阅读说明：本技术 一种全钢载重子午线轮胎 (All-steel load-carrying radial tire ) 是由 吴学斌 宋喜政 安超 于 2021-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种全钢载重子午线轮胎,该轮胎的带束层结构由4层钢丝帘布组成,第一层钢丝帘布层贴排列在胎体上,其与轮胎胎面中心线之间的夹角为52±1°,第二层钢丝帘布层贴排列在第一层钢丝帘布上,其与轮胎胎面中心线之间的夹角为15°±1°,第三层钢丝帘布层贴排列在第二层钢丝帘布上,其与轮胎胎面中心线之间的夹角为15°±1°,第四层钢丝帘布层贴排列在第三层钢丝帘布上,其与轮胎胎面中心线之间的夹角为18°±1°。与现有技术相比,本发明结构可以有效缓解轮胎重载状态下长期曲饶变形后造成轮胎的形变,而带来的轮胎生热大产生的肩空和冠空等病象。(The invention relates to an all-steel truck radial tire, the belt structure of the tire is composed of 4 layers of wirecord fabric, the first layer of wirecord fabric is attached and arranged on the tire body, the included angle between the wirecord fabric and the center line of the tire tread is 52 +/-1 degrees, the second layer of wirecord fabric is attached and arranged on the first layer of wirecord fabric, the included angle between the wirecord fabric and the center line of the tire tread is 15 +/-1 degrees, the third layer of wirecord fabric is attached and arranged on the second layer of wirecord fabric, the included angle between the wirecord fabric and the center line of the tire tread is 15 +/-1 degrees, the fourth layer of wirecord fabric is attached and arranged on the third layer of wirecord fabric, and the included angle between the wirecord fabric and the center line of the tire tread is 18 +/-1 degrees. Compared with the prior art, the structure of the invention can effectively relieve the deformation of the tire caused by long-term bending deformation under the heavy load state of the tire, and the symptoms of shoulder hollows, crown hollows and the like caused by large tire heat generation.)

一种全钢载重子午线轮胎

技术领域

本发明涉及全钢载重子午线轮胎(TBR)，尤其是涉及一种新型结构(2#带束层、3#带束层角度15°±1°)在TBR轮胎中的应用。

背景技术

全钢载重子午线轮胎(TBR)，70％的载荷是由带束层来承受，尤其中间的工作层帘布。

带束层(belt ply)指在子午线轮胎的胎面基部下，沿胎面中心线圆周方向箍紧胎体的材料层。它起缓和冲击的作用外，主要起箍紧胎体和承载负荷的作用，它是由高强力、高模量和小角度排列的帘线作其增强材料，同时覆以高定伸、高硬度胶料复合的帘布组成。

目前传统带束层结构主要采用4层钢丝覆胶帘布，每层钢丝帘布采用小角度和不同排列方向交叉贴合在一起。

专利申请CN202110152820.2公开了一种全钢载重子午线轮胎，该新型结构的带束层结构由5层钢丝帘布组成，第一层钢丝帘布层贴排列在胎体上，其与轮胎胎面中心线之间的夹角为23±1°，第二层钢丝帘布层贴排列在第一层钢丝帘布上，其与轮胎胎面中心线之间的夹角为17±1°，第三层钢丝帘布和第四层钢丝帘布采用与轮胎胎面中心线之间的夹角为0°的方式依次周向层贴排列在第二层钢丝帘布上，第五层钢丝帘布层贴排列在第四层0度钢丝帘布上，其与轮胎胎面中心线之间的夹角为40±1°。与现有技术相比，本发明结构可以有效缓解轮胎重载状态下长期曲饶变形后造成轮胎的形变，而带来的轮胎生热大产生的肩空和冠空等病象。

但是，上述专利是用于非公路型全钢载重工程机械子午线轮胎(OTR)，主要用于作业条件比较苛刻的矿山机械载重车辆使用，要求承载能力强、耐刺扎、抗切割、生热低，目前使用的带束层结构耐刺扎能力不足(爆胎现象)，轮胎使用前、后轮廓变形较大(气压大、负荷高)，从而生热高，轮胎使用周期短。专利CN202110152820.2专为OTR设计，适用于恶劣路面、高负荷超载环境下，因此，采用的带束层层数多，成型工艺复杂，成本高，而且使用寿命的要求远低于TBR 轮胎。

专利CN201420487699.4公开了一种全钢轻型载重子午线轮胎，包括胎面部、胎侧部、胎圈部、帘布层、带束层，其特征在于：所述带束层包括1#带束层、2# 带束层、3#带束层、4#带束层，所述带束层采用变角度设计，所述4#带束层宽度窄，使用一层带束层及一层增粘、增强胶片。该实用新型声称其轮胎使用寿命延长 1～3倍，轮胎滚动阻力降低28％(绿色轮胎)节油6％-6.5％，在苛刻的多岩石环境抗刺扎性能大幅提高，在填海工程作业时，冠部抗刺扎性能很好，刺坏、刺爆减少。但是其1#带束层的帘线与胎冠面中心线的夹角为22°，2#带束层的帘线与胎冠面中心线的夹角为27°，3#带束层的帘线与胎冠面中心线的夹角为20°，4#带束层的帘线与胎冠面中心线的夹角为16°，5#带束层的帘线与胎冠面中心线的夹角为 15°。但是该产品虽然对带束层帘布角度进行改变，轮胎充气后随着压力的增大角度会向胎面中心线0°方向趋势改变，从而造成轮胎使用后期因变形、造成生热大出现肩空或冠空病象发生。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在使用前后的变形缺陷而提供一种新型带束层结构子午线轮胎用带束层结构，可以有效缓解轮胎重载状态下长期曲饶变形后造成轮胎的形变，而带来的轮胎生热大产生的肩空和冠空等病象。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种新型结构(采用2#、3#带束层角度15°±1°结构)的全钢载重子午线轮胎，该轮胎的带束层结构由4层钢丝帘布组成，第一层钢丝帘布层贴排列在胎体上，其与轮胎胎面中心线之间的夹角为52±1°，第二层钢丝帘布层贴排列在第一层钢丝帘布上，其与轮胎胎面中心线之间的夹角为15°±1°，第三层钢丝帘布层贴排列在第二层钢丝帘布上，其与轮胎胎面中心线之间的夹角为15°±1°,第四层钢丝帘布层贴排列在第三层钢丝帘布上，其与轮胎胎面中心线之间的夹角为18°±1°。

所述的第一层钢丝帘布和第二层钢丝帘布与轮胎胎面中心线之间的夹角设置方向相同，即第一层钢丝帘布线与轮胎胎面中心线的夹角是从左向右计为52± 1°，第二层钢丝帘布线与轮胎胎面中心线的夹角是从左向右计为15±1°。

重点的第二层钢丝帘布和第三层钢丝帘布与轮胎胎面中心线之间的夹角设置方向相反，且角度均为15°±1°，主要起承载作用，它是由高强力、高模量和小角度排列的帘线作其增强材料，同时覆以高定伸、高硬度胶料复合的帘布组成。

所述的第四层钢丝帘布和第二层钢丝帘布与轮胎胎面中心线之间的夹角设置方向相反，即第四层钢丝帘布线与轮胎胎面中心线的夹角是从右向左计为18°± 1°。

所述的第二层钢丝帘布和第三层钢丝帘布使用3+8*0.33HT高强帘线，密度为 50根/100mm，厚度为2.4mm，宽度为200mm。

所述的第一层钢丝帘布采用超高强3*0.20+6*0.35HT的钢丝帘布线，密度为 55根/100mm钢丝。

所述的第四层钢丝帘布采用3*4*0.22HE的钢丝帘布线，高伸张密度40根 /100mm钢丝。

所述的第四层钢丝帘布外侧设置胎面，第一层钢丝帘布内侧设置胎体。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本申请采用的带束层结构由4层组成，通过第二层、第三层钢丝帘布来承受载荷，第一层钢丝帘布采用大角度起过渡作用，第四层钢丝帘布起保护工作层的作用；新结构产品与传统结构相比：耐久后的轮胎外直径变形率减低50％，耐久时间提升3％，胎面温度减低5％，耐磨性提升10％，承载能力提升10％，抗刺扎能力提升15％以上。

2.本发明第二层和第三层钢丝帘布采用15°方式进行周向排列(与轮胎胎面中心线之间的夹角)2层，轮胎充气后不再发生角度变化，可以有效缓解轮胎重载状态下长期曲饶变形后造成轮胎的形变，而带来的轮胎生热大产生的肩空和冠空等病象，同时该产品使用在低速、恶劣环境，避免生热高带来的肩空、脱层现象。传统产品虽然对带束层帘布角度进行改变，但轮胎充气后随着压力的增大角度会向胎面中心线0°方向趋势改变，从而造成轮胎使用后期因变形、造成生热大出现肩空或冠空病象发生。

3.本发明同时可以有效抵御外部尖锐物对轮胎冠部的损伤，提升轮胎耐刺扎、降低生热产生脱层的问题，可以极大提高轮胎使用周期，满足车辆使用要求。

4.本发明带束层结构无需设置增强胶片等，节省原料和工艺程序，降低了成本。

5.本发明为TBR轮胎，具有以下特殊性能：1、优异的磨耗性能，印痕矩形率提升，耐磨性能提高；2、耐久性能提升，冠部变形减小，生热降低，耐久性能提升。

6.本发明是涉及TBR的载重子午线轮胎，带束层层数为四层，1#带束层角度为52°，2#带束层角度为15°，3#带束层角度为15°，4#带束层角度为18°，且四层带束层方向为：“/”“/”“\”“\”，适用于良好路面、标准负荷下长时间运行。

附图说明

图1为本发明采用本发明所述带束层结构的轮胎半剖图。

1-第一层钢丝帘布、2-第二层钢丝帘布、3-第三层钢丝帘布、4-第四层钢丝帘布、0-胎体、5-胎面。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的提供一种含新型结构的全钢载重子午线轮胎进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，主要是针对全钢载重子午线轮胎(TBR) 设计的，而现有TBR轮胎带束层结构主要采用4层钢丝覆胶帘布，每层钢丝帘布采用小角度和不同排列方向交叉贴合在一起，这种轮胎在重载状态下长期曲饶变形后造成轮胎的形变，而带来的轮胎生热大产生的肩空和冠空等病象，本发明主要是对这种轮胎的带束层结构进行改进，胎体和胎面采用本领域常规技术。

实施例1

如图1所示，一种新型结构(采用2#、3#带束层层15°角度结构)的全钢载重子午线轮胎，该轮胎包括胎体0、胎面5，以及设置在胎体0与胎面5之间的带束层，该带束层结构由4层钢丝帘布组成，第一层钢丝帘布1排列在胎体0上，其与轮胎胎面中心线之间的夹角为52°(即第一层钢丝帘布线1与轮胎胎面中心线的夹角是从左向右计为52°)，第二层钢丝帘布2排列在第一层钢丝帘布1上，其与轮胎胎面中心线之间的夹角为15°(第二层钢丝帘布线2与轮胎胎面中心线的夹角就是从左向右计为15°)，第三层钢丝帘布3排列在第二层帘布2之上与轮胎胎面中心线之间的夹角为15°，第四层钢丝帘布4排列在第三层钢丝帘布3上，其与轮胎胎面中心线之间的夹角为18°。

所述的第二层钢丝帘布和第三层钢丝帘布使用3+8*0.33HT高强帘线，密度为 50根/100mm，厚度为2.4mm，宽度为200mm。

所述的第一层钢丝帘布采用超高强3*0.20+6*0.35HT的钢丝帘布线，密度为 55根/100mm钢丝。

所述的第四层钢丝帘布采用3*4*0.22HE的钢丝帘布线，高伸张密度40根 /100mm钢丝。

胎体和胎面采用本领域常常用胎体和胎面。

将上述实施例所得TBR轮胎与传统TBR轮胎结构进行性能比较，如下表所示：

表1传统结构与实施例1结构轮胎测试结果对比

上述比较表中，采用传统结构，耐久后充气外缘直径由1081.5变为1093，远大于本发明的变化幅度(本发明由1080.9变为1086.7)，说明本发明的轮胎抗变形能力优于传统结构。

耐久试验条件为：起跑速度70km/h，第一阶段7h负荷65％，第二阶段16h负荷85％，第三阶段24h负荷100％，前三阶段(47h)速度不变。47h之后每10h速度增加5km/h，负荷增加10％，直至轮胎损坏。环境温度38±3°，轮胎轮辋组合体在环境温度下停放24h。

本发明轮胎第二层和第三层钢丝帘布采用15°方式进行周向排列(与轮胎胎面中心线之间的夹角)2层，轮胎充气后角度变化减小，可以有效缓解轮胎重载状态下长期曲饶变形后造成轮胎的形变，而带来的轮胎生热大产生的肩空和冠空等病象，同时该产品使用在低速、恶劣环境，避免生热高带来的肩空、脱层现象。

本发明轮胎2#带束层、3#带束层角度减小，带束层钢丝接近周向排列，F＝Ncosɑ(F：带束层周向分力，N：带束层钢丝破断力，ɑ带束层角度)，带束层角度越小，带束层周向分力越大，所能承受的冲击力越大，越不容易被扎爆，可以有效抵御外部尖锐物对轮胎冠部的损伤，提升轮胎耐刺扎、降低生热产生脱层的问题，可以极大提高轮胎使用周期，满足车辆使用要求。

本发明为TBR轮胎，具有以下特殊性能：1、优异的磨耗性能，印痕矩形率提升，耐磨性能提高；2、耐久性能提升，冠部变形减小，生热降低，耐久性能提升。