技术领域
[0001] 本
发明涉及轮胎技术领域，具体为一种尼龙包布包边的加强型胎圈结构及其制备方法。
背景技术
[0002] 国内商用载重车普遍存在超载超时长驾驶的现象，在轮胎使用过程中，胎圈部位往往会发生裂口、
变形等，成为轮胎发生故障的多发部位，影响轮胎的寿命和使用性能，胎圈部位端点非常多，如
胎体、
钢丝包布、
三角胶、耐磨胶等，根据
有限元分析，胎体帘布
反包端点和钢丝包布外侧端点处应
力集中，易导致端点处的钢丝与
橡胶脱离，从而导致故障发生。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种尼龙包布包边的加强型胎圈结构及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种尼龙包布包边的加强型胎圈结构，包括包裹于胎圈内侧的
内衬层、胎体帘布、钢丝包布复合件以及包裹在胎圈外侧的耐磨胶、胎侧胶以及由胎体帘布和钢丝包布包裹的钢丝圈、硬三角胶和软三角胶，所述钢丝包布复合件包括钢丝包布和尼龙包布，所述尼龙包布设置为
单层并包布在钢丝包布外侧端点处，截面呈倒U型，所述尼龙包布的内侧端点设置在胎体帘布外侧反包端点与钢丝包布外侧反包端点之间，且尼龙包布设置有用于减少
应力集中的角度，所述钢丝包布外侧反包端点高于胎体帘布外侧反包端点高度。
[0005] 所述尼龙包布的厚度为0.8mm至1.6mm。
[0006] 所述尼龙包布与钢丝包布贴合面沿其各自内部帘线交叉设置，所述尼龙包布的帘线
密度为50至130根/dm，宽度为25mm至65mm。
[0007] 所述尼龙包布的帘线与轮胎周向的角度设置为25°至65°。
[0008] 所述尼龙包布在钢丝包布内侧即靠近胎体帘布一侧的下端点与胎体帘布反包端点的差级为3mm至9mm。
[0009] 所述尼龙包布在钢丝包布外侧的下端点与钢丝包布的外侧端点差级为10mm至30mm。
[0010] 所述钢丝包布外侧端点与胎体帘布反包端点的差级为10mm至20mm。
[0011] 所述钢丝包布的厚度为1.6mm至2.6mm，宽度为60mm至120mm。
[0012] 所述钢丝包布的钢丝与轮胎周向的角度为20°至50°。
[0013] 所述钢丝包布内侧端点低于胎体帘布反包端点，差级为5mm至36mm。
[0014] 所述硬三角胶上端点高于胎体反包端点，低于钢丝包布外侧端点，且位于胎体帘布反包端点与钢丝包布外侧端点之间的中点±5mm内。
[0015] 所述耐磨胶外侧端点高于钢丝包布外侧端点5mm至20mm。
[0016] 一种尼龙包布包边的加强型胎圈制备方法，包括以下步骤：
[0017] (1)预制尼龙包布，经压延机以压延厚度0.8-1.6mm、压延密度为50根至130根制备尼龙包布；
[0018] (2)斜裁机以20°至50°斜裁钢丝包布，以25°至65°斜裁尼龙包布；
[0019] (3)钢丝包布与尼龙包布以交叉形式贴合并经敷贴机复合成一体进行包边；
[0020] (4)胚胎成型时在内衬层上以交叉形式贴合钢丝包布复合件，且尼龙包布的一侧朝外；
[0021] (5)对称贴合胎体帘布，由机械装置将符合在一起的钢丝圈、硬三角胶和软三角胶传递至
成型鼓上，并进行其余成型步骤；
[0022] (6)成型后将轮胎硫化并检验、
包装。
[0023] 所述尼龙包布的帘线选用尼龙66 420D/1或尼龙66 840D/2或尼龙66 1260D/2。
[0024] 由上述技术方案可知，本发明通过在钢丝包布外侧端点处用一层尼龙包布进行包边，且尼龙包布延伸至胎体帘布反包端点和钢丝包布之间，来减轻胎圈部位应力集中现象。尼龙帘线的刚性介于钢丝和橡胶之间，在钢丝包布外端点和橡胶间以及胎体反包端点和钢丝包布间增加带有角度的尼龙包布，可以起到较好的过渡作用，减轻应力集中现象。尼龙包布比橡胶的刚性高，可提高胎圈部位的刚性，降低轮胎胎圈部位的故障率。
附图说明
[0025] 图1为本发明结构示意图；
[0026] 图2为本发明钢丝包布与尼龙包布连接示意图；
[0027] 图3为本发明有限元应变图100％气压、100％负荷无尼龙包布方案；
[0028] 图4为本发明有限元应变图100％气压、100％负荷有尼龙包布方案；
[0029] 图5为本发明有限元应变图130％气压、150％负荷无尼龙包布方案；
[0030] 图6为本发明有限元应变图130％气压、150％负荷有尼龙包布方案；
[0031] 图7为本发明有限元应变能图100％气压、100％负荷无尼龙包布方案；
[0032] 图8为本发明有限元应变能图100％气压、100％负荷有尼龙包布方案；
[0033] 图9为本发明有限元应变能图130％气压、150％负荷无尼龙包布方案；
[0034] 图10为本发明有限元应变能图130％气压、150％负荷有尼龙包布方案。
[0035] 图中：1胎体帘布、2内衬层、3软三角胶、4硬三角胶、5钢丝圈、6耐磨胶、7钢丝包布、8尼龙包布。
具体实施方式
[0036] 下面结合附图对本发明做进一步说明：
[0037] 如图1所示的一种尼龙包布包边的加强型胎圈结构，包括包裹于胎圈内侧的内衬层2、胎体帘布1、钢丝包布复合件以及包裹在胎圈外侧的耐磨胶6、胎侧胶以及由胎体帘布1和钢丝包布7包裹的钢丝圈5、硬三角胶4和软三角胶3，所述钢丝包布复合件包括钢丝包布7和尼龙包布8，所述尼龙包布8设置为单层并包布在钢丝包布7外侧端点处，截面呈倒U型，所述尼龙包布8的内侧端点设置在胎体帘布1外侧反包端点与钢丝包布7外侧反包端点之间，且尼龙包布8设置有用于减少应力集中的角度，所述钢丝包布7外侧反包端点高于胎体帘布1外侧反包端点高度。
[0038] 进一步的，所述尼龙包布8的厚度为0.8mm至1.6mm，所述尼龙包布8与钢丝包布7贴合面沿其各自内部帘线交叉设置，所述尼龙包布8的帘
线密度为50至130根/dm，宽度为25mm至65mm，所述尼龙包布8的帘线与轮胎周向的角度设置为25°至65°，尼龙包布8方向与钢丝包布7交叉可有效减轻钢丝包布外侧端点应力集中现象。若尼龙包布7的角度过小，则与钢丝包布7钢丝间的角度过小，无法起到减轻钢丝包布7外侧端应力集中的作用，若尼龙包布8的角度过大，则与角度为90度的胎体之间的角度过小，无法起到减轻胎体反包端应力集中的作用。尼龙包布8密度过小无法起到减轻应力集中的作用，密度过大会使尼龙帘线间的间距过小，尼龙帘线易与橡胶脱开，导致胎圈部位故障，且会导致材料浪费，加高轮胎成本。
[0039] 进一步的，所述尼龙包布8在钢丝包布7内侧即靠近胎体帘布1一侧的下端点与胎体帘布1反包端点的差级为3mm至9mm，在胎体帘布1反包端点与钢丝包布7间通过尼龙包布8过渡，可有效减轻胎体帘布1反包端点应力集中现象，若尼龙包布8内侧下端点与胎体帘布1反包端点差级过小，因尼龙包布8内侧下端点也有较小应力，与胎体帘布1反包端点靠的过近无法起到减轻应力集中的作用，因工厂制造有
波动，甚至会导致尼龙包布8内侧下端点与胎体帘布1反包端点重合，加剧胎体帘布1反包端点应力集中现象。若尼龙包布8内侧下端点与胎体帘布7反包端点差级过大，会使尼龙包布8内侧下端点接近应力较高的
轮辋与轮胎
接触部位，加剧尼龙包布8内侧下端点的应力集中现象，而且会导致材料浪费，加高轮胎成本。
[0040] 进一步的，所述尼龙包布8在钢丝包布7外侧的下端点与钢丝包布7的外侧端点差级为10mm至30mm，若尼龙包布8外侧下端点与钢丝包布7外端点差级过小，尼龙包布8外侧下端点也有较小应力，与钢丝包布7外侧端点靠的过近无法起到减轻应力集中的作用，因工厂制造有波动，甚至会导致尼龙包布8外侧下端点与钢丝包布7外端点重合，加剧钢丝包布7外侧端点应力集中现象。同时尼龙包布8也有一定的刚性，尼龙包布8在钢丝包布7外侧的部份宽度过窄，在
制造过程中会出现钢丝包布7外侧尼龙包布8与钢丝包布7脱开的问题，增加工厂制造难度。若尼龙包布8外侧下端点与钢丝包布7端点差级过大，会接近应力较高的轮辋与轮胎接触部位，加剧尼龙包布8外侧下端点的应力集中现象，而且会导致材料浪费，加高轮胎成本。
[0041] 进一步的，所述钢丝包布7外侧端点与胎体帘布1反包端点的差级为10mm至20mm，钢丝包布7外侧端点与胎体帘布1反包端点处应力均较高，若两端点差级过小，会加剧应力集中现象，导致胎圈部位发生故障。若两端点差级过大，会导致钢丝包布7外侧端点过高或者胎体反包端点过低。钢丝包布7外侧端点过高会接近轮胎行驶时变形较大的胎侧
位置，钢丝包布7外侧端点处的钢丝与橡胶之间变形过大会导致钢丝与橡胶脱离，从而发生故障。胎体帘布1反包端点过低会接近应力较高的轮辋与轮胎接触部位，加剧胎体帘布1反包端点处的应力集中现象。
[0042] 进一步的，所述钢丝包布7的厚度为1.6mm至2.6mm，宽度为60mm至120mm，钢丝包布7的钢丝与轮胎周向的角度为20°～50°。胎体与轮胎周向呈90度且端点齐平，刚性太强，钢丝包布7有一定的角度可以降低自身刚性，使胎圈部位从硬到软逐渐过渡，有效减轻胎圈部位的应力集中现象。
[0043] 胎体帘布1、钢丝包布7、硬三角胶4、胎侧耐磨胶的刚性均较强，把钢丝包布7内侧端点、胎体帘布1反包端点、硬三角胶4上端点、胎侧包布外侧端点、耐磨胶6外侧端点从低到高依次按照上述差级排布在胎圈部位处，可使轮胎从刚性较强的胎圈部位逐渐过渡到刚性较弱的胎侧部位，有效地防止了在胎圈部位上述各端点的应力集中现象。
[0044] 通过下表的有限元分析进一步说明本案的技术效果；
[0045]
[0046] 通过对比钢丝包布7外侧端点有尼龙包布8方案的设置以及和无包边尼龙包布8方案的两种分析工况下的有限元分析结果，以无包边尼龙包布8方案的应变和应变能为指数100，可见有包边尼龙包布8方案胎体反包端点和胎圈包布外侧端点的应变和应变能均小于无包边尼龙包布8方案。
[0047] 由图3-图6胎圈部位有限元分析应变图和图7-图10胎圈部位有限元分析应变能图，可见有尼龙包布8方案的胎圈位置的应力、应变能集中区域明显小于无尼龙包布8方案，有效减轻了胎圈部位的应力集中现象。
[0048] 下面针对图3-图10进行进一步说明；
[0049] 通过对比图3和图4，可见在100％气压、100％负荷条件下进行的有限元分析，有尼龙包布8方案的胎体反包端点和钢丝包布7外侧端点位置的应变和高应变区域面积明显小于无尼龙包布8方案(图片中
颜色越深表示应变越大)。
[0050] 通过对比图5和图6，可见在130％气压、150％负荷条件下进行的有限元分析，有尼龙包布8方案的胎体反包端点和钢丝包布7外侧端点位置的应变和高应变区域面积明显小于无尼龙包布8方案(图片中颜色越深表示应变越大)。
[0051] 通过对比图7和图8，可见在100％气压、100％负荷条件下进行的有限元分析，有尼龙包布8方案的胎体反包端点和钢丝包布7外侧端点位置的应变能和高应变能区域面积明显小于无尼龙包布8方案(图片中颜色越深表示应变能越大)。
[0052] 通过对比图9和图10，可见在130％气压、150％负荷条件下进行的有限元分析，有尼龙包布8方案的胎体反包端点和钢丝包布7外侧端点位置的应变能和高应变能区域面积明显小于无尼龙包布8方案(图片中颜色越深表示应变能越大)。
[0053] 同时值得一提的是，该种加强型胎圈的需要通过特殊的加工方法制备，包括以下制备步骤：
[0054] 1：预制尼龙包布8，尼龙包布8的帘线选用尼龙66 420D/1或尼龙66 840D/2或尼龙66 1260D/2，经压延机以压延厚度0.8-1.6mm、压延密度为50根至130根制备尼龙包布8；
[0055] 2：斜裁机以20°至50°斜裁钢丝包布7，以25°至65°斜裁尼龙包布8；
[0056] 3：钢丝包布7与尼龙包布8以交叉形式贴合并经敷贴机复合成一体进行包边；
[0057] 4：胚胎成型时在内衬层2上以交叉形式贴合钢丝包布复合件，且尼龙包布8的一侧朝外；
[0058] 5：对称贴合胎体帘布1，由机械装置将符合在一起的钢丝圈5、硬三角胶4和软三角胶3传递至成型鼓上，并进行其余成型步骤；
[0059] 6：成型后将轮胎硫化并检验、包装。
[0060] 所述尼龙包布的帘线选用尼龙66 420D/1或尼龙66 840D/2或尼龙66 1260D/2。
[0061] 以上所述的
实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明
权利要求书确定的保护范围内。
