[实用新型]短纤维子午线农用轮胎

说明书

本实用新型属于轮胎领域，尤其涉及一种农用子午线轮胎。

众所周知，当今农业轮胎主要采用普通斜交帘布结构的轮胎，这种轮胎主要由橡胶胎面、橡胶帘布缓冲层、斜交帘布层胎体、胎圈包布、钢丝圈等组成。但这种轮胎有如下四方面的缺点：1、由于采用斜交帘布层结构的胎体和缓冲层，各帘布间在应力作用下滑动，内摩擦力增加，生热高，致使轮胎滚动阻力加大，节油性差；2、轮胎实际使用后期，易出现肩空、脱层等质量问题，而使轮胎过早报废；3、由于斜交轮胎各部位压力分布不均，致使胎冠磨损严重；4、斜交结构轮胎橡胶胎面和胎侧抗机械损伤能力差，容易崩花、掉块、抗刺穿能力差。子午线轮胎是一种结构先进的轮胎，该种轮胎主要有胎面、钢丝或帘布胎体、帘布层包边、钢丝圈等组成，但该种轮胎的生产设备昂贵、生产工艺复杂、生产成本高，所以这种轮胎主要用于轿车等高速行驶的车辆上。日本特许公开JP8270706公开了一种在载重子午线轮胎冲击缓冲件中使用短纤维橡胶，但整体使用定向短纤维橡胶复合体制造农用子午线轮胎未见报道。

本实用新型的目的是提供一种全新概念的新结构轮胎，它能有效解决普通斜交农用轮胎的肩空、脱层、磨胎冠等不足，并能有效地降低轮胎内摩擦生热和减小滚动阻力；与现行的子午线轮胎相比，其制造工艺简便，生产成本和原材料成本降低。

本实用新型的农用子午线轮胎，包括胎面、缓冲层、胎体和胎圈四个部分，其特征在于该子午线轮胎整体由定向短纤维橡胶复合体和钢丝圈直接构成，其中定向短纤维橡胶复合体由不连续的短纤维群在橡胶中取向排列而成。

本实用新型是这样实现的：将预处理好的合成短纤维均匀地掺入到橡胶基质中，通过定向装置使不连续的短纤维群在橡胶中取向排列，制成高强度、低形变下不同模量的定向短纤维橡胶复合体，全部用该定向短纤维橡胶复合体制造轮胎的橡胶胎面、缓冲层、胎体和胎圈部分，然后与钢丝圈一起通过加热化学交联，定位制成本实用新型的短纤维橡胶复合体农用子午线轮胎。即该轮胎整体由定向短纤维橡胶复合体和钢丝圈直接构成。根据轮胎在行驶过程中的应力变化和力学性能要求，设计不连续的短纤维群在轮胎弹性体基质中的聚集态结构为：在胎面是按轮胎径向方向取向和定位的；在缓冲层是按轮胎周向方向取向和定位的；在胎体是按地球子午线方向取向和定位的；在胎圈是按相互垂直二维方向方向取向和定位的。

这种新型轮胎取消了原斜交轮胎缓冲层的缓冲帘布和缓冲胶片、胎体的斜交帘布层、以及胎圈部的胎圈包布和胎圈填充胶料；或者说，它取消了子午线轮胎带束层的钢丝或帘线、胎体的帘线等。

图1为短纤维子午线农用轮胎结构和断面。

本实用新型与传统斜交农用轮胎相比具有以下有益效果：

1、由于整个轮胎由定向短纤维橡胶复合体和钢丝圈构成，通过化

   学交联形成强有力的统一体，因此在运动载荷作用下，整个轮

   胎可同步变形，内部应力分布均匀，热摩擦力很小(可忽略不

   计)，从而有效地减少了生热，大大降低了轮胎的滚动阻力，

   节能性好；

2、定向短纤维橡胶复合体使新型轮胎周边变形小，对地面滑移相

   对减少，同时接地面积大，因而胎面耐磨性比斜交帘布轮胎有

   显著提高；

3、该新型轮胎有效地解决了胎面崩花、掉块现象，同时抗刺穿能

   力明显提高；

4、该新型轮胎避免了肩空、肩裂和脱层等质量问题。

同时，该实用新型还具有以下优点：

1、该新型轮胎滚动柔和平稳，通过性能和乘坐舒适性能好；

2、该新型轮胎力学结构合理，组成简单，制造工艺简便、生产能

   力高，并有利于连续自动化生产；

3、该新型轮胎生产成本和原材料成本均较低。

以下为本实用新型的实施例：

实施例：

采用本实用新型的短纤维子午线轮胎用于农用拖拉机，轮胎包括胎面A、缓冲层B、胎体C和胎圈D四个部分，轮胎整体由定向短纤维橡胶复合体1和钢丝圈2直接构成，定向短纤维橡胶复合体1由不连续的短纤维群在橡胶中取向排列而成，短纤维群在轮胎弹性体基质中的聚集态结构为：在胎面A按轮胎径向方向取向和定位的；在缓冲层B按轮胎周向方向取向和定位的；在胎体C按地球子午线方向取向和定位的；在胎圈C按相互垂直二维方向方向取向和定位的。

所制得的短纤维子午线轮胎与传统轮胎相比，降低轮胎内摩擦生热和减小滚动阻力，节能性好，可节油5％左右，生产成本和原材料成本降低20％-30％。