阅读说明：本技术 子午线轮胎及提升轮胎均匀性lfv指标的冠带条缠绕方法 (Radial tire and crown band winding method for improving tire uniformity LFV index ) 是由 齐格弗里德·拉策堡 陈卫勇 刘超 于 2020-04-07 设计创作，主要内容包括：本发明属于轮胎制造技术领域,针对冠带条分布不一致、不对称,造成行驶时周向强度不一致,形变不一致,轮胎的均匀性性能下降明显的上述问题,本发明提供一种子午线轮胎,冠带条的起始端和结束端的在轮胎周向位置上错位180°；本发明还提供一种提升轮胎均匀性LFV指标性能的冠带条缠绕方法,以冠带条的一端为起始端,从胎体左侧开始原地缠绕一圈进行锁圈,螺旋缠绕*.5圈,*为自然数,至胎体右侧并原地缠绕一圈锁圈,结束缠绕,冠带条的起始端和结束端在轮胎周向位置上错位180°；为保证冠带条的中线与胎体中线重合,事先计算用缠绕圈数＝(A-D)/B,调整相关参数。通过调整冠带条头尾分布的方法,减少材料的不均匀程度,提升均匀性特别是LFV指标的性能。(The invention belongs to the technical field of tire manufacturing, and provides a radial tire aiming at the problems that the circumferential strength is inconsistent, the deformation is inconsistent and the uniformity performance of the tire is obviously reduced due to inconsistent and asymmetric distribution of crown band strips, wherein the starting end and the ending end of the crown band strips are staggered by 180 degrees in the circumferential position of the tire; the invention also provides a winding method of the crown band strip for improving the LFV index performance of the tire uniformity, which takes one end of the crown band strip as a starting end, winds a circle in situ from the left side of a tire body for locking, winds the crown band strip for 5 circles in a spiral way, and winds a circle of locking ring in situ from the right side of the tire body for finishing winding, wherein the starting end and the finishing end of the crown band strip are staggered by 180 degrees in the circumferential direction of the tire; in order to ensure that the midline of the crown band coincides with the midline of the carcass, the winding turns (A-D)/B are calculated in advance, and relevant parameters are adjusted. By adjusting the head-tail distribution of the crown band strip, the non-uniform degree of the material is reduced, and the uniformity, particularly the performance of LFV indexes, is improved.)

子午线轮胎及提升轮胎均匀性LFV指标的冠带条缠绕方法

技术领域

本发明属于轮胎制造技术领域，具体涉及一种子午线轮胎及提升轮胎均匀性LFV指标的冠带条缠绕方法。

背景技术

冠带条材料在轮胎中起到束缚带束层伸张，减小轮胎变形的作用。螺旋缠绕方式是目前轮胎制造过程中普遍采用的一种冠带条的贴合方式。螺旋缠绕方式包括五种形式，如图1所示。螺旋缠绕的冠带条在边部都需要有一圈的锁边，以保证冠带条缠绕后整周总宽度的一致性，但同时都会造成冠带条材料在两边部分布的不均匀，部分区域单层，部分区域双层，且双层区域的宽度也不相同。具体以最简单的单层平铺型缠绕形式介绍，步骤如下:步骤一，在距离中心左侧(A/2-D/2)mm的距离开始定位冠带条起始位置，在原地缠绕一圈360度；步骤二，以每圈螺旋行程(B)mm向右开始平铺缠绕至冠带条总宽的右边缘，缠绕螺旋角度＝(A-D)/B*360；

步骤三，在距离中心右侧(A/2-D/2)mm的距离定位冠带条起始位置，在原地缠绕一圈360度。

目前冠带条缠绕方式主要是满足整体宽度或螺距的需要，保证整周总宽度的一致性。

轮胎的均匀性直接影响到车辆的操纵稳定性和行驶安全性，提升轮胎均匀性指标具有重要意义。LFV是衡量轮胎均匀性的一个重要力学性能指标。目前研究认为LFV偏大的原因包括：(1)半成品部件：①胎面宽度变异或挤出存放时蛇形扭曲；②带束层宽度和角度变异或蛇形扭曲；③带束层垫胶厚度或宽度变异；④三角胶厚度、高度不均匀或左右两边不一致。(2)成型工艺：①胎面成型偏歪或局部偏歪扭曲；②带束层贴合时蛇形扭曲或供料拉伸导致宽度和角度变异；③带束层垫胶在成型中贴合偏歪或拉伸，尺寸变异；④二段成型鼓晃动或摆动使一段胎胚固定时偏歪；⑤带束鼓及传递环晃动或摆动，传递环夹持带束层和胎面移动时与二段成型中心不对称；⑥胎体帘布层反包偏歪，反包高度变异大；⑦扣钢丝圈偏歪或反包时钢丝圈移位；⑧一、二段成型机压辊打压不良，造成胎胚左右材料不对称；(3)硫化工艺：①胎胚变形导致硫化定型不正。②定型压力偏大和胎胚外周长超标，硫化后外胎出现胎冠中心线模糊、变形甚至消失的现象；③硫化模具上下温差偏大，造成硫化后轮胎上下部分硫化程度不一致；④硫化合模不良造成轮胎局部出边，需调整合模力或模具的装配精度；⑤硫化模具加工精度不够、上下尺寸不对称或局部花纹块变形(参见：轮胎均匀性及其影响因素，余双玉，轮胎工业，2008年第8期)。

本专利申请的发明人在研究过程中发现，冠带条左右边部材料，在整周周向分布和左右对称位置上，部分区域冠带条单层，部分双层，厚度及质量分布不均匀，束缚强度不均匀。以典型的头尾平齐为例，如冠带条缠绕后的周向展开图(图2)所示，深色双层区域集中在一起，左右不对称呈递减状态，质量及强度分布明显不均一。冠带条材料分布不一致、不对称，造成行驶时周向强度不一致，形变不一致，轮胎的均匀性性能下降，特别是LFV指标性能下降明显。

发明内容

针对冠带条材料分布不一致、不对称，造成行驶时周向强度不一致，形变不一致，轮胎的均匀性性能下降明显的上述问题，本发明提供一种子午线轮胎，冠带条的起始端和结束端的在轮胎周向位置上错位180°，双层区域整周差距最小；本发明还提供一种提升轮胎均匀性LFV指标性能的冠带条缠绕方法，通过调整冠带条头尾分布的方法，减少材料的不均匀程度，进行弥补改善，提升均匀性特别是LFV指标的性能。

本发明一方面提供一种子午线轮胎，包括胎体、带束层、冠带条和胎面，带束层设置在胎体上，冠带条螺旋缠绕在带束层上，冠带条的边部缠绕在胎体两侧，冠带条的中线与胎体中线重合，所述冠带条的起始端和结束端的在轮胎周向位置上错位180°。

经过理论分析和多次实例验证，冠带条缠绕后头尾周向位置上错位180°，是材料分布最均匀的一种方法，能够大幅提升轮胎的均匀性能，特别是LFV指标，平均降低3kgf。

本发明还提供一种提升轮胎均匀性LFV指标性能的单层平铺型或双层平铺型冠带条缠绕方法，包括以下步骤：

步骤一，在距离胎面中心左侧(A-D)/2的位置定位冠带条起始端位置，在原地缠绕一圈360°进行锁圈，A为冠带条总宽度，D为冠带条单条宽度；

步骤二，以每圈螺旋行程B向右开始平铺缠绕至距离胎面中心右侧(A-D)/2的位置，缠绕螺旋角度α＝(A-D)/B*360°；为保证冠带条缠绕后头尾周向位置上错位180°，将冠带条缠绕圈数设定为*.5圈，*为自然数，并通过公式冠带条缠绕圈数＝(A-D)/B，调整相关参数；

步骤三，在距离胎面中心右侧(A-D)/2的位置定位冠带条结束位置，在原地缠绕一圈360°进行锁圈。

本发明还提供一种提升轮胎均匀性LFV指标的肩部双层S型或双层S型冠带条缠绕方法，包括以下步骤：

步骤一，在距离胎面中心左侧A/2-(C-D/2)的位置定位冠带条起始端位置，直接以螺旋行程B向左缠绕，缠绕角度＝(C-D/2)/B*360°；(C-D/2)/B数值计算结果取整数值；A为冠带条总宽度，C为胎面一侧的双层冠带条的宽度；

步骤二，在冠带条起始端位置缠绕一圈360°；

步骤三，以每圈螺旋行程B向右平铺缠绕至距离胎面中心右侧(A-D)/2的位置，缠绕螺旋角度＝(A-D)/B*360°；为保证冠带条缠绕后头尾周向位置上错位180°，将冠带条缠绕圈数设定取*.5圈，*为自然数，并通过公式冠带条缠绕圈数＝(A-D)/B，调整相关参数；

步骤四，在在距离胎面中心右侧(A-D)/2的位置缠绕一圈360°；

步骤五，以每圈螺旋行程B向左缠绕(C-D/2)/B*360°。

本发明还提供一种提升轮胎均匀性LFV指标的肩部双层平铺型冠带条缠绕方法，包括以下步骤：

步骤一，在距离胎面中心左侧(A-D)/2的距离定位冠带条起始端位置，在原地缠绕一圈进行锁圈，A为冠带条总宽度，D为冠带条单条宽度；

步骤二，以每圈螺旋行程B向右平铺缠绕，缠绕角度＝(C-D/2)/B*360°；(C-D/2)/B数值计算结果取整数值；C为胎面一侧的双层冠带条的宽度；

步骤三，以每圈螺旋行程B向右平铺缠绕，缠绕角度＝(A-2C)/B*360°；(A-2C)/B数值计算结果取*.5圈，*为自然数；

步骤四，以每圈螺旋行程B向右平铺缠绕，缠绕角度＝(C-D/2)/B*360°；(C-D/2)/B数值计算结果取整数值；

步骤5，距离胎面中心右侧(A-D)/2的位置缠绕一圈360°。

通过以上步骤，就可以实现冠带条缠绕后头尾周向位置上错位180°的分布。缠绕后双层区域整周差距达到最小，左右对称差异明显减小。

本发明简单易行：通过细化的设定方法，只需要调整设备参数，就可以达到预期的效果，操作调整方便；通过该方法将轮胎的LFV指标的均匀性性能大幅提升，可提高操控性，降低噪声，减少异常磨损及车辆抖动现象，进一步降低燃油消耗，增加轮胎寿命，最大限度的满足客户需求，提升品牌的潜在价值，增加企业的竞争力，减少环境污染。

附图说明

图1现有的冠带条缠绕方式示意图；其中：A冠带条总宽度,a冠带条条间间距,B冠带条缠绕螺距,C胎面一侧的双层冠带条的宽度，D冠带条单条宽度，箭头指示缠绕方向；

图2现有的单层平铺型缠绕效果周向展开图；

图3实施例1调整后的单层平铺型缠绕效果周向展开图；

图4实施例1调整后LFV正转数值和LFV反转数值正态分布图；

图5实施例1调整前后每日的A品率变化趋势图。

具体实施方式

本方法对图1所示的几种冠带条缠绕形式，都经过多次验证，并实际实施，在均匀性特别是LFV指标性能提升方面取得了大幅度的稳定提升。下面结合体实施例及附图对本发明做进一步详细说明。

实施例1轮胎225/70R16规格，冠带条形式：单层平铺型

1、判级标准确认：此规格的检测内压200KPa，检测负荷7230N(最大负载*85％)，轮胎均匀性判定标准如表1所示，各项目的数据的单位为Kgf。在申请中若无特殊说明轮胎均匀性的数据单位均为Kgf。

表1 225/70R16轮胎均匀性判定标准

项目	RFV	RF1H	LFV	CON
					判定标准	13	10	6	7

2、前期数据统计分析：采集一段时间225条轮胎检测数据分析：LFV均值已经超出A级品判级标准，且标准偏差值相对偏大。

表2轮胎均匀性检测数据

项目	RFVCW	RF1HCW	LFVCW	RFVCCW	RF1HCCW	LFVCCW	CON
								判定标准	13	10	6	13	10	6	7
平均值	8.00	3.48	6.72	7.33	3.18	5.46	-2.50
								标准偏差	2.04	1.72	1.69	2.12	1.64	1.38	1.96

3、改善过程

3.1试制验证

在现有生产及设备状况不变，只做单一因素变量的调整，采用典型的冠带条接头头尾平齐和头尾180°分布，对比验证：

冠带条总宽212mm，单条宽度15mm。

3.1.1冠带条头尾平齐设定步骤：

步骤一，在距离中心左侧(212/2-15/2)＝91mm的距离开始定位冠带条起始位置，在原地缠绕一圈360°，螺距为0mm；

步骤二，计算选择整数圈的螺距数值，螺距在15mm-16mm之间取值，故计算螺距为15.154mm，缠绕圈数＝(212-15)/15.167＝13圈；故以每圈螺旋行程15.154mm向右开始平铺缠绕至冠带条总宽的右边缘，缠绕13圈；

步骤三，在距离中心右侧(212/2-15/2)＝91mm的距离开始定位冠带条起始位置，在原地缠绕一圈360°，螺距为0mm。

3.1.2冠带条头尾180°设定步骤：

步骤一，在距离中心左侧(212/2-15/2)＝91mm的距离开始定位冠带条起始位置，在原地缠绕一圈360°，螺距为0mm；

步骤二，计算选择(*.5)圈的螺距数值，螺距在15mm-16mm之间取值，故计算螺距为15.76mm，缠绕圈数＝(212-15)/15.76＝12.5圈；故以每圈螺旋行程15.76mm向右开始平铺缠绕至冠带条总宽的右边缘，缠绕12.5圈；

步骤三，在距离中心右侧(212/2-15/2)＝91mm的距离开始定位冠带条起始位置，在原地缠绕一圈360°，螺距为0mm。

3.1.3成品轮胎均匀性检测数据分别如下：

冠带条头尾平齐定位的缠绕效果如图2所示，左侧为缠绕轴测示意图，右侧为圆周展开图。展开图左侧180°位置，为冠带条缠绕起始头部定位的位置，右侧180°位置是缠绕结束冠带条尾部定位的位置。由于螺旋缠绕的特点，缠绕完成后，深色区域为双层区域，浅色区域为单层区域。

冠带条头尾180°定位的缠绕效果如图3所示，左侧为缠绕轴测示意图，右侧为圆周展开图。展开图左侧90°位置，为冠带条缠绕起始头部定位的位置，右侧90°位置是缠绕结束冠带条尾部定位的位置。深色区域为双层区域，浅色区域为单层区域。

表3冠带条头尾平齐分布的轮胎的均匀性数据

项目	RFVCW	RF1HCW	LFVCW	RFVCCW	RF1HCCW	LFVCCW	CON
								1	8.37	4.36	8.77	7.61	3.28	6.90	-4.55
2	5.88	1.20	10.40	5.47	1.71	7.77	-4.60
								3	8.66	3.51	7.49	8.27	3.63	6.98	-3.75
4	9.17	5.72	6.01	10.05	5.76	6.78	-3.43
								5	6.13	2.29	7.79	5.64	2.40	5.17	-5.92
平均值	7.64	3.41	8.09	7.41	3.35	6.72	-4.45
								标准偏差	2.92	1.86	3.39	3.02	1.68	2.64	2.27

表4冠带条头尾180°分布的轮胎的均匀性数据

项目	RFVCW	RF1HCW	LFVCW	RFVCCW	RF1HCCW	LFVCCW	CON
								1	6.71	2.88	2.66	10.20	2.88	4.11	2.11
2	6.55	3.86	1.76	6.87	3.86	5.56	1.59
								3	6.12	1.43	3.54	7.06	1.43	3.60	-1.58
4	9.26	4.96	3.00	6.17	4.96	2.92	-2.85
								平均值	7.1	3.3	2.7	7.76	3.3	4.0	-0.2
标准偏差	2.6	1.3	1.2	3.7	1.3	2.1	1.6

从上述数据可以看出，LFV指标数据正转平均值降低了5.4kgf，LFV反转平均值降低了2.7kgf，减低幅度分别为66.7％和40.2％，效果非常明显。

3.2批量生产

采用冠带条头尾180度分布的方案，进行批量生产，采集99条轮胎均匀性检测数据分析如下：

表5量产轮胎均匀性数据

项目	RFVCW	RF1HCW	LFVCW	RFVCCW	RF1HCCW	LFVCCW	CON
								判定标准	13	10	6	13	10	6	7
平均值	9.01	5.80	3.86	8.88	5.43	3.29	0.57
								标准偏差	2.09	2.27	1.31	2.04	2.22	1.21	2.75

3.2.1数值对比：与调整前检测数据对比LFV正转数值减小了2.86kgf，LFV反转数值减小了2.17kgf，标准偏差也提升了一个档次，稳定性明显提升。数据的正态分布图如图4所示。

3.2.2A级品率对比：附图5为调整前后每日的A品率变化趋势图，最高由早期的63％提升至96％，稳定在90％左右，A品率有了很大幅度的提升。

实施例2轮胎规格：225/65R17冠带条形式：肩部双层S型

1、判级标准：此规格的检测内压200KPa，检测负荷7230N，判级标准如下：单位：Kgf。

表6 225/65R17轮胎的均匀性判级标准

项目	RFV	RF1H	LFV	CON
					判定标准	13	10	6	7

2、前期数据统计分析：采集一段时间200条轮胎检测数据分析：LFV均值已经超出A级品判级标准，且标准偏差值相对偏大。

表7轮胎均匀性检测数据

项目	RFVCW	RF1HCW	LFVCW	RFVCCW	RF1HCCW	LFVCCW	CON
								判定标准	13	10	6	13	10	6	7
平均值	4.51	1.76	5.11	4.88	2.20	5.80	-0.23
								标准偏差	0.63	1.12	1.33	0.68	0.91	1.63	1.05

3、改善过程

3.1试制验证

在现有生产及设备状况不变，只做单一因素变量的调整，采用典型的冠带条接头头尾平齐和头尾180°分布，对比验证：

冠带条总宽197mm，单条宽度15mm

3.1.1冠带条头尾平齐设定步骤：

步骤一，在距离胎面中心左侧59mm的距离定位冠带条起始端位置，直接以螺旋行程15.166mm向左缠绕2圈，缠绕角度720°；

步骤二，在原地缠绕1圈360°；

步骤三，以每圈螺旋行程15.166mm，向右平铺缠绕12圈，缠绕角度4320°；

步骤四，在原地缠绕1圈360°；

步骤五，以每圈螺旋行程15.166mm向左缠绕2圈，缠绕角度720°。

3.1.2冠带条头尾180°设定步骤：

步骤一，在距离胎面中心左侧59mm的距离定位冠带条起始端位置，直接以螺旋行程15.826mm向左缠绕2圈，缠绕角度720°；

步骤二，在原地缠绕1圈360°；

步骤三，以每圈螺旋行程15.826mm，向右平铺缠绕11.5圈，缠绕角度4140°；

步骤四，在原地缠绕1圈360°；

步骤五，以每圈螺旋行程15.826mm向左缠绕2圈，缠绕角度720°。

3.1.3成品轮胎均匀性检测数据分别如下：

表8冠带条头尾平齐分布的轮胎的均匀性数据

项目	RFVCW	RF1HCW	LFVCW	RFVCCW	RF1HCCW	LFVCCW	CON
								1	4.56	1.32	4.23	4.35	1.54	7.54	6.25
2	5.85	4.01	6.47	6.44	3.44	5.93	6.94
								3	5.61	2.29	5.13	6.66	3.51	4.00	7.41
4	4.76	3.01	4.39	5.22	1.95	.85	5.48
								平均值	5.19	2.66	5.06	5.67	2.61	6.33	6.52
标准偏差	1.82	1.23	2.18	2.17	1.14	2.99	2.70

表9冠带条头尾180°分布的轮胎的均匀性数据

项目	RFVCW	RF1HCW	LFVCW	RFVCCW	RF1HCCW	LFVCCW	CON
								1	5.60	3.30	2.85	7.73	5.11	2.55	3.70
2	4.77	7.78	4.79	4.24	6.79	3.87	4.00
								3	4.95	2.72	3.02	6.55	4.52	3.17	3.11
4	4.20	0.76	4.74	4.62	2.86	4.81	3.18
								平均值	4.88	3.64	3.85	5.78	4.82	3.60	3.50
标准偏差	1.68	2.83	1.72	2.46	2.21	1.58	1.30

从上述数据可以看出，LFV指标数据正转平均值降低了1.21kgf，反转平均值降低了2.73kgf，减低幅度接近或超过30％。批量生产数据也下降了约2kgf，A级品率由60％提升到90％以上。

双层平铺型、双层S型和肩部双层平铺型，也以上述方法进行设定验证，批量生产的LFV数值均下降约2kgf，A级品率约由70％提升到90％。

以上所述的实施例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。