1、以及由至少5条连线相互连接而成的底边2，所述底边2的两端分别连接一条侧边1。

具体缠绕方法如下：钢丝附胶后，在U型轮廓的缠绕盘上，通过钢丝圈缠绕机的水平方向和竖直方向的双向位移控制，从钢丝圈结构最底层的一端开始，使钢丝圈自左向右、自下而上的层序依次堆叠缠绕。

实施例2。

本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于本实施例所述最底层钢丝与水平面之间的夹角为0°或15°。

本实施例最底层钢丝与水平面之间的夹角为0°的钢丝圈适用于胎圈座角为5°轮辋的轮胎，最底层钢丝与水平面之间的夹角为15°的钢丝圈适用于胎圈座角为15°轮辋的轮胎，二者用途不同。本实施例这样设置的目的是使底部结构能与胎体帘布实现多点接触，减少钢丝圈尖点位置对胎体帘布的接触应力，与传统的六角形或四边形的钢丝圈结构相比，所述底部为近乎凹弧的多边结构钢丝圈结构，可避免因胎体帘布在钢丝圈尖点位置接触产生的应力集中而造成的切断胎体的问题，进一步提高了轮胎的承载能力和使用寿命。

实施例3。

本实用新型所述方法缠绕的钢丝圈结构为方案A，以现有技术六边形钢丝圈为方案B

在相同载荷条件下，胎体在绕过钢丝圈承担轮胎载荷时，方案A近乎凹弧的钢丝圈的底部钢丝与胎体呈连续的多点接触，而方案B底部在钢丝圈下半部分的角点位置呈现4点接触，经有限元仿真分析对比，在应变能密度方面，方案A钢丝圈与胎体的接触部位的应变能密度（SENER）的最大值为2.551×e-2 mJ/mm³，方案B钢丝圈与胎体的接触部位的应变能密度的最大值为7.266×e-02 mJ/mm³，应变能的峰值方案B是方案A的2.85倍；Mises应力方面，方案A的钢丝圈与胎体的接触部位的Mises应力为8.448e-01 MPa，方案B的钢丝圈与胎体的接触部位的Mises应力为1.445e-00 MPa，Mises应力的峰值方案B是方案A的1.71倍；由此可见，方案A比方案B的受力更均匀，方案B钢丝圈与胎体接触部位应力更集中，胎体与钢丝圈受力状况方案A明显优于方案B。