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最新形式施工器械构架轮材的研发进展

2012-03-02 10:59:48中国工程招标网

  轮胎模型尺寸设计18.00-25为普通断面轮胎,合理设计轮胎模型尺寸是保证轮胎充气外缘尺寸符合标准,并获得最佳使用性能的关键。根据我厂同类产品设计经验,结合本厂工艺合理选取轮胎外直径及断面宽。外直径膨胀率D/D=0.9958,断面宽膨胀率B/B=1.0668,使轮胎充气后膨胀小,增强了轮胎的耐磨性和耐刺扎性。

  行驶面宽度b和行驶面高度h的设计行驶面宽度b和行驶面高度h是决定轮胎胎冠形状的主要参数。行驶面的形状对胎面的耐磨性、牵引性、转向性及生热性等有直接影响。为了有效增大接地面积,降低单位接地面积的压力,提高轮胎的抗切割性,b/B取值较大,b/B=0.9190.考虑轮胎的耐磨、抗切割性,h值选取不能过大,h/H=0.0609.

  轮胎断面水平轴H1/H2的设计轮胎行使时,最大变形落在水平轴位置,使水平轴上下部位应力分布均匀。水平轴偏高,使用时应力上移,造成肩部应力集中,致使肩部生热大,造成肩空、肩裂损坏;水平轴偏低,使用时应力向圈口集中,易造成圈口脱层、爆破。根据绘制材料分布图进行优化,确定合理的H1/H2值,H1/H2=0.7918.

  胎圈宽度W的设计根据胎体及钢丝安全倍数计算,结合我厂钢丝压出工艺特点,需4个钢丝圈,考虑胎体帘布层数多,反包困难,成型时易造成圈口折子多等原因,胎圈宽度W应取较小的压缩量,轮胎子口宽度为106mm.胎圈直径与轮辋配合设计18.00-25-40PR工程机械轮胎为无内胎产品,胎圈与轮辋配合的设计至关重要。更重要的是要保证轮胎有良好的密封性能,因18.00-25规格轮胎层级高、负荷大,使用过程中轮胎与轮辋间产生滑移大,需取较大的过盈量,本次设计过盈量为5mm,轮辋标定直径与轮胎着合直径之比为1.0079.

  胎侧部位的设计工程机械轮胎多用于矿山、工地,使用条件恶劣,胎侧碰伤、刮伤是常见的现象,因此,胎侧形状的设计尤为重要。为了提高胎侧的防擦性能,采用加长防擦线、加厚胎侧的办法,胎侧厚度比常规设计增加3mm.

  其他参数其他参数确定如下:断面高(H)为525mm,H1为232mm,H2为293mm.为了进一步保证轮胎与轮辋配合更紧密,提高无内胎产品密封性能,胎趾角度比轮辋大2°,并在圈口设置一定数量的排气线,起到排气及增加轮胎与轮辋配合更紧密的作用。根据已确定的上述参数绘制出轮胎断面图。

  胎面花纹根据用户提供的要求,花纹设计为E-4B型横向花纹。此种花纹具有大花纹块、耐磨、耐刺扎、不易掉块的特点。花纹深度参考GB/T2980-2001标准,取54mm,基部胶厚度为花纹深度的23%,花纹沟底采用大弧度过度,减少沟底应力集中,以免使用时负荷过大,造成沟底裂口现象。为了增大胎冠耐磨性,取较大的花纹饱和度,本设计为68%.

  水胎设计18.00-25轮胎采用罐硫化,因胎圈圈口宽,造成水胎断面宽、牙子窄,定型和扒水胎都比较困难,因此,取较大的水胎伸张值更易于扒胎操作。本次外胎胎里直径与水胎外直径之比为1.0247,周长伸张为1.0576.为了防止无内胎产品胎里、圈口窝气造成明疤,加密了水胎排气线,且表面刻花,既保证成品胎里美观,又有利于硫化时排气,减少外观问题。

  施工设计胎面设计胎面采用三方四块,冠部缠绕且使用磨耗量小的胶料。基部采用生热低的胶料,且花纹沟底不得外露基部胶。侧部采用定伸应力大、压缩变形小的胶料。为了使轮胎达到等效硫化,胎侧胶的焦烧时间较冠部长。根据材料分布图,设计出胎面各部尺寸,尽量减小硫化过程中胶料的流动。

  缓冲层的确定工程机械轮胎使用于矿山、工地,使用条件相对较苛刻,因此在胎体帘布上加4层缓冲帘布,起到增强胎体的作用,在缓冲层帘布上加贴1mm厚的缓冲胶片,以承受冲击和振动、吸收并分散剪切应力,降低轮胎生热,减少轮胎脱空现象。裁断角度取值较大,取35°,使用时减小冠部膨胀,提高轮胎的耐磨、耐刺扎性能。

  胎体骨架材料的确定工程机械轮胎负荷大,要求胎体强度高。本设计胎体采用强度较高的1260D/3尼龙帘布作为胎体骨架材料,相对减少了帘布层数,成型方法设计为4-4-4-4-4结构,胎体挺性好,轮胎行使时变形小,有效降低了胎体生热。经计算,胎体安全倍数大于10倍,完全满足较苛刻的矿山、工地作业。

  胎冠帘线角度的确定胎冠帘线角度的大小直接影响到轮胎的外缘尺寸、耐磨性、耐切割性、安全倍数等。根据计算综合考虑,胎冠角度取值较大,有利于减小充气后外缘尺寸的伸张,提高轮胎的耐磨、耐切割性。本设计胎冠角取55°。

  钢丝圈个数及直径的确定在保证钢丝安全倍数的情况下,尽量减小胎圈子口宽度,以利于扒水胎工艺。本设计采用大三角胶尺寸,钢丝圈采用Φ1mm的19

  回火胎圈钢丝,4个钢丝圈结构,安全倍数达9倍以上。因胎体帘布层数多,为了保证钢丝圈均匀受力,采用了2种不同的钢丝圈直径,钢丝圈包布采用1260D/2V2尼龙帘布,胎圈包布采用无内胎产品专用的尼网帆布,密封性能好。

  成型机头的确定机头直径的选取直接关系到成型工艺的难易及成品性能等。参考我厂同类型产品设计经验,考虑胎里对机头的伸张,DK/DJ=1.5380,机头直径与钢丝圈直径的比值为1.52,为卸鼓肩半鼓式成型机头,因胎体布层多,考虑到成型圈口折子多,比同圈口产品取较小的机头折叠比,以利于方便卸胎。

  成型工艺成型分两步进行。第1步:在通用橡胶机械A4

  机进行帘布筒、基部胶、胎侧胶的成型,因帘布层数多,反包时较困难,折子较多,给卸胎带来了困难,通过合理调整胎里内衬层的宽度、下胎时涂刷汽油的方法解决了问题。第2步:在缠绕机上缠绕胎冠。由于花纹深,花纹饱和度大,胎面用胶量大,层贴法成型不仅劳动强度大,生产效率低,而且浪费能源,因此采用缠绕法成型,胶料密实,避免了因胎面层数过多、压不实而产生的轮胎脱层现象。

  硫化工艺硫化工艺硫化方式为罐硫化,硫化工具为水胎。外压蒸汽压力为(3.20。01)MPa£过热水进口压力为(28)kg/cm2以上,温度为(165)℃;循环压力为(25)kg/cm2.根据物性报告,确定了合理的硫化时间。扒胎工序因水胎存在断面宽、牙子窄的特点,硫化后扒水胎时遇到一定的困难,根据水胎形状设备部门制造了专用的扒胎工具,解决了扒水胎难的问题。

  工艺管理生产过程中需注意以下几个关键的工艺控制点,可有效提高产品零缺陷:(1)保证气密层的宽度和定长,搭头长度严格控制在公差范围内,减少胎里露线。(2)帘布筒、气密层要上正,避免成品两边圈口宽窄不一。(3)成型反包、正包操作时,要认真、仔细,减少圈口折子,有利于卸胎,减少成品圈口疤、子口出边现象。

  成品试验随机抽取成品轮胎送到江苏省检测站进行测试。冠部胶料性能、胎体粘合强度符合国家标准的要求。

  

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