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[材料科学]轮胎设计与工艺学 10 第三章 普通轮胎结构设计
轮胎结构设计 学习目的与要求 通过学习掌握斜交轮胎的掌握斜交轮胎的施工设计;掌握成型机头类型、成型机头直径的确定、成型机头肩部轮廓曲线设计。了解内胎、垫带、水胎和胶囊设计。 第二部分 施 工 设 计 外胎施工设计:外胎成型机头选型,成型机头直径及肩部轮廓曲线的确定,宽度计算,外胎断面材料分布图绘制和外胎施工表的制定等。 第一节、成型机头类型 各种成型机头主要区别在于机头肩部轮廓不同,常用的为半鼓式和半芯轮式成型机头。 半鼓式成型机头由鼓式演变而成,其机头肩部轮廓曲线与轮胎胎圈形状差异较大。半鼓式机头成型的半成品外胎,在预定型过程中,胎圈部位帘布层必须围绕钢丝圈转动,使胎圈形状改变,因此,一般适宜成型单钢圈和胎体帘布层数较少的外胎。 半鼓式成型方法工艺简单,生产效率高,有利于发展,近年来,胎体骨架材料强度不断改进,己出现由双钢丝圈改为单钢丝圈的载重轮胎,可采用半鼓式成型方法。 半芯轮式成型机头由近似外胎内轮廓的芯轮式机头演变而成,其肩部近似外胎胎圈轮廓。用半芯轮式成型机头成型的半成品外胎,在预定型及硫化过程中,胎圈部位基本不变,此种型式的成型机头适宜成型双钢丝圈或多钢丝圈的中、大型载重轮胎。 第二节、成型机头直径的确定 式中 Dc—成型机头直径,mm; Dk—胎里直径,mm; δ—成型胎坯冠部伸张值。 通常半鼓式成型机头的δ值取1.30~1.65;半芯轮式成型机头的δ值取1.30~1.55。 确定成型机头直径,还需考虑成型机头直径与胎坯胎圈直径的比值Dc /d,此值大小对型后能否顺利卸胎有直接的影响。半芯轮式成型机头的卸胎方法有自动折叠、缩折和卸鼓肩后折叠等几种,其中以自动折叠方法卸胎最为便利。外胎成型后,机头的折叠周长必须小于胚胎胎圈内周长才能顺利地将胎胚卸下。 一般半鼓式成型机头Dc /d =δ在1.05~1.25,半芯轮式的δ在1.3~1.5。 断面大而胎圈直径小的轮胎,成型机头直径与其胎圈直径比值Dc /d超过1.5时,成型后机头自动折叠也难以将胎圈卸下,此时,只能采用卸除鼓肩后再折叠的卸胎方法。 因此,确定成型机头直径,应在不影响胎体强度和便利操作的前提下,Dc尽可能取小值。 各种规格成型机头直径见表2-13所列。 第三节、成型机头肩部轮廓曲线设计 1.成型机头肩部轮廓曲线设计原则 ①机头肩部轮廓曲线与外胎胎圈内轮廓曲线接近一致 ②半芯轮式机头肩部深度b尽可能取小值,便于成型操作,保证成型质量。 ③机头肩部轮廓曲线展开长度PB与成型后的胚胎最外层帘布展开长度PH之差尽可能为小值 PH-PB<20mm为宜 ②平行于Ⅰ-Ⅰ线,以钢丝圈内直径Dg值绘出Ⅱ-Ⅱ线。 ③作一垂直于Ⅰ-Ⅰ和Ⅱ-Ⅱ线上的Ⅲ-Ⅲ线段 ④作一平行于Ⅲ-Ⅲ线的Ⅳ-Ⅳ,两线之距离为机头肩部深度b,通常可取20~30mm。 ⑤机头肩部曲线一般由两个半径相切绘制。首先以Ⅲ-Ⅲ为标线,绘出以C为距离的平行线Ⅴ-Ⅴ,C表示机头肩部宽度,此数值较肩部深度b大10~30mm左右。在Ⅴ-Ⅴ线上取R1作弧切于Ⅰ-Ⅰ线,R1约为100~200mm,再取R2切于R1弧与Ⅲ-Ⅲ线上,R2约为15~30mm。 ⑥机头肩部下方的弧度半径R3在Ⅱ-Ⅱ线上取圆心点,作弧切于IV-IV线上,R3值与胎圈相应部位尺寸接近,约为18~25mm。 ⑦R2与R3两个弧度不应彼此相切,以免该处曲线凹陷,不利于成型操作,影响成型质量。应取一段公切线与R2、R3弧度相切,切线与水平线的夹角为40°~50°。 ⑧成型机头内径db应小于胎坯内径,以保证成型质量,但此值过小则增大鼓肩高度,使机头折叠周长增大,卸胎困难,一般内径为520mm的轮胎,成型机头内径db约为495~500mm。 ①首先画一条水平直线Ⅰ-Ⅰ,代表成型机头直径DC ②平行于Ⅰ-Ⅰ线,绘出外胎钢丝圈直径Dg的Ⅱ-Ⅱ线。 ③作一Ⅲ-Ⅲ线垂直于Ⅰ-Ⅰ与Ⅱ-Ⅱ线上。 ④通过Ⅱ-Ⅱ与Ⅲ-Ⅲ线的交点,作一倾斜角5°的Ⅳ-Ⅳ线。 ⑤在Ⅱ-Ⅱ线上,以半径约为6mm的R3切于IV-IV线作圆弧。 ⑥取适当的半径R1(25~35mm左右)作弧,与Ⅰ-Ⅰ线相切,交于IV-Ⅳ线上,R1圆心位置至Ⅲ-Ⅲ线的距离为机头肩部宽度C。 ⑦以半径为10mm的R2作弧,切于R1 弧与IV-IV线上,形成半鼓式机头肩部轮廓曲线。 ⑧为便于成型操作,在曲线下端作与Ⅱ-Ⅱ线成26°角并切于R3圆弧的切线,此切线投影长度a约为3Omm,采用机械包边半鼓式成型机头可不必设计此角度。 第四节、成型机头宽度计算 成型机头宽度:BS是指机头两端最宽点间的距离,即等于机头中部平筒宽度加上两端机头肩部宽度。
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