[0001] 本发明涉及轮胎领域，详细地讲是一种工程子午胎的胎圈结构。

[0002] 众所周知，工程子午胎作为矿山工程机械车辆使用的新型、先进的轮胎产品,这类轮胎的使用特点是轮胎外形尺寸大、载重能力大、研发难度大，成型工艺难度大等特点。国际上工程子午胎仅有米其林（Michelin）、普利斯通（Bridgestone）、固特异（Goodyear）轮胎三巨头垄断技术和市场，国内工程子午胎2002年以前全部依赖进口的局面。较高的工程子午胎设计和制造水平直接影响其使用寿命，特别是作为主要受力部位的胎圈，在矿山实际使用中由于超载或下沉量大的问题而常出现的圈裂、圈空等质量问题，造成早期损坏失效，严重影响轮胎使用寿命和人员安全。针对工程子午胎胎圈出现的裂口等问题，1993年
10月16日国外工程子午胎巨头Goodyear申请美国专利（申请号153726），通过将标准设计的胎踵弧半径9大于轮缘半径7独特设计寻求解决胎圈问题。如图2所示，标准设计的胎踵垂直高度10的标准取值为轮缘高度G减去轮缘半径7然后加上着合直径2的过盈量（2.5-4mm）来计算。如图2所示胎圈和轮辋紧密相切曲线一致配合，这样的设计在正常不超载情况下，是可行的，对于轮胎气密性，装卸都较好，但是对于下沉量较大或超重严重的工况下，轮胎胎踵防水线12附近易与轮缘端点处进行接触咬合，在工程子午胎胎圈1处形成周向裂口，随着时间推移，裂口加深，甚至磨断胎踵位置胎体钢丝，造成圈爆等极端失效模式。

[0003] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种工程子午胎的胎圈结构，防止出现如下问题：在矿山实际使用中由于超载或下沉量大的问题而常出现的圈裂、圈空等质量问题，造成早期损坏失效，严重影响轮胎使用寿命和人员安全。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工程子午胎的胎圈结构，包括工程子午胎胎圈、胎体钢丝、钢丝圈、子口胶、下三角胶芯及轮胎胎踵防水线，其特征是，胎踵垂直高度的数值比标准计算得到的胎踵垂直高度数值增加2-5mm，下胎侧圆弧半径的数值比标准计算得到的下胎侧圆弧半径的数值增加35%-40%。

[0005] 本发明还可通过如下措施来实现：下三角胶芯根部的厚度B占下三角胶芯根部的总厚度C的68-72%。

[0006] 轮胎胎踵防水线处子口胶的厚度曲线从胎圈较硬区域至胎侧较软区域均匀的圆滑过渡，逐渐减薄。

[0007] 本发明的有益效果是，可有效地防止出现在矿山实际使用中由于超载或下沉量大的问题而常出现的圈裂、圈空等质量问题，造成早期损坏失效，提高轮胎的使用寿命，并且能保证轮胎胎圈和轮辋的尺寸配合适宜，既有足够的密合压力，保证轮胎的气密性，保证在使用中两者之间不产生相对划移，又不能使轮胎装卸操作中带来太大困难。 [0008]附图说明

[0009] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0010] 图1为本发明的结构示意图。

[0011] 图2为本发明背景技术的结构示意图。

[0012] 图中 1、工程子午胎胎圈；2、着合直径；3、胎体；4、钢丝圈；5、子口胶；6、下三角胶芯；7、轮缘半径；8、工程胎标准轮辋；9、胎踵弧半径；10、胎踵垂直高度；11、下胎侧圆弧半径；12、轮胎胎踵防水线；13、粘合胶；14、气密层；G.轮缘高度；A.子口胶厚度；B. 下三角胶芯根部的厚度；C. 下三角胶芯根部的总厚度。

[0013]

[0014] 在图1中，本发明包括工程子午胎胎圈1、胎体钢丝3、钢丝圈4、子口胶5、下三角胶芯6及轮胎胎踵防水线12，胎踵垂直高度10的数值比标准计算得到的胎踵垂直高度数值增加2-5mm，下胎侧圆弧半径11的数值比标准计算得到的下胎侧圆弧半径的数值增加35%-40%。本发明无需改变着合直径2，即可在工程胎标准轮辋8和工程子午胎胎圈配合位置设计存在2-4mm的间隙。如图1 18.00R33规格工程子午胎的胎踵垂直高度10由标准值
28.6mm增加到32.2mm，下胎侧圆弧半径11由标准值105mm调整为145mm。

[0015] 增加下三角胶芯6根部的厚度，下三角胶芯根部的厚度B占下三角胶芯根部的总厚度C（包括两层胎体3、粘合胶13、气密层14、子口胶5）的68-72%。提高胶种硬度，胶种的物性硬度邵氏达到78-82度。如图1所示18.00R33规格工程子午胎的下三角胶芯6根部的厚度由标准值32mm调整为36mm，达到下三角胶芯根部的厚度B占下三角胶芯根部的总厚度C的69%，胶种的物性硬度邵氏75度增加至80度。

[0016] 轮胎胎踵防水线12处子口胶的厚度从工程胎小规格到大规格设计差别较大（3-12mm），设计原则是子口胶厚度A的曲线应该从胎圈较硬区域至胎侧较软区域均匀的圆滑过渡，逐渐减薄。如图1所示18.00R33规格工程子午胎轮胎的胎踵防水线12垂直胎体钢丝处子口胶5的厚度A由标准值9mm调整为6mm，减薄后曲线就比较圆滑有利于应力分散。

[0017] 在不降低强度的情况下，胎体钢丝3采用压延密度小、单根钢丝强度高、大直径的钢丝结构，（推荐工程子午胎产品使用7*7*0.22+0.15HT、7*7*0.25+0.15HT胎体钢丝结构，钢丝直径分别是2.24mm、2.52mm,压延密度30--33根/10cm）。如图1所示18.00R33规格工程子午胎轮胎的胎体帘线3+9+15*0.22+0.15HT强度2700N，单根直径为1.62mm，压延密度55根/10cm更换为7*7*0.22+0.15HT强度5120N，单根直径为2.24mm，压延密度33根/10cm。

[0018] 下表1是室内机床在工程子午胎18.00R33上应用本发明胎圈的结构设计与背景技术胎圈设计耐久性对比的评价表。从中可以看出本发明从轮胎胎圈外轮廓曲线和胎圈部位材料分布优化的产品性能得到明显提高，未出现圈裂、圈空、圈爆等失效问题。 [0019] 表1：试验条件：
1、负荷由65%标准负荷，持续按照5%递增，增加至140%负荷不再增加；同时速度由
10Km/h也以5%递增，增至30Km/h不再增加运行24h后递减至10Km/h，直至轮胎失效。

[0020] 2、充气压力恒压700KPa。

[0021] 此外在国内某矿山实际装车测试本发明胎圈设计的工程子午胎，已经运行了1900小时，胎圈部位完好；在同等路况、车型下背景技术设计轮胎运行700多小时胎圈出现周向裂口，随之时间推移，越来越深直至失效损坏。

[0022] 总上所述，本发明工程子午胎胎圈结构的设计，有效地解决了工程子午胎在矿山等恶劣路况下由于超载或下沉量大引起的工程子午胎胎圈早期出现的圈裂、圈空等胎圈质量问题，较大幅度提高了工程子午胎的产品寿命和综合性能。