Покришка пневматичної шини

Реферат: Покришка пневматичної шини радіальної конструкції включає брекер, протектор, боковини, багатошаровий каркас, що складається не менше ніж із чотирьох шарів огумованого текстильного корду й бортового кільця з кожного боку бортової частини, при цьому перший внутрішній шар каркаса загорнутий навколо бортових кілець, другий наступний шар з'єднаний з кінцем першого шару із зазором від 0 до 30 мм, наступні (зовнішні) шари текстильного корду виконані розміщеними на перших шарах корду, а їхні закінчення загорнуті під бортове кільце поверх кордної тканини першого шару. UA 88156 U (12) UA 88156 U UA 88156 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Покришка пневматичної шини належить до автомобільної промисловості, а саме: до покришок пневматичних вантажних шин радіальної конструкції з багатошаровим каркасом з огумованого текстильного корду. Пневматична шина являє собою тороподібну оболонку обертання, силовою основою якої є система огумованих шарів кордної тканини - каркас, захищений від зовнішніх впливів покривними гумовими деталями - протектором і боковинами, що утворюють покришку. Фіксація покришки на ободі колеса здійснюється твердими, практично нерозтяжними бортами, основою яких слугують кільця, які навиваються із дроту. Відомі конструкції бортової частини покришок вантажних радіальних шин з багатошаровим каркасом з огумованого текстильного корду з різними схемами борта й різних конструктивних варіантів посилення бортової частини шини для підвищення довговічності (патенти РФ № 2022806, МПК В60С 15/00, № 2022807, МПК В60С 15/00, № 2022808, МПК В60С 15/00). Недоліком відомих конструкцій покришок пневматичної шини є велика кількість спеціальних посилюючих деталей бортової частини шини з метою підвищення довговічності. Це призводить до істотного ускладнення конструкції борта. Виготовлення таких шин має значні трудомісткість і енергоємність, в експлуатації таких шин істотним стає питання недостатньої довговічності. Відомі покришки пневматичної шини радіальної конструкції за патентом РФ № 2359841, МПК В60С 9/08, опубл. 27.06.2009 p. Відома покришка пневматичної шини радіальної конструкції містить протектор, брекер, боковини, каркас, який складається із зовнішньої й внутрішньої груп шарів огумованого корду, бортові кільця. Каркас виконаний із трьох шарів огумованого корду й містить одну внутрішню й одну зовнішню групу шарів корду, причому кількість шарів корду каркаса внутрішньої й зовнішньої груп не менш одного й не більше двох, при цьому каркас виконаний із шарів корду з розривною міцністю нитки не менше 20 і не більше 35 кГс/нитка й сумарна частота ниток корду не менше 225 і не більше 336 штук на довжині 100 мм, при цьому не менше одного шару внутрішньої групи каркаса загорнуто на бортове кільце й не менше одного шару зовнішньої групи каркаса загорнуто під бортове кільце, причому кількість бортових дротів у перерізі бортового кільця не менше 85 і не більше 100 шт. Недоліком аналога є недостатня довговічність конструкції надбортової зони шини, а також підвищена матеріалоємність, енергоємність і трудомісткість виготовлення покришки пневматичної шини. Найбільш близьким аналогом до корисної моделі, що заявляється, є технічне рішення за заявкою РФ № 2011148025 дата публікації 10.06.2012 для шин з одним бортовим кільцем у кожному борту й числом шарів каркаса не менше трьох, при цьому кількість шарів корду зовнішньої групи шарів каркаса, які загортаються під бортове кільце, перевищує кількість шарів корду внутрішньої групи шарів каркаса, які загортаються на бортове кільце. Недоліком даної конструкції є накладення закінчень шарів корду або на внутрішній шар, або на наповнювальний шнур, що призводить до наявності зон концентрації напруг і деформацій, як і в попередніх конструкціях, однак в істотно менших кількостях. Наявність зон концентрацій знижує довговічність конструкції в експлуатації. Крім того, реалізація даної конструкції покришки на ряді моделей потокових складальних ліній радіальних шин (ЛСПР) видається важкою без їхньої істотної модернізації у зв'язку з обмеженою кількістю живильників на позиціях складання, які забезпечують накладення зовнішніх шарів корду в конструкції каркаса. В основу корисної моделі поставлена задача мінімізації зон концентрації напруг і деформацій у каркасі, зумовлених наявністю закінчень шарів вище бортового кільця, зокрема тих, що накладаються один на одний, при забезпеченні довговічності надбортової зони шини й зниженні трудомісткості й матеріалоємності виготовлення покришки з можливістю виробництва на потокових лініях складання шин з обмеженою кількістю живильників (ЛСПР). Поставлена задача вирішується реалізацією всієї сукупності ознак, що заявляються, полягає в спрощенні конструкції шляхом зниження кількості деталей бортової зони покришки при збереженні експлуатаційних властивостей шини, що забезпечує підвищення довговічності надбортової зони шини при зниженні матеріалоємності й трудомісткості виготовлення покришки. Поставлена задача вирішується тим, що покришка пневматичної шини радіальної конструкції включають брекер, протектор, боковини, багатошаровий каркас, який складається не менше ніж з чотирьох шарів огумованого текстильного корду, бортових кілець і наповнювальних шнурів з кожного боку бортової частини. При цьому перший внутрішній шар каркаса загорнутий навколо бортового кільця, другий наступний шар, а у випадку технічної необхідності й третій, з'єднуються з кінцями першого шару з (мінімальним) зазором від 0 до 30 мм, і фактично є його продовженням, візуально утворюючи замкнуту кільцеподібну фігуру. Таким чином, мінімізується 1 UA 88156 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 кількість зон закінчень шарів у зоні вище бортового кільця, а наявна виконана з мінімальною зміною товщини каркаса, що мінімізує кількість зон концентрації деформацій і їхню величину. Наступні шари (зовнішньої групи) текстильного корду розміщені на перших двох (або трьох) шарах корду, при цьому кінці їх загорнені під бортове кільце поверх кордної тканини першого шару. Кількість шарів корду зовнішньої групи шарів каркаса, які загортаються під бортове кільце, виконується максимально можливим для даної модифікації устаткування. У запропонованій конструкції є тільки одна зона концентрації, розташована в місці сполучення першого й другого шару кордної тканини, причому вона зведена до мінімуму за рахунок мінімальної зміни товщини в даній зоні завдяки наявності стикування шарів з мінімальним проміжком між ними, що складає від 0 до 30 мм. Якщо проміжок буде становити менше 0, тобто шари будуть заходити один на одний, це буде призводити до збільшення концентрації напруг і деформації в каркасі. Наступні (зовнішні) шари текстильного корду виконані розміщеними на перших шарах корду, при цьому кінці їх загорнуті навколо частини бортового кільця поверх кордної тканини першого шару), і можуть бути накладені на першій стадії складання ліній ЛСПР на стандартному устаткуванні без його модернізації. Таким чином, покришка пневматичної шини має багатошаровий каркас із огумованого текстильного корду, що складається не менше, ніж із чотирьох шарів і одного бортового кільця з кожного боку бортової частини, один шар внутрішньої групи шарів каркаса загортається на бортове кільце, другий шар (і, за необхідності, третій) виконується вузьким, таким, що переходить у перший шар, при цьому зазор між кінцями першого й другого шарів виконується мінімальним від 0 до 30 мм, інші шари належать до так званих зовнішніх шарів каркаса, закривають місця сполучення перших і другого "внутрішніх" шарів каркаса й завершуються на бортовому кільці. Кількість шарів корду зовнішньої групи шарів каркаса, що загортаються під бортове кільце, вибирають виходячи із можливостей конкретної модифікації устаткування, але не менше двох. Тим самим мінімізується кількість закінчень шарів, що розташовуються вище бортового кільця й, відповідно, мінімізується кількість зон зміни товщини, у яких утворюються концентратори деформацій і напруг при коченні шини, що сприятливо позначається на циклічній довговічності конструкції. Кількість шарів каркаса зовнішньої групи однієї ширини обмежено двома також через істотне зниження довговічності в зоні закінчення шарів при більшій їхній кількості. Корисна модель пояснюється фігурами, на яких: на фіг. 1б представлено схему надбортової зони шини 11,00R20 корисної моделі; на фіг. 1а представлено схему надбортової зони шини 11,00R20 найближчого аналога; на фіг. 2 представлено характеристики деформованого стану (а), температури розігріву (б) і довговічності (в) найближчого аналога і конструкції шини 11,00R20 із корисною моделлю при імітації стендових випробувань на працездатність борта (подвоєне навантаження, швидкість 50 км/г). Фіг. 1 містить наступні позиції: 1 - боковина 2 - бортові кільця 3 - наповнювальний шнур 4 - крилові кордні стрічки 5 - підсилювальні бічні стрічки 6 - перший внутрішній шар огумованого корду багатошарового каркаса 7 - другий внутрішній шар огумованого корду багатошарового каркаса 8 - зовнішні шари об гумованого корду багатошарового каркаса Покришка пневматичної шини (фіг. 1б) у надбортовій зоні містить боковини 1, багатошаровий каркас із бортовими кільцями 2, наповнювальним шнуром 3, криловими кордними стрічкам 4, підсилювальними бічними стрічками 5, першим внутрішнім шаром огумованого корду багатошарового каркаса 6, другим внутрішнім шаром огумованого корду багатошарового каркаса 7 і зовнішніми шарами 8. Найближчий аналог (фіг. 1a) має 3 внутрішніх шари корду каркаса (6), і кілька зовнішніх шарів корду каркаса (8). Корисна модель (фіг. 1б) має два зовнішніх шари каркаса (8), які накладаються спірально, однієї ширини на шар каркаса внутрішньої групи (7) і один внутрішній шар каркаса (6), що обвиває бортові кільця й наповнювальні шнури, що згладжують перепад товщини бортових кілець. Вузький другий внутрішній шар каркаса накладений таким чином, що є продовженням завороту першого внутрішнього шару (6) (Фіг. 1). 2 UA 88156 U 5 10 Дана корисна модель дозволяє знизити величини амплітуд деформації в деталях борта покришки, що у свою чергу знижує робочу температуру в даній зоні. Це в сукупності дозволяє збільшити довговічність бортової зони покришки в експлуатації (фіг. 2). Крім того, дана корисна модель дозволяє знизити кількість бортових стрічок або виключити їх взагалі, що знижує матеріалоємність і трудомісткість покришки. Також, менша кількість шарів внутрішньої групи, які загортаються на кільце, знижує кількість матеріалу каркаса, необхідного для виготовлення однієї покришки (приміром, для шини 11,00R20 на 4,3 кг). Приклади конкретного виконання вантажних пневматичних шин з багатошаровим каркасом наведені в таблиці 1. Конструктивні параметри найближчого аналога і корисної моделі, що виготовляються на потокових лініях складання (ЛСПР), наведені в таблиці 1: Таблиця 1 Розмір шини 1 12,00R20 11,00R20 10,00R20 9,00R20 15 20 Найближчий аналог Приклад виконання корисної моделі Кількість Кількість Кількість Кількість шарів Довговічність шарів шарів Довговічність шарів корду корду Кількість за методикою корду корду за методикою внутрішньої зовнішньої висячих працездатності внутрішньої зовнішньої працездатності групи шарів групи шарів борта, тис. км групи шарів групи шарів борта, тис. км каркаса шарів каркаса каркаса каркаса 2 3 4 5 6 7 8 3 2 3 1 7,1 1 1 2 17,0 2 2 3 2 3 1 3,3 1 1 2 13,0 2 2 5,5 3 2 6,4 3 1 4,2 1 1 2 12,2 2 2 3 1 2 2 5,9 1 1 2 9,0 2 1 Порівняльний аналіз корисної моделі і найближчого аналога (див. таблицю) показує, що маса шарів огумованого корду каркаса знижується, приміром, для 11.00R20 на 4,3 кг і маса покришки на 4,2 кг менша, ніж у найближчому аналозі, а загальна працездатність вища, ніж у найближчому аналозі. При цьому енергоємність і трудомісткість виробництва каркасів покришки знижується пропорційно зниженню площі огумованих кордних матеріалів. Загальна трудомісткість виробництва покришки також знижується за рахунок скорочення часу на виробництво меншої площі огумованих матеріалів (каркасних шарів і бортових стрічок). Запропоноване конструктивне виконання надбортової зони покришки пневматичної шини дозволяє здійснити серійне виробництво, у тому числі й на потокових лініях складання радіальних шин без зміни існуючої технології, досягти одержання економічного ефекту, забезпеченого істотним виграшем у масі шини, без підвищення трудомісткості й енергоємності виробництва, а також підвищити довговічність шин в експлуатації. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 1. Покришка пневматичної шини радіальної конструкції, що включає брекер, протектор, боковини, багатошаровий каркас, що складається не менше ніж із чотирьох шарів огумованого текстильного корду й бортового кільця з кожного боку бортової частини, при цьому перший внутрішній шар каркаса загорнутий навколо бортових кілець, другий наступний шар з'єднаний з кінцем першого шару із зазором від 0 до 30 мм, наступні (зовнішні) шари текстильного корду виконані розміщеними на перших шарах корду, а їхні закінчення загорнуті під бортове кільце поверх кордної тканини першого шару. 2. Покришка пневматичної шини радіальної конструкції за п. 1, яка відрізняється тим, що другий наступний шар і третій шари з'єднані з кінцями першого шару із зазором від 0 до 30 мм. 3 UA 88156 U 4 UA 88156 U Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5