[发明专利]一种肩部低故障率轮胎及其设计方法

说明书

本发明属于轮胎技术领域，涉及一种肩部低故障率轮胎及其设计方法，设计方法的步骤包括：设计轮胎成品的材料分布，并设计带束层宽度、层间差级、层间夹胶厚度等部分部件的尺寸设计要求；根据设计的材料分布形成施工标准，并确定带束层贴合鼓直径；根据施工标准进行产品试制，对试制轮胎进行切割断面，测量分析断面处各部件尺寸是否符合设计要求；计算并优化径向变形率ζ；通过上述步骤，进行产品试制—断面分析—施工调整—产品试制的过程循环，直至断面测量分析数值满足尺寸设计要求。通过本发明设计方法制得的轮胎，肩空、U型爆的问题发生率降低25％以上，降低了产品的理赔率，为公司降低了经济损失；为消费者降低了成本，为社会节省了资源。

技术领域

本发明属于轮胎技术领域，具体涉及一种肩部低故障率轮胎及其设计方法，尤其涉及一种用于全钢载重子午线轮胎的肩部低故障率轮胎及其设计方法。

背景技术

全钢载重子午线轮胎多用于载重使用条件，该类型轮胎肩部变形大，生热高，因此多发生肩空、U型爆的问题，缩短了轮胎寿命，增加了消费者的成本，并且造成资源浪费。

现有技术主要通过几个方面进行改善，包括减小花纹块，增大肩部沟槽的面积，减浅花纹深度，此方法对轮胎肩部问题有一定改善，但损失了轮胎的外观颜值，而且花纹块面积的减小和花纹沟的减浅会降低轮胎的使用寿命；改善方面还包括降低胎面胶、胎面下层胶及垫胶胶料的生热，此方法在标载、好路况使用条件下有一定的效果，但在混合路况下，胎面耐磨性和抗刺扎性能下降，胎面下层胶和垫胶变软，使得轮胎在载重使用条件下变形大，同时会因胶料不抗压而导致轮胎脱层。因此，现有的几种改善方法对于载重使用条件下的轮胎效果并不明显，严重影响轮胎的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种肩部低故障率轮胎及其设计方法，针对0度带结构的全钢载重子午线轮胎，通过一种新的施工结构设计，改善轮胎内部材料分布及受力、提升轮胎的性能，降低轮胎的肩部故障率。

本发明的技术方案是：

一种肩部低故障率轮胎的设计方法，所述方法包括以下步骤：

(1)设计轮胎成品的材料分布，部分部件的尺寸设计要求为：2#带束层端点与胎面最宽点至胎体向心线间的距离L满足0mm≤L≤5mm；2#带束层和1#带束层层间差级a满足13mm≤a≤17mm，1#带束层和0度带束层层间差级b满足3mm≤b≤7mm；1#带束层与2#带束层之间的夹胶厚度为H，2.5mm≤H≤3.5mm；

(2)根据设计的材料分布形成施工标准，带束层贴合鼓直径ΦB采用以下公式进行计算确定：μ＝(Φb-(ΦB+2n))/(ΦB+2n)；

其中，μ为0度带束层膨胀率，0％＜μ≤0.43％；Φb为成品轮胎0度带束层直径，单位为mm，从材料分布测得；n为带束层贴合鼓上0度带束层下方的材料厚度，单位为mm；

(3)根据施工标准进行产品试制，对试制轮胎断面进行测量分析；

(4)在轮胎肩部变形最大区域选定三个位置进行切割断面，测量内衬层厚度e、气密层厚度f、过渡层渗胶厚度g、垫胶与胎体间隔离胶厚度j，并判断测量数值是否符合e≥3.0mm、f≥1.5mm、g＜0.5mm，j≥0.2mm；

在1#带束层端点位置进行切割，对断面处的j进行测量，并判断数值是否符合j≥0.2mm；

(5)测量标准气压下2#带束层端点位置轮胎直径Φd，以及100kpa气压下2#带束层端点位置轮胎直径ΦD，将其代入公式ζ＝(Φd-ΦD)/ΦD中，计算得到2#带束层端点位置处的径向变形率ζ，判断其是否满足0.3％≤ζ≤0.6％；并根据测量计算结果，调整垫胶尺寸来调整胎体轮廓形状，从而优化径向变形率ζ；

(6)重复上述步骤，至断面测试分析数值满足尺寸设计要求。