一種彈性單元組合式輪胎的製作方法
2023-09-23 17:52:30
專利名稱：一種彈性單元組合式輪胎的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於輪胎領域，特別涉及一種大型組合式輪胎。
背景技術：
隨著世界範圍內採礦業和水利、路橋等工程建設的高速發展，工程輪胎的產需不 斷提升，近幾年來已經出現嚴重的供不應求。目前，輪胎的製作過程是由各膠布件的製備再 經過胎胚的成型及硫化而成，隨著載重噸位的提高，工程輪胎規格也日趨大型化，目前，巨 型工程輪胎的外徑已達到4米以上，這就需要相配套的大型輪胎成型機和輪胎硫化機來對 其生產加工，所需設備投資和技術難度都很大，這也使得工程輪胎的造價非常昂貴；另一方 面，工程輪胎長期在礦山、建築工地等路況條件惡劣的地方不間斷作業，且載重量大，致使 胎面易磨損，胎體不耐刺扎、切割，極易導致輪胎早期因刺扎、切割而報廢，從而影響到輪胎 的行駛安全性能及使用壽命。
實用新型內容因此，本實用新型的目的是提供一種製造過程完全不需要輪胎成型機和傳統的輪 胎定型硫化機等設備、只需製備出空氣彈簧和金屬殼體等核心部件、再按照順序組裝起來 的輪胎產品，所製得的輪胎具備充氣輪胎的所有功能；輪胎結構是可拆卸的，當空氣彈簧囊 體發生刺破時，只需對單個彈性單元進行更換，方便快捷，從而可延長輪胎的使用壽命，大 幅度降低工程輪胎製造和使用成本。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是一種彈性單元組合式輪胎，主 要由輪輞、橡膠空氣彈簧、金屬殼體、胎面膠組成，輪輞圓周設有一定數量並且帶有螺孔的 凸臺，橡膠空氣彈簧通過輪輞圓周上的凸臺固定安裝於輪輞上，橡膠空氣彈簧等間距排列 於輪輞圓周中心線上，每個橡膠空氣彈簧上端板的上部同樣設有帶有連接螺孔的凸臺，金 屬殼體通過橡膠空氣彈簧上端板凸臺與橡膠空氣彈簧固定連接裝配，金屬殼體具有輪胎所 要求的橫向截面形狀和縱向截面形狀，每個金屬殼體的外表面覆蓋有一層胎面膠，胎面膠 形成輪胎的花紋，胎面膠的外表面是圓弧面，其曲率半徑即為輪胎的半徑，圓弧的長度由組 合單元個數確定，組合單元數為輪胎外圓的分段數，例如單元個數為八，則圓弧長度約等於 輪胎外圓周長的八分之一，並保留一定量的運動間隙。相鄰兩金屬殼體及胎面膠在末端相 互插入，並通過金屬殼體之間連接在一起，例如採用銷軸的鉸鏈連接，由一個或一組橡膠空 氣彈簧、金屬殼體及殼體表面覆蓋的胎面膠組成一個彈性單元，一定數量的彈性單元通過 鉸接構成一條完整的輪胎。當輪胎行走時，其驅動力、制動力、轉向力等功能靠彈性單元實 現，彈性單元是利用空氣彈簧的工作原理。本實用新型一種彈性單元組合式輪胎，其橡膠空氣彈簧由其他彈性元件組替代， 每一組彈性元件可以沿徑向疊層設置多個單簧或者沿軸向並列設置多個彈簧，以提高輪胎 的減振性能或提高承載能力。本實用新型一種彈性單元組合式輪胎，為了提高其牽引性能，可以在金屬殼體與
3輪輞之間採用輻條或軟繩斜拉連接，也可以在橡膠空氣彈簧內腔或相鄰的橡膠空氣彈簧之 間另外設置專門的彈性元件來承擔扭轉載荷。本實用新型一種彈性單元組合式輪胎，其作為胎面膠骨架的金屬殼體可以用其他 材料代替，例如高分子基複合材料。本實用新型的有益效果是1)由於輪胎採用單元組合式的設計，其製作過程將不 再需要輪胎成型機、整胎定型硫化機等設備，只需製備出橡膠空氣彈簧、金屬殼體等核心部 件，金屬殼體表面的掛膠與胎面的硫化在小型的平板硫化機上即可完成。這對於生產大型 工程輪胎來說可以節約大量的設備投資並降低技術難度。2)由於輪胎採用單元組合式的設 計，可解決傳統輪胎因刺扎、切割而早期報廢的問題；當彈性單元中的空氣彈簧囊體發生刺 破時，只需對單個空氣彈簧進行快捷地更換，從而不影響輪胎的壽命而極大地發揮它的價 值。3)由於輪胎採用單元組合式的設計，可解決傳統輪胎行駛時的安全性能問題；傳統充 氣輪胎在行駛時會因為胎體刺破而發生爆胎，從而嚴重影響駕駛人員的人身安全，彈性單 元組合式輪胎則會很大程度上抑制這種情況的發生，因為輪胎整體是由一定數量的彈性單 元組合起來的，每個彈性單元相當於一個空氣儲囊，當一個彈性單元發生破裂時，其相鄰兩 個彈性單元會因為張力作用自動承擔負載，緩解破裂單元與地面接觸時發生的胎體下陷， 從而提高輪胎的安全性能。4)傳統的充氣輪胎其載荷指數是一定的，當輪胎的載荷指數滿 足不了車輛的承載需要時，則必須更換更大規格的輪胎，而空氣彈簧的內壓是可以調節的， 因此，通過對空氣彈簧內壓的可變調節，可以使彈性單元組合式輪胎得到不同的載荷能力 來滿足不同載荷的需要，而不必更換輪胎的規格。
圖1是本實用新型一種彈性單元組合式輪胎的局部截面剖視圖；圖2是本實用新型一種彈性單元組合式輪胎的彈性單元表面掛有胎面膠的金屬 殼體示意圖；圖3是與圖2所示彈性單元相鄰的彈性單元表面掛有胎面膠的金屬殼體示意圖；圖4是本實用新型一種彈性單元組合式輪胎的組合示意圖。圖中1-輪輞，2-輪輞凸臺，3-橡膠空氣彈簧，4-凸臺，5-金屬殼體，6-胎面膠， 7-鉸鏈。
具體實施方式
本實用新型一種彈性單元組合式輪胎主要由輪輞1、橡膠空氣彈簧3、金屬殼體5、 胎面膠6組成，如圖1所示，沿輪輞1圓周中心線上設有一定數量等間距排列的輪輞凸臺2， 橡膠空氣彈簧3通過輪輞凸臺2固定於輪輞1之上，在每個空氣彈簧3上端板的上部同樣 設有其上帶有螺孔的凸臺4，金屬殼體5通過凸臺4與橡膠空氣彈簧3固定裝配，每個金屬 殼體5的表面覆蓋有一段胎面膠6，相鄰兩金屬殼體5末端之間採用鉸鏈7連接，連接結構 見圖2和3所示。這樣，每個橡膠空氣彈簧3、金屬殼體5及殼體表面覆蓋的胎面膠6組成 一個彈性單元，一定數量個彈性單元通過鉸接構成一條完整的輪胎，圖4所示彈性單元個 數為八。輪胎承載滾動當彈性單元與地面接觸時，橡膠空氣彈簧3高度降低，內腔容積減
4小，橡膠空氣彈簧3的剛度增加，內腔空氣柱的有效承載面積加大，此時彈性單元的承載能 力增加；當彈性單元離開地面時，橡膠空氣彈簧3的高度升高，內腔容積增大，彈性單元又 恢復到形變前的形狀；當輪胎滾動至兩彈性單元之間位置時，由於兩殼體及胎面膠鉸接處 留有足夠的間隙，所以殼體之間不會發生幹涉現象，保證了輪胎滾動時的連續平穩。
權利要求一種彈性單元組合式輪胎，其特徵在於它主要由輪輞、橡膠空氣彈簧、金屬殼體、胎面膠組成，輪輞圓周上設有一定數量並且帶有螺孔的輪輞凸臺，橡膠空氣彈簧通過輪輞圓周的輪輞凸臺固定安裝於輪輞上，橡膠空氣彈簧等間距排列於輪輞圓周中心線上，每個橡膠空氣彈簧上端板的上部同樣設有帶有連接螺孔的凸臺，金屬殼體通過橡膠空氣彈簧上端板凸臺與橡膠空氣彈簧固定連接裝配，金屬殼體具有輪胎所要求的橫向截面形狀和縱向截面形狀，每個金屬殼體的外表面覆蓋有一層胎面膠，胎面膠形成輪胎的花紋，胎面膠的外表面是圓弧面，其曲率半徑為輪胎的半徑，圓弧的長度由組合單元個數確定，組合單元個數為輪胎外圓的分段數，相鄰兩金屬殼體及胎面膠在末端相互插入，並通過金屬殼體連接在一起。
2.根據權利要求1所述的一種彈性單元組合式輪胎，其特徵在於金屬殼體連接採用 銷軸的鉸鏈連接。
3.根據權利要求1所述的一種彈性單元組合式輪胎，其特徵在於橡膠空氣彈簧由其 他彈性元件組替代，每一組彈性元件沿徑向疊層設置多個單簧或者沿軸向並列設置多個彈o
4.根據權利要求1所述的一種彈性單元組合式輪胎，其特徵在於在金屬殼體與輪輞 之間採用輻條或軟繩斜拉連接。
5.根據權利要求1所述的一種彈性單元組合式輪胎，其特徵在於在橡膠空氣彈簧內 腔或在相鄰的橡膠空氣彈簧之間另外設置專門的彈性元件。
6.根據權利要求1所述的一種彈性單元組合式輪胎，其特徵在於金屬殼體的材料用 高分子基複合材料代替。
專利摘要本實用新型提供一種彈性單元組合式輪胎，它是由輪輞、橡膠空氣彈簧、金屬殼體、胎面膠組成，沿輪輞圓周上增設有一定數量的凸臺，每個凸臺上裝有一個橡膠空氣彈簧，每個橡膠空氣彈簧的上端板裝配有一個金屬殼體，金屬殼體的表面覆蓋有胎面膠，相鄰兩個金屬殼體末端之間採用鉸鏈連接，由一個或一組橡膠空氣彈簧、金屬殼體及金屬殼體表面覆蓋的胎面膠組成一個彈性單元，一定數量的彈性單元及輪輞構成一條完整的輪胎。本實用新型的組合式輪胎在加工上可以節約大量的設備投資並降低技術難度，使用中彈性單元可快捷更換，壽命長，安全性好，承載能力可調整。
文檔編號B60C7/14GK201580214SQ20092035069
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者何長江, 張金雲, 楊衛民, 汪傳生 申請人:青島科技大學;北京華夏英藍科技發展有限公司