本发明涉及全钢丝载重子午线轮胎技术领域，具体涉及一种具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎及其缠绕盘。
背景技术：
随着中国经济的快速壮大，交通道路和车辆也达到快速成长，因此对卡客车辆装配的轮胎的质量要求也越来越高。中国引进全钢丝载重子午线轮胎技术已经有30多年了，通过消化吸收和技术创新已取得不菲的成绩，但是全钢载重子午线轮胎的胎圈部位的钢丝圈在生产和使用过程中因圆形钢丝形状的因素特容易散圈，散圈后的钢丝圈强度达不到设计的要求，容易造成轮胎与轮辋之间的攥紧力变弱和钢丝圈锁紧胎体钢丝的锁紧力减小，从而使轮胎在轮辋上易产生蠕动和摩擦和胎体钢丝受胎里高压而抽动引起的胎体反包端点的钢丝与橡胶之间应力应变增加时的应变能变大，由上述两个原因会使得轮胎胎圈部位生热过高，长时间的热量富集效应，会因胶料性能的降解老化而造成胎体钢丝与橡胶之间的粘合力急剧下降而出现胎圈空，三线裂及抽丝爆等现象。现有引进的技术存在这个设计缺陷，即使在钢丝圈成型后增加缠绕布和半硫化，均无法有效解决全钢丝载重子午线轮胎钢丝圈散圈问题。因此胎圈耐久早期疲劳损坏问题如圈空、三线裂、烧子口和抽丝爆等病象还一直存在并且严重影响全钢丝载重子午线轮胎的经济性和用户满意度。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎及其缠绕盘，解决现有技术中车辆在重载条件下因胎圈生热过高引起的圈空、三线裂、烧子口和抽丝爆等轮胎早期损坏的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎，包括胎面、带束层、胎肩垫胶、胎侧、上三角胶、尼龙包布、胎体、钢丝包布、下三角胶、子口耐磨胶、内衬层、钢丝圈，其中，所述钢丝圈由一根断面为正六边形的胎圈钢丝环绕多圈而成。
进一步的，每圈相邻的所述胎圈钢丝之间为面接触，所述钢丝圈最外层的所述胎圈钢丝表面缠绕有钢丝圈缠绕布。
进一步的，各圈相邻的所述胎圈钢丝之间没有间隙。
进一步的，所述胎圈钢丝的左右两个侧面均垂直于轮胎行驶的地面。
进一步的，所述钢丝圈的断面的最外层为三角形锯齿状的正六边形。
进一步的，所述胎圈钢丝包括钢丝本体及外覆于所述钢丝本体表面的覆胶。
进一步的，所述覆胶的厚度为0.1mm。
本发明还提供了一种具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎的缠绕盘，其用于所述的具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎中的所述胎圈钢丝，其中，所述缠绕盘包括缠绕盘本体，所述缠绕盘本体的外周面设置有与其同轴的环形凹槽，所述环形凹槽具有第一侧面、第二侧面及第一底面，所述第一侧面、第二侧面及第一底面均为三角形锯齿面，所述钢丝圈由所述胎圈钢丝贴合所述环形凹槽缠绕而成，并且所述第一侧面、第一底面、第二侧面所述钢丝圈的外表面无缝接触。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本技术方案采用正六角形胎圈钢丝组成的钢丝圈,通过对应的钢丝圈的缠绕盘的三角形锯齿面使各个正六角形的胎圈钢丝左右的两个面自动的为垂直面，从而保证正六角形胎圈钢丝的六个面是相互贴合成具有自锁功能的面接触稳定结构，并且各个钢丝之间没有空隙也就保证缠绕后的钢丝圈里面没有残留空气，大大提高轮胎的胎圈耐久使用寿命，避免了车辆在重载条件下因胎圈生热过高引起的圈空、三线裂、烧子口和抽丝爆等轮胎早期损坏问题，因此该胎圈钢丝能为轮胎的长期耐久和安全行驶提供到有力的保障。而现有技术的圆形胎圈钢丝缠绕后的是线接触结构，整体结构不稳定，在缠绕成钢丝圈后经常出现散圈问题，并且钢丝与钢丝之间有间隙从而残留有空气并且很难排出，散圈和窝气都会影响轮胎的胎圈耐久性能，减少轮胎的耐久里程寿命。
附图说明
图1是本发明提供的具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎一种实施方式的断面结构示意图；
图2是本发明提供的正六边形的胎圈钢丝的结构示意图；
图3是现有圆形胎圈钢丝的结构示意图；
图4是本发明提供的正六边形的胎圈钢丝制成的钢丝圈的局部断面结构示意图；
图5是现有圆形胎圈钢丝制成的钢丝圈的局部断面结构示意图；
图6是本发明提供的正六边形胎圈钢丝制成的钢丝圈的断面结构示意图；
图7是现有圆形胎圈钢丝制成的钢丝圈的断面结构示意图；
图8是本发明提供的正六边形胎圈钢丝的钢丝圈缠绕盘的断面结构示意图；
图9是现有的胎圈钢丝的钢丝圈缠绕盘的断面结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本实施例提供了一种具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎，包括胎面1、带束层2、胎肩垫胶3、胎侧4、上三角胶5、尼龙包布6、胎体7、钢丝包布8、下三角胶9、子口耐磨胶12、内衬层13、钢丝圈10，其中，所述钢丝圈10由一根断面为正六边形的胎圈钢丝14环绕多圈而成。
本实施例中，每圈相邻的所述胎圈钢丝14之间为面接触，所述钢丝圈10最外层的所述胎圈钢丝14表面缠绕有钢丝圈缠绕布11，各圈相邻的所述胎圈钢丝14之间没有间隙，也就保证缠绕后的钢丝圈10里面没有残留空气。
所述胎圈钢丝14的左右两个侧面均垂直于轮胎行驶的地面，各个正六边形的胎圈钢丝14左右的两个面自动的为垂直面，从而保证正六边形胎圈钢丝14的六个面是相互贴合成具有自锁功能的面接触稳定结构。
所述钢丝圈10的断面的最外层为三角形锯齿状的正六边形，所述胎圈钢丝14包括钢丝本体141及外覆于所述钢丝本体表面的覆胶142，所述覆胶142的厚度为0.1mm。
具体的，本实施例中，选了10.00r20规格轮胎进行实施，如图2是本次方案的正六边形的胎圈钢丝14，其钢丝圈结构排列为5-6-7-8-9-8-7-6-5，正六边形的胎圈钢丝的截面边长b为0.89mm，半截面高h为0.77mm，其破断拉力为3680n。图3是现有圆形胎圈钢丝，现有圆形胎圈钢丝的直径2r为1.65mm,其破断拉力为3680n。图8是正六边形的胎圈钢丝的缠绕盘，图9是现有圆形胎圈钢丝的缠绕盘，图6是正六边形胎圈钢丝通过对应的缠绕盘按规定顺序逐根逐层排列而缠绕成的钢丝圈，其中钢丝圈内径d1为528mm，钢丝圈底边宽w1为8.12mm，钢丝圈宽度w1为16.24mm，钢丝圈斜边高t1为7.03mm，钢丝圈厚度t1为14.06mm；图7是现有圆形胎圈钢丝通过对应的图9缠绕盘逐根逐层排列而缠绕成的钢丝圈，其钢丝圈结构排列为5-6-7-8-9-8-7-6-5，其中钢丝圈内径d为528mm，钢丝圈底边宽w为8.24mm，钢丝圈宽度w为16.48mm，钢丝圈斜边高t为7.14mm，钢丝圈厚度t为14.27mm，正六角形钢丝截面积3bh与圆形钢丝截面积πr2相差在±2.8％之内，从而保证了结构强度。图4和图5是实施方案钢丝圈和现有钢丝圈的局部放大图，从图4可以看出正六角形胎圈钢丝缠绕而成的全接触式钢丝圈内部的钢丝与钢丝之间面面接触的，每根钢丝的六个面都是完全接触贴合形成位置自锁，并且钢丝之间没有间隙缠绕过程时不会窝藏空气。
本次发明方案的实施生产过程中，胎圈钢丝缠绕的合格率为100％，无散圈松圈问题并且在存放和外缠尼龙包布时也无散圈松圈的现象，现有圆形钢丝缠绕的合格率为97％左右，并且存放和外缠尼龙包布时还有散圈和松圈而导致返工的问题。成品胎外观检查和x光无损检查结果，本发明方案的轮胎无胎圈气泡和钢丝圈松散的问题，现有技术正常生产轮胎的胎圈气泡和钢丝圈松散的比例在0.15％左右。
在本发明方案的实施试制试验和批量生产的例查的轮胎断面分析时，胎圈部位各部件的尺寸，特别是钢丝圈和胎体反包端点尺寸的稳定性和上下模轮胎截面尺寸对称度都全部符合技术标准，成品轮胎的钢丝圈也没有散圈松圈的问题。可见本发明的正六角形胎圈钢丝全接触式的钢丝圈在胎胚成型过程和硫化模压过程中，胎圈钢丝全接触式的自锁功能的钢丝圈的形状保持优势明显，现有技术的圆形线接触的钢丝圈在成型和硫化模合时因成型鼓扇形快和模具合模等的外力会造成钢丝圈被挤压变形，影响成品轮胎的性能。
在实验室的水压爆破试验评价项显示，现有技术的水压爆破试验测试的强度安全倍数为4.2～5.0之间，本方案的正六角形胎圈钢丝的轮胎的水压爆破试验测试的安全强度倍数在5.8～6.3之间，可见相同的钢丝根数和结构排列，本方案的钢丝圈生产的轮胎的安全倍数比现有技术的钢丝圈生产的轮胎的安全倍数高26～38％，并且波动范围更小更稳定。
在实验室的胎圈耐久转鼓比对实验，试验标准为加载负荷为标准负荷的160％，试验气压为标准气压的80％，行驶速度为50km/h(为了避免增加负荷引起的胎冠生热影响测试结果，本次比对试验轮胎的胎面都把胎面打磨至磨耗标识位置)，比对测试结果如下：从胎圈耐久试验结果可知，本方案的正六角形胎圈钢丝的轮胎相对于现有技术的钢丝圈生产的轮胎的胎圈耐久时间提高了约1.19倍。
表1.胎圈耐久试验的结果
本实施例还提供了一种具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎的缠绕盘，其用于缠绕具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎中的胎圈钢丝，其中，所述缠绕盘包括缠绕盘本体，所述缠绕盘本体的外周面设置有与其同轴的环形凹槽，所述环形凹槽具有第一侧面a1、第二侧面a2及第一底面a3，所述第一侧面a1、第二侧面a2及第一底面a3均为三角形锯齿面，所述钢丝圈由所述胎圈钢丝贴合所述环形凹槽缠绕而成，并且所述第一侧面a1、第一底面a3、第二侧面a2所述钢丝圈的外表面无缝接触，具体的，所述第一侧面a1、第一底面a3、第二侧面a2均为三角形锯齿面，从而与钢丝圈外缘的锯齿面相契合，本实施例中，所述缠绕盘包括第一侧连接部b1、第二侧连接部b2，所述第一侧连接部b1可相对所述第二侧连接部b2的轴向移动，从而可实现环形凹槽的宽度调节(及第一侧面a1与所述第二侧面a2间距调节)，便于读者理解本方案，此处举一例说明：所述第一侧连接部b1可为回转体，所述第二侧连接部b2不是完整的回转体结构，所述第二侧连接部b2为沿着所述第一侧连接部b1周向均匀布置的多个弧形块，所述第二侧连接部可以第一侧连接部通过螺栓固定连接，从而方便第二侧连接部b2与所述第一侧连接部b1装拆，避免第二侧连接部b2无法相对第一侧连接部b1径向运动。
本发明具备以下优势：
1、本发明能显著提高全钢载重子午线轮胎的钢丝圈稳定性和胎圈耐久性。
本发明设计的正六边形胎圈钢丝与现有技术圆形胎圈钢丝相比，通过钢丝的六个面的面面贴合和支撑形成的位置自锁特性能有效的改善钢丝圈散圈松圈问题，完全保持钢丝圈的结构和外形稳定性，从而解决了胎圈的圈裂和抽丝爆问题，从而提升轮胎的胎圈耐久力和轮胎的耐久寿命。
2、本发明能完全排出胎圈钢丝缠绕过程中窝藏的空气，解决胎圈子口空问题。
本发明的正六边形胎圈钢丝缠绕的钢丝圈，其中正六边形钢丝的六个面是面面贴合的，各钢丝之间没有空隙不会窝藏空气，从而杜绝了生产过程中的胎圈因空气排不出而产生的胎圈子口空的问题，从而提升轮胎的胎圈耐久寿命。
3、本发明能提高钢丝圈的部件合格率和成品轮胎质量的合格率。
本发明的正六边形胎圈钢丝缠绕的钢丝圈能解决钢丝圈的散圈松圈问题和钢丝圈窝藏空气排不出的问题，从而提高缠绕钢丝圈部件的合格率和成品轮胎的合格率，从而降低生产制造成本。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。
1.一种具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎，包括胎面、带束层、胎肩垫胶、胎侧、上三角胶、尼龙包布、胎体、钢丝包布、下三角胶、子口耐磨胶、内衬层、钢丝圈，其特征在于，所述钢丝圈由一根断面为正六边形的胎圈钢丝环绕多圈而成。
2.根据权利要求1所述的具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎，其特征在于，每圈相邻的所述胎圈钢丝之间为面接触，所述钢丝圈最外层的所述胎圈钢丝表面缠绕有钢丝圈缠绕布。
3.根据权利要求1所述的具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎，其特征在于，各圈相邻的所述胎圈钢丝之间没有间隙。
4.根据权利要求3所述的具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎，其特征在于，所述胎圈钢丝的左右两个侧面均垂直于轮胎行驶的地面。
5.根据权利要求1所述的具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎，其特征在于，所述钢丝圈的断面的最外层为三角形锯齿状的正六边形。
6.根据权利要求1所述的具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎，其特征在于，所述胎圈钢丝包括钢丝本体及外覆于所述钢丝本体表面的覆胶。
7.根据权利要求6所述的具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎，其特征在于，所述覆胶的厚度为0.1mm。
8.一种具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎的缠绕盘，其用于缠绕权利要求1～7任一所述的具有全接触式钢丝圈的载重子午线轮胎中的所述胎圈钢丝，其特征在于，所述缠绕盘包括缠绕盘本体，所述缠绕盘本体的外周面设置有与其同轴的环形凹槽，所述环形凹槽具有第一侧面、第二侧面及第一底面，所述第一侧面、第二侧面及第一底面均为三角形锯齿面，所述钢丝圈由所述胎圈钢丝贴合所述环形凹槽缠绕而成，并且所述第一侧面、第一底面、第二侧面所述钢丝圈的外表面无缝接触。
技术总结