新型多工位工程机械轮胎硫化后充气定型机的设计

介绍新型多工位工程机械轮胎硫化后充气定型机的设计。研发的定型机主要由机架、动/定卡盘、十字头卡盘锁紧机构、上托机构和推动气缸等组成,采用双气源供气。每个工位可以单独控制,设有不同压力的进气管道,实现人工装胎、定型、锁紧充气、松锁放气、卸胎的全过程动作,提高了工程机械轮胎生产的机械化和自动化水平,降低了劳动强度,且大幅提高了轮胎质量。

硫化后充气工艺对子午线轮胎性能的影响

研究硫化后充气时间和压力对轮胎性能的影响。结果表明,延长后充气时间和增大后充气压力会提升初始状态轮胎的外直径和断面宽。后充气时间和压力在不同范围内对轮胎静态接地印痕参数和径向刚度的影响规律不同。从无后充气到有后充气,滚动阻力系数减小;继续延长后充气时间和增大压力,滚动阻力系数不会继续减小。从无后充气到有后充气,侧偏刚度增大,回正刚度减小;随着后充气压力增大,侧偏刚度和回正刚度均增大;后充气时间对侧偏刚度和回正刚度的影响在不同后充气压力下呈现不同的规律。

硫化后充气压力和时间对航空轮胎性能的影响

选取27×7.7-15航空轮胎作为研究对象,研究硫化后充气压力和时间对航空轮胎性能的影响。分析胎体帘线张力与充气压力的关系以及帘线收缩率、收缩力与温度的关系,并通过热电偶测温法测量轮胎硫化后充气过程中温度随时间的变化情况,确定轮胎最小硫化后充气压力设为200 kPa,可以保证轮胎在胎体温度为160~170℃时出模胎体帘线不产生热收缩;硫化后充气时间设为1个硫化周期,可以保证轮胎冷却至环境温度。成品轮胎充气外缘尺寸及动态模拟试验验证了后充气压力和时间选取的合理性。

硫化后充气过程对半钢子午线轮胎外周长的影响

研究半钢子午线轮胎硫化后充气过程中影响轮胎外周长变化的因素。结果表明,随着轮胎从模具卸出到后充气的时间延长,外周长减小;后充气压力增大,外周长增大;后充气轮辋宽度增大,外周长减小;后充气时间延长,外周长初期增大后稳定不变;后充气后轮胎外周长随放置时间延长,初期减小后稳定不变。

聚合物帘线的热-力学性能对有和没有硫化后充气轮胎的影响(一)

制造轮胎期间,要将轮胎从模具卸下后自然冷却到室温。实行硫化后冷却的方法能够明显地影响轮胎的整体性能。硫化后冷却期间,硫化后充气(PCI)作为有效的方法已被普遍应用于控制轮胎的尺寸和形状。然而,由于引入尺寸稳定的聚酯作为轮胎胎体帘线材料,PCI被认为是不必要的步骤,已从某些轮胎生产线省去该步骤。按照惯例,用PCI制造的轮胎叫做PCI轮胎,而不用PCI制造的轮胎叫做非PCI轮胎。对于在硫化后冷却期间经受不同负荷的轮胎来说,PCI轮胎和非PCI轮胎具有不同的特性,包括尺寸和接地印痕形状。比较特别的是,当使用相同的模具时,在PCI轮胎和非PCI轮胎之间最明显的差异是轮廓。由于硫化后冷却期间帘线会产生热收缩,所以非PCI轮胎比PCI轮胎具有更小的断面宽度和充气后的胎冠半径。另外,非PCI轮胎在使用中的尺寸变化比PCI轮胎的大。在本研究中,用相同的硫化模具制造有和没有PCI的试验用乘用轮胎(235/75R15),并进行一系列试验以确定这两类轮胎之间的差别。同时,用于轮胎骨架层的聚酯轮胎帘线的材料特性引入各种热-力学负荷履历,测定硫化后冷却过程对帘线性能的影响。然后,创立轴对称的三维有限元模型,模拟有和没有PCI的硫化后冷却过程。通过输入用材料表征法获得的帘线材料性能,用数值分析成功地预测了PCI轮胎和非PCI轮胎的轮廓和印痕。所得的分析结果与从试验轮胎测得的结果吻合。

纤维帘线热收缩和永久变形对轿车子午线轮胎接地性能的影响

研究纤维帘线(930dtex/2改性锦纶66帘线和1670dtex/2聚酯帘线)热收缩和永久变形对轿车子午线轮胎接地性能的影响。结果表明:纤维帘线产生的塑性应变随硫化后充气(简称PCI)张力的增大而增大,当PCI张力足够大时,纤维帘线的塑性应变曲线趋于一致;与未热处理的帘线相比,经过热处理的帘线模量随PCI张力的增大而增大;与无PCI过程相比,在相同的充气压力和径向负荷下,经过PCI过程轮胎的接地印痕长轴变短、短轴变长、接地印痕偏方形,充气断面宽和负荷下充气断面宽变大。

冷却工艺对轮胎外缘尺寸及性能的影响

研究冷却工艺对轮胎外缘尺寸及性能的影响。结果表明:自然冷却速率高于硫化后充气冷却速率,但硫化后充气冷却轮胎的尺寸均匀性、径向刚性和耐久性能均较高;延长硫化后充气时间、降低硫化后充气终点轮胎温度,有助于降低轮胎尺寸收缩率;单根帘线的张力需大于初始冷却温度下骨架材料的热收缩应力,随着硫化后充气压力提高,轮胎外缘尺寸呈增大趋势;硫化后充气轮辋宽度对轮胎的外缘尺寸影响较小;随着出模时间的延长,轮胎外缘尺寸减小,需要控制出模时间。

轮胎帘线的表征和帘线热力学性能对轮胎的影响

轮胎帘线的热-力学性能对轮胎的尺寸、形状、操作性能等有很大的影响。本研究聚焦于表征尼龙和聚酯帘线的材料性能,应用有限元分析(FEA)量化这些性能对充气轮胎的影响。这些轮胎帘线材料用在实验室进行伸张试验、热收缩测量和蠕变试验获得的一系列热力学性能来表征。在测量之前,用于本研究的帘线经过了热-力学处理,以便于模拟硫化和轮胎操作条件的影响。从这些测量产生的性能用作物理轮胎有限元分析的输入,从FEA模拟得到预测的轮胎尺寸与形状、载荷的印痕与压力、帘线的负荷,并与实验轮胎的实际测量值进行比较,在测量值和有限元分析预测值之间观察到良好的一致性。因此,将来充气轮胎的FEA研究应当使用在本研究中开发的表征轮胎帘线材料的技术。

聚酯帘线的热—力学性能对PCI和非PCI轮胎的影响(一)

轮胎硫化后冷却过程中所采取的方式对轮胎的整体性能影响很大。硫化后充气(PCI)已经作为一种有效的方法,普遍用于控制轮胎的尺寸和形状。但是,由于在某些轮胎制造中引入尺寸稳定型聚酯作为胎体帘线材料,PCI被认为是不必要的步骤,已从生产工艺中排除。按照惯例,经过PCI处理的轮胎叫做PCI轮胎,而没有经过PCI处理的轮胎叫做非PCI轮胎。基于硫化后冷却期间经历了不同的负荷历史,PCI轮胎和非PCI轮胎呈现出不同的行为特点,包括尺寸和印痕的形状。比较特别的是,使用相同的模具,在PCI轮胎和非PCI轮胎之间最明显的差异是轮廓。由于硫化后冷却期间帘线中出现热收缩,与PCI轮胎相比,非PCI轮胎断面宽度较小,胎冠半径比较扁。另外,非PCI轮胎在行驶中尺寸变化较大。在本研究中,实验用PCI和非PCI乘用轮胎(235/75R15)都是用相同的硫化模具制造的,进行一系列试验以确定这两类轮胎之间的差别。聚酯轮胎帘线材料承受各种热-力学负荷后,测定硫化后冷却过程对帘线性能的影响。然后,构造轴对称的三维有限元模型,模拟有和没有PCI的硫化后冷却过程。输入通过材料表征化所获得的帘线材料性能,进行数值分析,成功地预测PCI轮胎和非PCI轮胎两者的轮胎轮廓和印痕。所得的分析结果与从试验轮胎得到的测量结果吻合。

轮胎帘线的表征和帘线的热-力学性能对轮胎的影响

轮胎帘线的热-力学性能对轮胎的尺寸、形状、操纵性能及其他相关性能具有很大的影响。本研究聚焦于表征聚合物帘线的材料性能,应用有限元分析(FEA)量化这些性能对充气轮胎的影响。用在实验室通过拉伸试验、热收縮测量和蠕变试验获得的一系列热-力学性能来表征包括尼龙和聚酯在内的各种轮胎帘线材料。在获得这些实验室实验结果之前,用于本研究的帘线经过热-力学处理,以便模拟硫化和轮胎使用条件的影响。用从这些实验测得的性能数据作为轮胎有限元分析的输入数据,根据FEA模型预测轮胎尺寸、形状、带负载的轮胎印痕、压力和帘线的负荷,并将预测值与实验轮胎的测量值比较。通过比较表明,在测量值与用有限元分析的预测值之间具有良好的一致性。因此,将来充气轮胎的FEA研究应采用本研究开发的表征轮胎帘线材料的技术。