Пневматическая шина

 

Пневматическая шина относится к шинной промышленности и может быть использована при изготовлении пневматических шин диагональной конструкции для колес транспортных средств, преимущественно грузовых автомобилей, автобусов, автоприцепов, сельхозтехники. Пневматическая шина состоит из брекера, каркаса из двух и более слоев полиамидного или анидного корда, нити которого расположены по экватору под углом 40-65^o к меридиональному направлению, бортовых колец, протектора, состоящего из боковин и беговой дорожки. Беговую дорожку протектора изготавливают из двух резин: верхнего слоя и нижнего. Верхний слой беговой дорожки протектора изготавливают из резины, имеющей относительное удлинение ри разрыве 450-600%, условное напряжение при удлинении 300 % 7 - 12 МПа. Нижний слой беговой дорожки протектора изготавливают из более мягкой и эластичной резины, имеющей относительное удлинение при разрыве 600-800%, условное напряжение при удлинении 300% 3 - 6 МПа. В результате у шины улучшаются эксплуатационные качества, повышается эластичность. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Использование: изобретение может быть использовано при изготовлении пневматических шин диагональной конструкции для колес транспортных средств, преимущественно грузовых автомобилей, автобусов, автоприцепов.

Известны патенты, предусматривающие структуру беговой дорожки протектора из резин с разными свойствами. Как правило, резины нижнего слоя более жесткие, чем резины верхнего слоя, или отличающиеся по динамическим характеристикам.

Рассмотрим конструкцию пневматической мотошины, описанной в патенте ФРГ N 3637.825 от 06.11.86 фирмы "Бриджстоун Корпорейшн", Япония. Указанная шина имеет слоистую структуру беговой дорожки протектора.

Верхний покровный слой резины имеет динамический модуль E₁ в области от 50 до 120 кгс/см² и отношение тангенса потерь δ к динамическому модулю (tan δ /E₁) в диапазоне от 3,0 · 10^-3 до 6,0 · 10^-3 и нижний слой резины имеет динамический модуль E₁ в диапазоне от 30 - 50 кгс/см², а отношение тангенса потерь к динамическому модулю (tanδ/E₁) составляет не более 5,0 · 10^-3. Модуль резины нижнего слоя беговой дорожки, определяемый в статике при 100% удлинении, составляет не менее 25 кгс/см² и не более чем на 5 кгс/см² выше модуля резины покрывающего слоя (верхнего).

Указанная структура беговой дорожки протектора из резин с разными динамическими характеристиками обеспечивает снижение вибрации переднего колеса мотоцикла при езде по неровной дороге при высоких скоростях. Указанная цель достигается выбором оптимальных динамических характеристик резин верхнего и нижнего слоев беговой дорожки протектора (E₁ и tan δ/E₁). Учитывая, что конкретной корреляционной зависимости между вышеуказанными динамическими характеристиками протекторной резины и ее статическими характеристиками по напряжению и относительному удлинению не существует, сравнение динамических характеристик протекторных резин данного патента и статических характеристик согласно предполагаемому изобретению не представляется возможным.

Использование протекторных резин с различными динамическими характеристиками позволяет снизить вибрации переднего колеса мотоцикла при движении по неровной дороге с высокой скоростью, но не решает задачу, поставленную авторами предполагаемого изобретения по повышению сопротивления появлению и разрастанию трещин при эксплуатации шин. Поэтому в качестве прототипа целесообразно рассматривать конструкцию диагональных шин согласно "Технической документации N 29-85Д на промышленное производство грузовых шин с качеством 1990 г. Шины диагональной конструкции", разработанной НИИ шинной промышленности, г. Москва, 1986.

Указанные шины имеют брекер, каркас, состоящий из 2-х и более слоев полиамидного или анидного кордов, нити которого расположены по экватору под углом 40 - 65^o к меридиональному направлению, бортовые кольца, протектор, состоящий из боковин и беговой дорожки, изготовленные из одной резины, имеющей относительное удлинение при разрыве не менее 450% и условное напряжение при удлинении 300% не менее 70 кгс/см² при статических испытаниях.

В серийном производстве для изготовления диагональных грузовых шин используют протектора из одной резиновой смеси со следующими показателями, определяемыми при статических испытаниях: относительное удлинение при разрыве 450 - 600%, условное напряжение при удлинении 300% 7-12 МПа. Недостатком указанных шин является то, что жесткая резина протектора при значительных деформациях покрышки, разнашиваемости полиамидного или анидного корда каркаса, особенно при отсутствии процесса охлаждения шин под давлением после вулканизации, зачастую не обеспечивают необходимую стойкость резины к появлению трещин и сопротивлению их разрастания в процессе эксплуатации шин, в результате чего шины в эксплуатации преждевременно выходят из строя.

Целью предполагаемого изобретения является улучшение эксплуатационных качеств, повышение эластичности и сопротивления появлению и разрастанию трещин в подканавочном слое протектора шин диагональной конструкции, изготавливаемых с использованием в каркасе полиамидного или анидного кордов, для колес транспортных средств, преимущественно грузовых автомобилей, автобусов, автоприцепов. Положительный эффект достигается совокупностью известных и новых признаков.

Известными являются пневматическая шина, содержащая брекер, каркас, состоящий из 2-х и более слоев полиамидного или анидного кордов, нити которого расположены по экватору под углом 40 - 65^o к меридиональному направлению, бортовые кольца, протектор, состоящий из боковин и беговой дорожки, изготовленные из одной резины, имеющей относительное удлинение при разрыве 450-600%, условное напряжение при удлинении 300% 7-12 МПа.

Новым в предполагаемом изобретении является то, что нижний слой беговой дорожки протектора изготавливают из эластичной низкомодульной резины со следующими физико-механическими показателями: относительное удлинение при разрыве - 600-800%, условное напряжение при удлинении 300% - 3-6 МПа.

В готовой покрышке нижний слой беговой дорожки может иметь переменную толщину по профилю, при этом верхняя граница этого слоя не должна превышать уровня 1/3 высоты элементов рисунка протектора.

Принято считать, что в грузовых шинах доминирующим для подканавочного слоя и беговой дорожки протектора является режим заданных напряжений. Однако это можно признать справедливым в том случае, если каркас грузовых шин изготавливают из вискозного корда или другого корда, имеющего высокий модуль растяжения нитей. В таких шинах практически отсутствует разнашиваемость, то есть изменение габаритных размеров под действием внутреннего давления при хранении и эксплуатации шин. Для грузовых шин диагональной конструкции, изготавливаемых с использованием полиамидных или анидных кордов в каркасе, режим работы подканавочного слоя беговой дорожки протектора близок к режиму заданной работы деформации, так как модуль растяжения данных кордов в 2-3 раза ниже, чем у вискозного корда. Такие шины имеют повышенную склонность к разнашиваемости. При указанном режиме теплообразование не зависит от модуля растяжения резины.

Поэтому применение высокоэластичной резины с более низким модулем растяжения для нижнего слоя беговой дорожки (по сравнению с верхним слоем) позволит, не изменяя теплового режима в шине, снизить напряжения на границе брекер - протектор, повысить сопротивление появлению и разрастанию трещин.

На чертеже изображено меридиональное сечение шины. Пневматическая шина состоит из брекера 1, каркаса 2 из двух и более слоев полиамидного или анидного кордов, нити которого расположены по экватору под углом 40 - 65^o к меридиональному направлению, бортовых колец 3, протектора, состоящего из боковин 4 и беговой дорожки 5. Беговую дорожку протектора изготавливают из 2-х резин: верхнего слоя 6 и нижнего слоя 7.

Верхний слой беговой дорожки протектора изготавливают из резины, предусмотренной технической документацией для изготовления грузовых шин диагональной конструкции, имеющей относительное удлинение при разрыве 450-600%, условное напряжение при удлинении 300% 7-12 МПа. Нижний слой беговой дорожки изготавливают из более мягкой и эластичной резины, имеющей относительное удлинение при разрыве 600-800%, условное напряжение при удлинении 300% - 3-6 МПа.

Как видно из приведенных данных (таблица 1), при изготовлении шин в соответствии с предполагаемым изобретением (исполнение опытное) ходимость шин 1025·420-457 К-83А на станках удалось повысить практически в 2-3 раза, по шинам 12,00-20 ВИ-243А ходимость шин сохранилась на прежнем уровне.

Формула изобретения

1. Пневматическая шина, содержащая брекер, каркас, состоящий из 2-х и более слоев полиамидного или анидного кордов, нити которого расположены по экватору под углом 40 - 65^o к меридиональному направлению, бортовые кольца, протектор, состоящий из боковин и беговой дорожки, изготовленные из одной резины, имеющей относительное удлинение при разрыве 450 - 600%, условное напряжение при удлинении 300% 7 - 12 МПа, отличающаяся тем, что беговая дорожка протектора выполнена двухслойной, верхний слой которой выполнен из резины, имеющей относительное удлинение при разрыве 450 - 600%, условное напряжение при удлинении 300% 7 - 12 МПа, а нижний слой выполнен из эластичной низкомодульной резины со следующими физико-механическими показателями: относительное удлинение при разрыве 600 - 800%, условное напряжение при удлинении 300% 3 - 6 МПа.

2. Пневматическая шина по п. 1, отличающаяся тем, что нижний слой резины беговой дорожки проектора может иметь переменную толщину по профилю шины, при этом верхняя граница этого слоя не превышает уровня 1/3 высоты элементов рисунка протектора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2