一种全钢子午线轮胎胎圈制备方法与流程

文档序号：16595906发布日期：2019-01-14 19:38阅读：240来源：国知局

本发明涉及轮胎生产加工领域，尤其涉及全钢子午线轮胎生产，具体涉及全钢子午线轮胎胎圈制备方法。

背景技术：

轮胎是安装在各种车辆或机械上装配的接地滚动的圆环形弹性橡胶制品。轮胎通常安装在金属轮辋上，能支承车身，缓冲外界冲击、实现与路面的接触并保证车辆的行驶性能。轮胎常在复杂和苛刻的条件下使用，它在行驶时承受着各种变形、负荷、力以及高低温作用，因此必须具有较高的承载性能、牵引性能、缓冲性能。同时，还要求具备高耐磨性和耐屈挠性，以及低的滚筒阻力和生热性。

轮胎一般是由橡胶制成的。用橡胶生产轮胎的过程为：配料-混炼-压出胎面-成型-打孔-硫化-成品检验-包装出厂。

其中，全钢子午线轮胎具有耐磨、耐刺扎、耐用、行驶里程高、使用寿命长、滚动阻力小，油耗低、生热低等特点，故应用非常广泛。类似地，目前行业内还使用半钢子午线轮胎，该产品的帘布材料为聚酯纤维与胶料复合体；全钢加强层帘布材料则为钢丝与胶料复合体，这两种产品在材料和性能方面存在较大差异：半钢子午线轮胎与全钢子午线轮胎根据使用条件决定两者使用材料和压出厚度存在差异。聚酯纤维帘线为柔软略带弹性材料，钢丝为刚性硬质材料，由于钢丝的存在，目前市面所使用的针对半钢子午线轮胎的气泡去除设备应用在全钢子午线轮胎胎圈的气泡去除均很难取得理想效果。

全钢子午线轮胎的帘布在制备过程中由于各层材料需要搭接挤压后成型，搭接时会产生空气的蓄积，导致贴合完成后接头位置与贴合物之间仍然存在残留的气体无法排出。现有技术未对裁断前帘布采取任何处理措施，只是成型工序对加强层简单扎孔，此措施扎孔量少且不均匀，从长时间的实践来看，这样的常规方法并不能获得理想的技术效果。

尤其是不能避免在弹性材料中形成的孔因回弹最终又封闭的现象，同时还因为钢丝的存在可能导致无法顺利形成孔或破坏加强层结构。

且难以保证辊针结构的稳定性。

且不易顺利刺破加强层，形成能够顺利排气的孔，并且目前采用的排气方式，工艺效果均不理想。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种全钢子午线轮胎胎圈制备方法，能够快速、准确、稳定地在加强层开孔，并且工艺合理、高效、安全。

为了达到上述的目的，本发明所采取的技术方案是：

一种全钢子午线轮胎胎圈制备方法，包括：

驱动加强层沿确定路径移动；

在所述路径上以钝化的尖端挤压加强层形成通孔。

优选地，驱动加强层沿确定路径移动包括，以提供张紧力的张紧轮驱动加强层。

优选地，还包括，以钝化的尖端挤压加强层的第一表面形成通孔同时以对应尖端的凹槽挤压加强层的第二表面。

优选地，所述尖端及凹槽均形成于可回转的圆周面。

优选地，还包括在所述路径上对加强层进行预热。

优选地，所述预热包括将加强层均匀加热至35℃至45℃。

优选地，所述尖端为锥形尖端，所述凹槽为矩形槽或梯形槽。

优选地，所述尖端数量为多个，排列于可回转的圆周面，且排列方式为：沿第一方向等距排布为多列，相邻列中的尖端交错布置。

优选地，所述尖端伸入凹槽的最大深度为加强层厚度的0.3至1.2倍。

优选地，所述可回转圆周面形成于可回转的辊子，所述辊子通过于加强层之间的挤压压力形成的摩擦力及加强层形成的通孔包括尖端形成的拉力驱动回转。

由上文描述的技术方案所描述的方法，钝化前端相对于尖锐的尖端，能够提高辊针的寿命，并且防止划伤加强层表面，且具有更高安全性，最主要的，能够减少气孔回弹封闭的情况，使在加强层开设的排气孔能够充分地排除蓄积的气体，避免胎面内出现气泡，进而导致轮胎在行驶过程中出现鼓包、脱层等现象。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例中描述的第一辊子的正面结构示意图；

图2为本发明一实施例中描述的第一辊子表面辊针分布示意图；

图3为本发明一实施例中描述的第一辊子的侧面结构示意图；

图4为胎圈成型贴合时各层状态示意图；

图5为胎圈硫化处理后各层状态示意图，图中，椭圆虚线框选部位为气泡产生区。

图6为本发明一实施例中描述的第一辊子与第二辊子配合工作的状态示意图；

图7为本发明一实施例中描述的辊针与环形槽配合的状态示意图；

图8为本发明一实施例中描述的辊针与环形槽配合在加强层形成气孔的状态示意图；

图9为本发明一实施例中描述的第二辊子的正面结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

目前，在全钢子午线轮胎生产过程中，胎体帘布生产包括刺孔、裁断和拼接工序。如图4所示，成卷帘布裁断后通常需要多块不同的材料，包括胎体层1、内衬层2、胎侧层3、加强层4及胎圈5搭接在一起才能满足轮胎周长的使用长度，图中同时绘示了容易产生气体蓄积的存气区域q以及在加强层开设的排气孔6。结合图5，拼接贴合时经千层辊辊压后，如果无法充分排除蓄积的气体，搭接接头位置就会因为帘布厚度存在高度断差，导致贴合完成后接头位置与贴合物之间仍然存在残留的气体无法排出，进而在硫化后在胎面产生气泡，如图，由椭圆形虚线框所标示地即为容易产生气泡的位置。

而气体是否能够充分排除，则关键在于在加强层开设的排气孔布置是否合理，进一步而言，排气孔的布置是由开设排气孔的装置所决定的。这就需要充分考虑成型工艺和加强层的结构，目前全钢子午线轮胎采用的加强层采用斜切的方式截断或下料。目前全钢子午线轮胎加强层均采用斜裁方式，并且裁断角度各厂家相差不大，如果采取轴向与周向对齐方式扎孔，会存在气孔缺失。扎孔设备需要满足在尽可能少的刺孔数量的前提下达到较优排气效果。

本发明的一个实施例正是基于上述考虑提供了一种装置，参考图1至图3，装置的核心在于能够在加强层形成排气孔的可回转的第一辊子100，结合附图，第一辊子100包括辊体110，支撑辊体的支撑轴130，辊体110表面设置有辊针120，如图，辊针120沿轴向等距排布为多列，相邻列中的辊针交错布置。

并且，任一列中的辊针沿辊子周向均布。

更具体地，可选任一列中的一辊针与其所在列间隔一或多列的另一列中的某一辊针沿辊子的轴向对齐。

更具体地，参考图2辊针布置在第一辊子的圆周面形成若干行，任一行中的辊子沿或者大致沿一辊子圆周面的螺旋线tr布置。

优选地，螺旋线的螺旋升角范围选自10°至80°。

此外，辊针的轴线与所述第一辊子的圆周表面垂直。

可选地实施例中，第一辊子的直径范围100-200mm，辊子的长度范围1500-2000mm，所述辊针的长度10-20mm。

此外，辊针的形状选自带钝头的圆柱形状、带钝头的圆锥体。

优选地，辊针的表面或顶端形成有强化层，所述强化层的表面粗糙度不高于ra6.3，所述强化层表面的硬度不低于hbs251。

优选地，辊子的材质选自碳钢或合金钢，辊针的材质选自合金钢，所述辊针与辊子的连接方式为焊接或螺纹连接。

在本发明的另一个方面，由于全钢子午线轮胎的胎圈钢丝帘线为多股细帘线捻合而成，尖锐状辊针使用时容易刺入细帘线间隙，存在对钢丝帘线造成破坏的风险。故在一个实施例中，提供一种装置，参考图1至图3、图7及图8，其包括：可回转的第一辊子100，第一辊子表面100设置有辊针120，辊针具有钝化的尖端。如此，由于钢丝本身基本上具有圆滑的外壁，而在与钝化尖端接触时能够自然滑移错开，避免破坏。另外，钝化的尖端虽然较尖锐尖端需要更大的压力才能刺破加强层，但刺出的孔具有更大的口径，不会出现回弹性封闭。

优选地，辊针的轴线与所述第一辊子的圆周表面垂直。

优选地，辊针的形状选自带钝头的圆柱形状、带钝头的圆锥体。

优选地，参考图7及图8，辊针的形状为圆锥体，锥度范围为5°-20°。

优选地，钝头为圆头，圆角半径范围为0.3mm至1.6mm。采用圆头辊针可避免钢丝帘线被损坏，同时可满足帘布表面刺孔要求。圆头可使刚刺入帘布表面时辊针对帘布破坏面相对大一些，避免孔隙回弹降低排气效果。

此外，作为优选实现方式，辊针的表面或顶端形成有强化层，所述强化层的表面粗糙度不高于ra6.3，所述强化层表面的硬度不低于hbs251。

此外，辊子的材质优选自碳钢或合金钢，辊针的材质选自合金钢，例如为3cr13。

相应地，适用于上述材质辊针与第一辊子的连接方式为焊接、螺纹连接或一体成型。

此外，第一辊子的直径范围100-200mm，辊子的长度范围1500-2000mm，所述辊针的长度10-20mm。

更优选地配合方案中，参考图6，还包括与第一辊子100配合的第二辊子200，第二辊子200设置为可回转，回转轴心与第一辊子大致平行，所述第二辊子表面形成有对应辊针的环形槽。

在本发明的另一方面，提供一种装置，如图1所示，其包括：可回转得第一辊子10，第一辊子100表面设置有辊针120，辊针的表面或顶端形成有强化层，强化层的表面粗糙度不高于ra6.3，加强层表面的硬度不低于hbs251。胎圈加强层的胶料为粘弹性材料，表面光亮但不光滑；加强层表面的硬度不低于hbs251，刺孔直接对象为胶料，钝化的锥形辊针与近于圆形的钢丝配合保证辊针无法与钢丝长时间接触(一个刺孔周期)，胶料为柔软弹性体。通过强化处理，避免加热后胶料黏在辊针表面，长时间留存会造成胶料硫化发硬后期脆化，不但影响刺孔效果还会落入硬胶沫杂质。

优选地，强化层厚度不小于85微米。

此外，辊针的轴线与所述第一辊子的圆周表面垂直。

另外，参考图6及图9，还包括与第一辊子100配合的第二辊子200，第二辊子200设置为可回转，回转轴心与第一辊子100大致平行，第二辊子200包括辊体210、支撑辊体的辊轴230，辊体210的表面形成有对应辊针的环形槽220。

优选地，所述第一辊子与第二辊子之间的轴间距满足辊针伸入第二辊子的环形槽的深度为加强层厚度的0.3至1.2倍；环形槽的宽度不小于辊针最宽部分的宽度。

优选地，第一辊子及第二辊子的回转由加强层穿过第一辊子和第二辊子之间形成的摩擦力驱动。

优选地，第一辊子及第二辊子的旋向相反，转速比为0.85至1.2。

优选地，辊针的形状为带钝头的圆锥体，锥度范围为5°-20°。

优选地，钝头为圆头，圆角半径范围为0.3mm至1.6mm。

优选地，所述环形槽的边缘具有导向圆角或倒角。

在本发明的另一个方面，一实施例提供一种装置，参考图6至图9，用于在制备胎圈的加强层形成排气孔，包括：可回转的第一辊子100，与第一辊子100平行或近似平行布置的可回转的第二辊子200，第一辊子100表面设有沿轴线等距排布为多列的辊针120，第二辊子200设有对应辊针120开设环形槽220。

优选地，第一辊子与第二辊子之间的轴间距满足辊针伸入第二辊子的环形槽的深度为加强层厚度的0.3至1.2倍；环形槽的宽度不小于辊针最宽部分的宽度。

优选地，第一辊子及第二辊子的回转由加强层穿过第一辊子和第二辊子之间形成的摩擦力驱动。第一、二辊子均可自由旋转，无需驱动电机或同步带。工作状态两辊在加强层帘布带动下跟随帘布同步旋转，达到刺孔目的。此结构可保证辊针流畅地对帘布刺孔，无任何外力影响。

优选地，第一辊子及第二辊子的旋向相反，转速比为0.85至1.2。

优选地，还包括调整单元(或称张紧单元)(图未示)，以调整第一辊子和第二辊子之间的轴间距。

优选地，环形槽的截面为矩形或梯形。

优选地，辊针的形状选择带钝头的圆柱形或圆锥体或二者的组合。

优选地，辊针的形状为圆锥体，锥度范围为5°-20°。

优选地，钝头为圆头，圆角半径范围为0.3mm至1.6mm。

优选地，第一辊子的直径范围100-200mm，辊子的长度范围1500-2000mm，辊针的长度10-20mm。

在本发明的另一个方面，还提供一种制备方法，包括：