轮辋的制作方法

1.本实用新型涉及一种轮辋。


背景技术：

2.轮辋俗称轮圈，是在车轮上周边安装和支撑轮胎的部件，与轮辐组成车轮。轮辋的常见形式主要有两种：深槽轮辋和平底轮辋。对于深槽轮辋，这种轮辋是整体的，其断面中部为一深凹槽。它有带肩的凸缘，用以安放外胎的胎圈，其肩部通常略向中间倾斜，倾斜部分的最大直径即称为轮胎胎圈与轮辋的着合直径。断面的中部制成深凹槽，以便于外胎的拆装。深槽轮辋的结构简单、刚度大、质量较小，对于小尺寸弹性较大的轮胎最适宜。
3.随着农用机械设备的重量逐渐增加，对轮辋的结构强度和支撑能力提出了更高的要求，目前，解决提升轮辋结构强度的方式是选用更厚材质、更高强度的钢材制造轮辋，但是会导致轮辋的自重上升、成本变高。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中轮辋重量较重、成本较高以及自身强度较低的缺陷，提供一种型号为dw20
×
42的轮辋。
5.本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
6.一种轮辋，所述轮辋的宽度为548mm，所述轮辋的外径为1129.6mm，所述轮辋的外周面的中部具有沿所述轮辋的外周面周向设置的圆环形凹槽，所述轮辋在所述圆环形凹槽处的内径为975mm，所述圆环形凹槽具有第一端和第二端；所述第一端的一侧自远离所述第二端的方向依次具有第一水平边、倾斜向上延伸的第一侧边、第二侧边以及第一外凸缘，所述第一端与所述第一水平边通过第一弧形过渡段与第二弧形过渡段连接，所述第一侧边与所述第一水平边通过第三弧形过渡段连接，所述第二侧边与所述第一侧边通过第四弧形过渡段连接，所述第一外凸缘通过第五弧形过渡段连接；所述第二端的一侧自远离所述第一端的方向依次具有第二水平边、倾斜向上延伸的第三侧边和第四侧边以及第二外凸缘，所述第二端与所述第二水平边通过第六弧形过渡段和第七弧形过渡段连接，所述第三侧边与所述第二水平边通过第八弧形过渡段连接，所述第三侧边与所述第四侧边通过第九弧形过渡段连接，所述第四侧边与所述第二外凸缘通过第十弧形过渡段连接，所述第一弧形过渡段、所述第二弧形过渡段、所述第三弧形过渡段、所述第四弧形过渡段、所述第五弧形过渡段、所述第六弧形过渡段、所述第七弧形过渡段、所述第八弧形过渡段、所述第九弧形过渡段和所述第十弧形过渡段材料厚度均分别大于非弧形过渡段的材料厚度。
7.较佳地，所述第一外凸缘包括第一连接段、第一弧形段和第一外侧段，所述第一连接段与所述第五弧形过渡段连接且垂直于所述圆环形凹槽的外周面，所述第一弧形段的材料厚度大于所述第一连接段和所述第一外侧段的材料厚度。
8.较佳地，所述第二外凸缘包括第二连接段、第二弧形段和第二外侧段，所述第二连接段与所述第十弧形过渡段连接且垂直于所述圆环形凹槽的外周面，所述第二弧形段的材
料厚度大于所述第二连接段和所述第二外侧段的材料厚度。
9.较佳地，所述第一外凸缘和所述第二外凸缘的宽度均为20mm，所述第一弧形段和所述第二弧形段的圆弧半径均为15mm。
10.较佳地，所述第一侧边的倾斜角度大于所述第二侧边的倾斜角度，所述第三侧边的倾斜角度大于所述第四侧边的倾斜角度，所述第二侧边的倾斜角度与所述第四侧边的倾斜角度均为5
°
。
11.较佳地，所述第一弧形过渡段和所述第六弧形过渡段的圆弧半径为10mm，所述第二弧形过渡段和所述第七弧形过渡段的圆弧半径为16mm，所述第三弧形过渡段和所述第八弧形过渡段的圆弧半径为7mm，所述第五弧形过渡段和所述第十弧形过渡段的圆弧半径为7.5mm。
12.较佳地，所述第一水平边在靠近所述第一端一侧的端部相距所述第一外凸缘的距离为74mm，所述第二水平边在靠近所述第二端一侧的端部相距所述第二外凸缘的距离为74mm；
13.所述第二侧边在靠近所述第一端一侧的端部相距所述第一外凸缘的距离为51mm，所述第四侧边在靠近所述第二端一侧的端部相距所述第二外凸缘的距离为51mm。
14.较佳地，所述轮辋在所述第一水平边的内径为975m，所述轮辋在所述第二水平边的内径为975m。
15.较佳地，所述轮辋上还设有气嘴安装孔，所述气嘴安装孔设于所述轮辋的外周面靠近所述第二外凸缘的一侧。
16.较佳地，所述轮辋通过圆筒结构辊压成型，所述圆筒结构的初始厚度为7-12mm，所述第一侧边、所述第二侧边、所述第三侧边、所述第四侧边、所述第一水平边和所述第二水平边的材料厚度相较于初始厚度减小0.5-3.5mm，所述第一弧形过渡段、所述第二弧形过渡段、所述第三弧形过渡段、所述第四弧形过渡段、所述第五弧形过渡段、所述第六弧形过渡段、所述第七弧形过渡段、所述第八弧形过渡段、所述第九弧形过渡段和所述第十弧形过渡段的材料厚度相较于材料的初始厚度增大0.5-1.5mm。
17.本实用新型的积极进步效果在于：
18.该轮辋，通过增加各个弧形过渡段处的材料厚度，使得轮辋的各弧形过渡段的危险断面强度提高，轮辋的使用寿命能够提升。同时，通过控制轮辋的各弧形过渡段两侧的材料厚度，使每个弧形过渡段两侧的材料厚度小于各弧形过渡段的材料厚度，实现控制重量的目的，还可以降低制造成本。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例的型号为dw20
×
42的轮辋的局部截面图(一)。
20.图2为本实用新型实施例的型号为dw20
×
42的轮辋的局部截面图(二)。
21.附图标记说明：
22.环形凹槽 100
23.第一水平边 101
24.第一侧边 102
25.第二侧边 103
26.第二水平边 104
27.第三侧边 105
28.第四侧边 106
29.第一弧形过渡段 111
30.第二弧形过渡段 112
31.第三弧形过渡段 113
32.第四弧形过渡段 114
33.第五弧形过渡段 115
34.第六弧形过渡段 116
35.第七弧形过渡段 117
36.第八弧形过渡段 118
37.第九弧形过渡段 119
38.第十弧形过渡段 110
39.第一外凸缘 120
40.第一连接段 121
41.第一弧形段 122
42.第一外侧段 123
43.第二外凸缘 130
44.第二连接段 131
45.第二弧形段 132
46.第二外侧段 133
具体实施方式
47.下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
48.如图1所示，本实用新型实施例提供一种轮辋，型号为dw20
×
42，轮辋的宽度为548
±
9mm，轮辋的外径为1129.6
±
2.4mm，轮辋的外周面的中部具有沿轮辋的外周面周向设置的圆环形凹槽100，圆环形凹槽100的宽度为179
±
5mm，轮辋在圆环形凹槽100处的内径为975mm，圆环形凹槽100具有第一端和第二端，其中，在图1中，圆环形凹槽100的第一端为右侧，圆环形凹槽100的第二端为左侧。
49.圆环形凹槽100在其第一端的一侧自远离第二端的方向依次具有第一水平边101、倾斜向上延伸的第一侧边102、第二侧边103以及第一外凸缘120，第一端与第一水平边101通过第一弧形过渡段111与第二弧形过渡段112连接，第一侧边102与第一水平边101通过第三弧形过渡段113连接，第二侧边103与第一侧边102通过第四弧形过渡段114连接，第一外凸缘120通过第五弧形过渡段115连接；圆环形凹槽100在其第二端的一侧自远离第一端的方向依次具有第二水平边104、倾斜向上延伸的第三侧边105和第四侧边106以及第二外凸缘130，第二端与第二水平边104通过第六弧形过渡段116和第七弧形过渡段117连接，第三侧边105与第二水平边104通过第八弧形过渡段118连接，第三侧边105与第四侧边106通过第九弧形过渡段119连接，第四侧边106与第二外凸缘130通过第十弧形过渡段110连接，第一弧形过渡段111、第二弧形过渡段112、第三弧形过渡段113、第四弧形过渡段114、第五弧
形过渡段115、第六弧形过渡段116、第七弧形过渡段117、第八弧形过渡段118、第九弧形过渡段119和第十弧形过渡段110材料厚度均分别大于非弧形过渡段的材料厚度。
50.具体的，第一弧形过渡段111、第二弧形过渡段112、第三弧形过渡段113、第四弧形过渡段114、第五弧形过渡段115、第六弧形过渡段116、第七弧形过渡段117、第八弧形过渡段118、第九弧形过渡段119和第十弧形过渡段110材料厚度均分别大于非弧形过渡段的材料厚度，是指第一弧形过渡段111、第二弧形过渡段112、第三弧形过渡段113、第四弧形过渡段114、第五弧形过渡段115、第六弧形过渡段116、第七弧形过渡段117、第八弧形过渡段118、第九弧形过渡段119和第十弧形过渡段110材料厚度大于环形凹槽100、第一水平边101、第一侧边102、第二侧边103、第二水平边104、第三侧边105以及第四侧边106的材料厚度。
51.其中，如图1所示，第一弧形过渡段111与第二弧形过渡段112的朝向不同，第六弧形过渡段116和第七弧形过渡段117的朝向也不同，以使得圆环形凹槽100的两端能够可靠地弧形过度至第一水平边101和第二水平边104。
52.另外，第一外凸缘120包括第一连接段121、第一弧形段122和第一外侧段123，第一连接段121与第五弧形过渡段115连接且朝着垂直于圆环形凹槽100的外周面方向延伸，第一弧形段122的材料厚度大于第一连接段121和第一外侧段123的材料厚度。而第二外凸缘130包括第二连接段131、第二弧形段132和第二外侧段133，第二连接段131与第十弧形过渡段110连接且朝着垂直于圆环形凹槽100的外周面方向延伸，第二弧形段132的材料厚度大于第二连接段131和第二外侧段133的材料厚度。
53.本实施例中，第一外凸缘120和第二外凸缘130的宽度均为20
±
2mm，第一弧形段122和第二弧形段132的圆弧半径均为15mm。
54.优选地，第一侧边102的倾斜角度大于第二侧边103的倾斜角度，第三侧边105的倾斜角度大于第四侧边106的倾斜角度，第二侧边103的倾斜角度与第四侧边106的倾斜角度均为5
°
。
55.优选地，第一弧形过渡段111和第六弧形过渡段116的圆弧半径为10mm，第二弧形过渡段112和第七弧形过渡段117的圆弧半径为16mm，第三弧形过渡段113和第八弧形过渡段118的圆弧半径为7mm，第五弧形过渡段115和第十弧形过渡段110的圆弧半径为7.5mm。
56.优选地，第一水平边101在靠近第一端一侧的端部相距第一外凸缘120的距离为74mm，第二水平边104在靠近第二端一侧的端部相距第二外凸缘130的距离为74mm；
57.第二侧边103在靠近第一端一侧的端部相距第一外凸缘120的距离为51mm，第四侧边106在靠近第二端一侧的端部相距第二外凸缘130的距离为51mm。
58.优选地，轮辋在第一水平边101的内径为975m，轮辋在第二水平边104的内径为975m。并且，在轮辋的表面上还设有气嘴安装孔。
59.如图1所示，在轮辋在区域a和区域b处的表面(位于第二侧边103和第四侧边106表面的局部区域)滚直花纹，深度0.4-0.8mm，节距1.6-3.2mm。
60.如图2所示，本实施例中的轮辋，型号为dw20
×
42，型号或称42
×
dw20b。
61.具体外形尺寸如下：d1为508
±
5mm；d2为20
±
2mm；d3为130mm，d4为199mm；d5和d6相同，均为74mm；d7和d8相同，均为51mm；d9为42.5mm；d
10
为27mm。
62.轮辋的直径相关尺寸如下：φ1为1071.6
±
0.4mm，l1为29
±
1mm；φ2为1005.6mm；
φ3为
63.对于轮辋的各弧形过渡段的转角半径尺寸，第一弧形过渡段111和第六弧形过渡段116的半径尺寸r1均为10mm；第二弧形过渡段112和第七弧形过渡段117的半径尺寸r2均为16mm；第三弧形过渡段113和第八弧形过渡段118的半径尺寸r3均为7mm；第四弧形过渡段114和第九弧形过渡段119的半径尺寸r4均为14mm；第五弧形过渡段115和第十弧形过渡段110的半径尺寸r5均为7.5mm。而第一弧形段122与第二弧形段132的半径尺寸r6均为15mm。
64.本实施例中的轮辋是通过圆筒结构辊压成型制成的，圆筒结构的初始厚度为7-12mm，第一侧边102、第二侧边103、第三侧边105、第四侧边106、第一水平边101和第二水平边104的材料厚度相较于初始厚度减小0.5-3.5mm，第一弧形过渡段111、第二弧形过渡段112、第三弧形过渡段113、第四弧形过渡段114、第五弧形过渡段115、第六弧形过渡段116、第七弧形过渡段117和第八弧形过渡段118、第九弧形过渡段119、第十弧形过渡段110的材料厚度相较于材料的初始厚度增大0.5-1.5mm。
65.现有技术中的轮辋通常采用合金钢材料，由于合金钢材料塑性不好，容易开裂，废品率高，因此不会采用增厚各弧形过渡段处厚度的方式对轮辋强度进行加强，轮辋各处的厚度通常都是等厚的。而我们采用的包括中碳钢内的普通钢板塑性更优，通过减薄各侧边处的材料厚度，并增厚各弧形过渡段处的材料厚度的方式，使得获得的轮辋强度更高，台架试验可达100万次，远超现有采用合金钢材料的轮辋36万次的试验标准。
66.具体的，本实施例提供的轮辋利用圆周锻造本身以增加材料强度，通过改变锻内模尺寸，放大各弧形过渡段处的尺寸间隙，使其他位置处的材料挤压向间隙处(即弧形过渡段处)移动增厚，使得各弧形过渡段处的危险断面强度大大提高，使用寿命将大大提升。
67.本实施例提供的这种轮辋，是采用创新的六柱冷轧锻造方式一次成型的，由于一次性冷轧成型的轮辋通过对轮辋的圆周进行万吨冷轧锻造成型，因而形成刚性好、重量轻、强度高性能轮辋，在同一材料的情况下，可减重进行轻量化轮辋生产，彻底改变了传统轮辋的生产方式。将传统的三台卧式冷轧滚形机变成一台立式滚形机，简化生产工艺，提高生产速度，更重要是还将现有通过拉伸弯曲变形的工艺改成通过圆周万吨锻打挤压变形的工艺，因此可提高轮辋材料的拉伸和屈服强度，延长使用寿命。通过轮辋转鼓试验可达100多万次，台架试验寿命长，实际使用寿命大大提升。
68.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。