Диагональная шина

; пц- количеств ависимостью и Изобретен тных средств, и щенным лесо машинам, и шинной пром Извающиеных слсраспо кордные Так кость шеспечивает стойм и разрывам под ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Использование; изобретение можетбыть использовано при изготовлении шиндля колес энергонасыщенных тракторов.Сущность; диагональная шина содержитпротектор, боковины и расположенныевдоль меридионального профиля шины,центральную, промежуточные, плечевые,боковые, надбортовые и бортовые зоны каркаса, окончания хотя бы части кордных слоев которого не завернуты на бортовыекольца, Указанные зоны выполнены с пропорциональной изгибной жесткостью и находятся в соотношении К 1(Е)=(Е)ц где (Е) и(Е)ц - соответственно изгибная жесткость в ие относится к областитранспорреимущественно к энергонасыпромышленным трелевочным может быть использовано в шленности и тракторостроеестны пневматические шины, вклюкаркас издиагональных резинокорев, завернутых на бортовые кольца оженные на каркасе усиливающие слои.я конструкция обны к деформация меридиональном направлении -й и центральной зон каркаса шин; К - коэффициент приведения до ближайшего четного числа слоев каркаса в каждой зоне диагональной шины; Е - приведенный модуль упругости вдоль меридиана -х зон каркаса единичной ширины, кг/см;- момент инерции, взятый2,по середине каждой из зон при изгибе каркаса в меридиональном направлении, см 4. Количество слоев каркаса центральной зоны пропорционально прочностным характеристикам его элементов и определяется0 Тслслоев центральной зоны, округленное до ближайшего целого четного числа; 0 - максимально необходимая прочность каркаса, выраженная посредством максимально допустимой нагрузки на шину, кгс; Тсл - минимально допустимая прочность одного слоя каркаса, кгс/слой; Кд - динамический коэфициент запаса прочности каркаса. 3 ил,деиствием ударных и сосредоточенных нагрузок, в т,ч, устойчива к механическому воздействию индентора, Однако, при наезде на единичные острые препятствия высотой более 0,10 - 0,15 диаметра шины наблюдаются случаи сквозного повреждения каркаса,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является пневматическая шина, каркас которой содержит несколько обрезиненных диагональных слоев корда. Имеются слои завернутые на бортовые кольца и висячие (незавернутые вокруг бортовых ко 1789356К(Е )1=(Е 1)ц,где (Е) и (Е)ц - соответственно изгибная жесткость в меридиональном направлении -й и центральной зон каркаса шины;К - коэффициент приведения до ближайшего четного числа слоев каркаса в каждой зоне диагональной шины;Е - приведенный модуль упругости вдоль меридиана 1-х зон каркаса, единичной ширины, кг/см 2;1 - момент инерций, взятый по середине каждой из зон, при изгибе каркаса в меридиональном направлении, см,При этом количество слоев центральной зоны каркаса определяется по формуле (и дополняется до четного) 0 пц=, Кд,Тсл(2) где 0 - максимально необходимая прочность каркаса, выраженная посредством маклец), На каркасе имеются слои усиления из высокопрочного корда, Число слоев усиления такой шины рассчитывают исходя из числа слоев корда, доходящих до борта с учетом фактора надежности, определяемого в патенте приведенной математической формулой,При таком техническом решении возрастает количество слоев корда в боковых стенках, что приводит к существенному повышению радиальной жесткости шины, Вследствие этого уменьшается глубина вдавливания индентора и соответственно работа А разрушения шины, определяемая как А = - Р 3.12Целью изобретения является повышение надежности шины за счет увеличения работы разрушения при воздействии на шину механического индентора,Положительный эффект шины достигается совокупностью известных и новых признаков.Известным является диагональная шина, содержащая протектор, боковины и, расположенные вдоль меридианального профиля шины, центральную, промежуточные, плечевые, боковые, надбортовые и бортовые зоны каркаса, окончания хотя бы части кордных слоев которого не завернуты на бортовые кольца,Новым в предлагаемом техническом решении является то, что в известной диагональной шине, указанные зоны каркаса выполнены с пропорциональной изгибной жесткостью и находятся в соотношении(2) Определение количества слоев пц указанным способом с использованием динамического коэффициента запаса прочности учитывает возможную перегрузку шины в 50 эксплуатации и указывает на тот факт, чтодаже при достижении сосредоточенной силы равной и больше максимально допускаемой нагрузки О (в пределах Кд), не произойдет разрушение каркаса.Таким образом, существенное снижение неравномерности распределения изгибных жесткостей отдельных зон каркаса и, соответственно, "пиковых" нагрузок в совокупности с учетом прочностных характесимально допускаемой нагрузки на шину,кгс;Тсл - минимально допустимая прочность одного слоя каркаса, кгс/слой (кгс/сл);5 пц - количество слоев каркаса;Кд - динамический коэффициент запасапрочности каркаса шины.Распределение изгибных жесткостейвдоль меридиана каркаса по предлагаемому10 техническому решению обеспечивает увеличение глубины 3 вдавливания инденторапри прочих равных условиях работы шины.Экспериментально установлено, чтожесткость при изгибе многослойной рези 15 нокордной пластины существенным образом зависит от угла наклона нити Д (вдольоси изгиба),Так, например, угол наклона нити каркаса вдоль меридиана между экватором и бор 20 том изменяется с 53 - 60 до 15 - 20 О,С другой стороны на величину жесткости влияет количество слоев, подвергаемыхизгибу.Предлагаемое соотношение К(Е 1)=(Е)ц25 для всех зон профиля шины обеспечивает"сглаживание" пиковых изгибных жесткостей отдельных зон каркаса, т,к. достигаетсяодновременный изгиб всех зон профилякаркаса шины под действием механического индентора. Это приводит к большим, чему прототипа, допустимым радиальным деформациям и глубине вдавливания Я, и, вконечном счете, к увеличению надежностишины,Вторым существенным отличием является также то, что выбор количества кордных слоев центральной зоны каркаса вданном решении осуществляется не по величине внутреннего давления, а пропорци 40 онально прочностным характеристикамшины и находится с ними в соотношении:К(Е )1=(Е )ц,чество слоев каждой зоны до ближайшего целого и, кроме того, до четного значения (поскольку шина диагональная).При расчете следует помнить, что рассчитанная по формуле (2) слойность каркаса шины соответствует фактической и не равна норме слойности, отраженной в нормативных документах (ГОСТ, ОСТ, ТУ и т.д.).Шина работает следующим образом, На фиг,2 показан профиль изгиба шины прототипа и шины по предлагаемому техническому решению. Под действием механического индентора 11 каркас 3 принимает форму профиля 12 для прототипа и 13 для заявляемого технического решения,При соотношении К(Е)=(Е)ц для всех зон профиля предлагаемой шины под действием индентора происходит одновременный изгиб всех зон 5, 6, 7, 8, 9, 10 в отличии от прототипа, где изгиб происходит в основном по зонам 5, 6, 7,Поэтому в данном случае увеличение глубины вдавливания индентора в профиль 13 происходит за счет дополнительной радиальной деформации в зонах 7, 8, 9, 10, Соответствующим образом увеличивается и работа, необходимая для разрушения шины и ее надежность. Формула изобретения Диагональная шина преимущественно для работы в условиях лесоразработок, содержащая протектор, бокоины и расположенные вдоль меридионального профиля шины, центральную, промежуточные, плечевые, боковые, надбортовые и бортовые зоны каркаса, окончания хотя бы части кордных слоев которого не завернуты на бортовые кольца, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности шины. указанные зоны выполнены с пропорциональной изгибной жесткостью и находятся в соотношении: где (Е) и (Е )ц - изгибная жесткость каркаса в меридиональном направлении -й и центральной зон каркаса шины, кгсм;К - коэффициент приведения до ближайшего целого четного числа слоев каркаса в каждой зоне диагональной шины; Шина может быть выполнена в различных вариантах, одним из которых являетсяследующий:шина 33=32 модели Ф. Каркас ее5 из полиамидного термообработанного корда типы 23 КНТС.Нагрузка (максимально допустимая) 0 ==5800 кгс,Максимально допустимая прочность од 10 ного слоя каркаса (Тсл)= 400 кгс/слой.Динамический коэффициент запасапрочности каркаса = 1,1.Расчет слойности каркаса непосредственно по зонам приведен в таблице,15 Поскольку разрыв каркаса под действием сосредоточенной нагрузки, как правило,происходит по наименее слабому месту профиля шины, то преимущества предлагаемойконструкции очевидны (ее минимальная же 20 сткость более чем в 1,5 раза превосходитжесткость центральной зоны шины прототипа),Использование изобретения в народном хозяйстве позволяет уменьшить разброс прочно 25 стных характеристик резинокордного каркаса,уменьшает пиковые нагрузки и увеличиваетпрочностные характеристики шин, Совокупный положительный эффект повышает надежность шин, следовательно, и безопасность30 движения транспортных средств,Е - приведенный модуль упругостивдоль меридиана - -х зон каркаса единичной ширины, кг/см;- момент инерции при изгибе каркаса 40 в меридиональном направлении, взятый посередине каждой из зон, см,а количество слоев каркаса центральной зоны пропорционально прочностным характеристикам его элементов и определя ется зависимостью: 50 где пц - количество слоев центральной зоны,округленное до ближайшего целого четногочисла;0 - максимально необходимая прочностькаркаса, выраженная посредством макси 55 мально допустимой нагрузки на шину, кгс,Тсл - минимально допустимая прочность одного слоя каркаса, кгс/слой,Кд - динамический коэффициент запасапрочности каркаса.(2) 10 г зи Рзи Дкв Кристик и свойств материала каркаса приведут к повышению надежности шины в эксплуатации,На фиг.1 изображено меридианальное сечение шины; на фиг,2 - схема изгиба меридионального сечения шины под действием механического индентора; на фиг,3 - зависимость изгибной жесткости от слойности резинокордной пластины при различных углах наклона корда,Диагональная шина состоит из протектора 1, боковин 2 и каркаса 3, часть слоев которого завернута вокруг бортовых колец 4. МежДу каркасом 3, протектором 1 и боковиной 2 (и или между слоями каркаса) расположены висячие (не завернутые на бортовые кольца) слои корда, хотя бы одна парэ которых оканчивается в пределах по крайней мере одной из зон - центральной 5, промежуточной 6, плечевой 7, боковой 8, надбортовой 9 и бортовой 10.В каждой из указанных зон 5, 6, 7, 8, 9, 10 начиная с центральной 5-й, углы наклона слоев изменяются преимущественно от (602) до (202)о. При отсутствии экспериментальных данных, величины углов наклона всех зон определяются расчетным путем, например, по формуле В.Л,Бидермана,где ф - угол наклона нитей корда в середине -го участка;г - радиус середины -го участка по первому слою каркаса;Щ - угол наклона нитей корда каркаса по экватору шины;Й - радиус по экватору первого слоя каркаса.Выбор границ зон каркаса условный. Наиболее вероятный способ - это зоны с изменением углов наклона нитей корда в пределах какой-либо заранее установленной величины, В частности, при углах по короне,дэкв =60 и по бортуВо =20 О, средняя величина каждой смежной зоны будет отли 60-20 - очаться на 8 и по зонам распределиться следующим образом:центральная - 60;промежуточная - 52 О;плечевая - 44;боковая - 36 О;надбортовая - 28 О;бортовая - 20 О,Существенным для этих зон является и то, что конструктивно они выполнены по зависимости 15 20 25 30 35 40 45 50 55 К;(Е)=(Е) . (1) При этом количество кордных слоев центральной эоны каркаса пропорционально прочностным и нагрузочным характеристикам шины и находится с ними в соотношении При этом величина 0 определяется ГОСТом на шину или требованиями заказчика шин, Тсл - определяется эмпирически, например путем продавливания на прессе конкретных шин или шин близких по типоразмеру и конструкции. Последний показатель комплексно учитывает влияние на прочностные характеристики шины и свойств материалов и конструктивные особенности изделия.Значения Кд принимается по опытным замерам перегрузок машины, на которых шины комплектуются, или по данным машиностроителей.Профиль и углы наклона нитей корда каркаса соответствуют принятой (в организации - разработчике шин) системе расчета равновесной конфигурации шины (статически нагруженной одним только внутренним давлением, т.е. согласно рекомендации указанной выше книги; по теории катящейся шины или любой другой, имеющей практическую применимость).Значение упоугих характеристик (Е) центральной 5 эоны каркаса определяют исходя из определенной по формуле (2) слой- ности каркаса и рассчитанном для этой зоны угла наклона нитей корда по короне (экватору) шины. Такая зависимость энергетически определяется для резинокордных элементов каждого конструктивного исполнения с применением определенных материалов силовых элементов (кордных нитей определенной структуры, состава и т.д,),В частности, для шин типа 33 - 32 модели Фзависимость упругих характеристик шины, ее слойности и углов нитей корда приведена на фиг,3, где пунктиром указан переход от слойности 16 к кривой, построенной для Дк=60 и далее к оси ординат, т,е. к значению (Е)ц.Исходя из указанной ранее формулы К(Е)=(Е)ц, учитывая равенство изгибных жесткостей всех зон каркаса предлагаемых шин и возвращаясь от значения найденного (Е )ц, по той же пунктирной линии, до кривых соответствующих углу наклона каждой -й зоны, находим на оси абсцисс слойность -й эоны каркаса и округляем полученное коли 1789356 10Показатели ля шин и ототипа ля с ав. количество слоев каркаса Наименование зон каркасаЦентральная Промежуточная Плечевая Боковая Надбортовая Бо товая60 52 44 36 28 20 количество слоев каркаса,а счет. 15,95 13,95 12 9,5 8,4 6,4 и е агаемой коэффициент приве- дения 1,002 1,005 1,0 1,05 0,95 0,94 изгибная ЕЦ жесткость кгсм 400 402 400 420 380 376 12 12 12 12 12 12 изгибная жесткость,кгсм1789356 б ека едактор Г. Бельска аказ 319 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Состав Техред ль В,ПачевМоргентал Кор