钢丝圈包布使用长度测量方法以及钢丝圈包布方法与流程

1.本发明涉及一种钢丝圈包布使用长度测量方法以及钢丝圈包布方法，属于轮胎生产技术领域。


背景技术：

2.轮胎轮辋扣合的钢丝圈主要目的是增强轮胎根部的刚性，通常钢丝圈的截面呈六边形的形状，如图1、2所示。在生产工艺中钢丝圈承载了与轮辋大量的负载和承重，为了避免使其在高温高压硫化及轮胎实际使用时钢丝松散或脱落，通常会在钢丝圈缠绕完成后，在其表面以螺旋缠绕的形式缠绕布满一层包布，并且在包布在螺旋缠绕过程中边缘位置应紧密相连并避免出现重叠，以保证轮胎根部的坚固质量。钢丝圈包布需要使用包布机进行作业，包布机接收钢丝圈后，通过缠绕机构在钢丝圈上缠绕包布，例如中国专利文献cn106079504a所公开的一种钢丝圈自动包布机，再如中国专利文献cn111873509a所公开的一种钢丝圈全自动包布方法。传统的包布机的定长需要人为进行目测，在每个单卷钢丝圈包布作业起停时通过人为进行操作控制，主观性占比很重，遇到突发情况反应滞后，造成次品率概率较大，而自动包布机也仅是在钢丝圈、包布卷的上料和下料以及在包布的裁剪过程中实现自动控制，无法实现对钢丝圈的包布螺旋缠绕过程的停止进行自动控制。


技术实现要素：

3.因此，本发明的目的在于提供一种能够准确计算钢丝圈包布时实际所需的包布长度的测量方法，以及钢丝圈包布方法，以实现对包布缠绕作业的自动控制，减少人为干预因素，降低缠绕作业时产生的次品率。
4.为了实现上述目的，本发明的一种钢丝圈包布使用长度测量方法，包括：将钢丝圈模拟形成横截面为多边形的实体环，即钢丝圈的横截面包括多个圆形的单根钢丝截面，所述多边形的每一条边与位于外侧并且排成直线的多个单根钢丝截面相切；计算所述实体环的表面积；根据所述实体环的表面积以及包布的宽度计算钢丝圈包布使用长度，即：。
5.所述多边形为正六边形，所述实体环包括位于钢丝圈径向内侧的内环形面、与内环形面相连的上下两个内锥形面、位于钢丝圈径向外侧的外环形面以及与外环形面相连的上下两个外锥形面；测量钢丝圈的内径以及外径，通过以下公式计算所述实体环的表面积s：；；
；；；其中，s2为内环形面2的面积，s1为内锥形面1的面积，s4为外锥形面4的面积，s5为外环形面5的面积，r为，r为。
6.所述多边形为上下对称的六边形，所述实体环包括位于钢丝圈径向内侧的内环形面、与内环形面相连的上下两个内锥形面、位于钢丝圈径向外侧的外环形面以及与外环形面相连的上下两个外锥形面；测量钢丝圈的内径、外径以及钢丝圈最高位置的半径l，通过以下公式计算所述实体环的表面积s：；；；；；其中，s2为内环形面的面积，s1为内锥形面的面积，s4为外锥形面的面积，s5为外环形面的面积，r为，r为；并且，n1为与内环形面相切的单根钢丝的圈数，n2为与外环形面相切的单根钢丝的圈数，n3为与内锥形面相切的单根钢丝的圈数，n4为与外锥形面相切的单根钢丝的圈数，r1为单根钢丝的半径。
7.本发明还提供一种钢丝圈包布方法，包括：通过如前所述的钢丝圈包布使用长度测量方法获得钢丝圈包布使用长度；根据获得的钢丝圈包布使用长度，控制在钢丝圈包布作业中的上布长度。
8.采用上述技术方案，本发明的钢丝圈包布使用长度测量方法以及钢丝圈包布方法，由于钢丝圈由钢丝缠绕形成，因此其横截面可以模拟形成多边形，从而将钢丝圈模拟形成横截面为多边形实体环，通过计算所述实体环的表面积，则能够较为近似地求出对钢丝圈进行全面且不重叠地覆盖所需要的钢丝圈包布使用长度，并且通过获得钢丝圈包布使用长度，还有助于通过自动控制系统控制钢丝圈包布缠绕作业时的自动停止，消除了人为控制过程中作业人员主观因素的影响，实现对包布缠绕作业的自动控制，降低缠绕作业时产生的次品率。
附图说明
9.图1为钢丝圈的剖视图。
10.图2为钢丝圈的局部放大示意图。
11.图3为将钢丝圈模拟形成实体环的剖视示意图。
12.图4为图3的主视图。
13.图5为圆台的结构示意图。
14.图6为本发明中钢丝圈结构的另一种实施方式的截面示意图。
15.图7为将图6中表示的钢丝圈模拟形成实体环的剖视示意图。
具体实施方式
16.以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
17.本发明提供一种钢丝圈包布使用长度测量方法，包括以下步骤：将钢丝圈模拟形成横截面为多边形的实体环，即钢丝圈的横截面包括多个圆形的单根钢丝截面，所述多边形的每一条边与位于外侧并且排成直线的多个单根钢丝截面相切；计算所述实体环的表面积；根据所述实体环的表面积以及包布的宽度计算钢丝圈包布使用长度，即：。
18.实施例一：如图1
‑
4所示，作为本发明的一种实施方式，所述多边形为正六边形，所述实体环10包括位于钢丝圈径向内侧的内环形面2，与内环形面2相连的上下两个内锥形面1、3，位于钢丝圈径向外侧的外环形面5以及与外环形面5相连的上下两个外锥形面4、6。
19.通过以下公式计算所述实体环10的表面积s：。
20.其中，s2为内环形面2的面积，s1为内锥形面1的面积，s4为外锥形面4的面积，s5为外环形面5的面积。
21.如图4所示，首先测量钢丝圈的内径以及外径，从而能够得出内环形面2的半径r以及外环形面5的半径r：；。
22.通过内环形面2的半径r以及外环形面5的半径r可以得出正六边形的边长a：。
23.计算内环形面2的面积s2，以及外环形面5的面积s5：；
。
24.在计算内锥形面1的面积s1时，将内锥形面1的面积等同于圆台20的侧面积，如图5所示，即：。
25.同理，外锥形面4的面积s4为：。
26.实施例二：如图6、7所示，作为本发明的另一种实施方式，与实施例一的区别之处在于，所述多边形为非正六边形，而是上下对称的六边形。同理，通过以下公式计算所述实体环10的表面积s：。
27.其中，s2为内环形面2的面积，s1为内锥形面1的面积，s4为外锥形面4的面积，s5为外环形面5的面积。
28.如图7所示，测量钢丝圈的内径、外径以及钢丝圈最高位置的半径l，从而能够得出内环形面2的半径r以及外环形面5的半径r：；。
29.计算内环形面2的面积s2、外环形面5的面积s5、内锥形面1的面积s1以及外锥形面4的面积s4：；；；。
30.其中，a1为内环形面2的高，a2为外环形面5的高，a3为内锥形面1的法线长度，a4为外锥形面4的法线长度。
31.a1、a2、a3、a4可以通过该型号的钢丝圈结构参数计算获得。以a1为例，如图6所示：；；；
其中，n1为与内环形面2相切的单根钢丝的圈数，r1为单根钢丝的半径。
32.因此，可以得出：。
33.同理：；；；其中，n2为与外环形面5相切的单根钢丝的圈数，n3为与内锥形面1相切的单根钢丝的圈数，n4为与外锥形面4相切的单根钢丝的圈数。
34.由此可以得出：；；；。
35.本发明还提供一种钢丝圈包布方法，包括：通过如前所述的钢丝圈包布使用长度测量方法获得钢丝圈包布使用长度；根据获得的钢丝圈包布使用长度，控制在钢丝圈包布作业中的上布长度。
36.采用上述技术方案，本发明的钢丝圈包布使用长度测量方法以及钢丝圈包布方法，由于钢丝圈由钢丝缠绕形成，因此其横截面可以模拟形成多边形，从而将钢丝圈模拟形成横截面为多边形实体环10，通过计算所述实体环10的表面积，则能够较为近似地求出对钢丝圈进行全面且不重叠地覆盖所需要的钢丝圈包布使用长度，并且通过获得钢丝圈包布使用长度，还有助于通过自动控制系统控制钢丝圈包布缠绕作业时的自动停止，即在上布长度到达钢丝圈包布使用长度时自动停止缠绕作业，消除了人为控制过程中作业人员主观因素的影响，实现对包布缠绕作业的自动控制，降低缠绕作业时产生的次品率。
37.显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。