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381.6mm，所述轮辋的外径为450.7mm，所述轮辋的外周面具有沿所述轮辋的外周面周向设置的圆环形凹槽，所述圆环形凹槽的宽度为127mm，所述轮辋在所述圆环形凹槽处的内径为342.39mm，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倾斜向上延伸的第一侧边和第二侧边以及第一外凸缘，所述第一端与所述第一侧边通过第一弧形过渡段连接，所述第一侧边与所述第二侧边通过第二弧形过渡段连接，所述第二侧边与所述第一外凸缘通过第三弧形过渡段连接；所述第二端的一侧自远离所述第一端的方向依次具有倾斜向上延伸的第三侧边、第四侧边以及第二外凸缘，所述第三侧边和第四侧边之间具有水平边，所述第二端与所述第三侧边通过第四弧形过渡段连接，所述第三侧边与所述水平边通过第五弧形过渡段连接，所述水平边与所述第四侧边通过第六弧形过渡段连接，所述第四侧边与所述第二外凸缘通过第七弧形过渡段连接，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和所述第七弧形过渡段的材料厚度均分别大于每个弧形过渡段两侧的材料厚度。
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三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七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13mm，所述第一弧形段和所述第二弧形段的圆弧半径均为11.2mm。
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四弧形过渡段的圆弧半径均不小于10.9mm，所述第二弧形过渡段的圆弧半径为11.1mm，所述第三弧形过渡段和所述第七弧形过渡段的圆弧半径均不大于7.2mm，所述第五弧形过渡段的圆弧半径为19.1mm。
12.较佳地，所述第一弧形过渡段和所述第四弧形过渡段的圆弧半径相同，所述第三弧形过渡段和所述第七弧形过渡段的圆弧半径相同。
13.较佳地，所述轮辋的宽度方向具有中分平面，所述中分平面穿过所述圆环形凹槽，所述第一端与所述中分平面的距离为122.79mm，所述第二端与所述中分平面的距离为4.21mm；
14.所述第二侧边靠近所述第一端的一端与所述第一外凸缘的距离不小于30.2mm，所述第四侧边靠近所述第二端的一端与所述第二外凸缘的距离不小于30.2mm；
15.所述第二侧边远离所述第一端的一端到所述第一外凸缘的外周侧的距离为21.59mm，所述第四侧边远离所述第二端的一端到所述第二外凸缘的外周侧的距离为21.59mm。
16.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一外凸缘的一侧。
17.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、所述第四侧边和所述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和所述第七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。
18.本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型的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为本实用新型一实施例的轮辋的结构示意图。
20.图2为本实用新型实施例的轮辋的局部截面图。
21.附图标记说明：
22.圆环形凹槽 100
23.第一侧边 101
24.第二侧边 102
25.第三侧边 103
26.第四侧边 104
27.水平边 105
28.第一弧形过渡段 111
29.第二弧形过渡段 112
30.第三弧形过渡段 113
31.第四弧形过渡段 114
32.第五弧形过渡段 115
33.第六弧形过渡段 116
34.第七弧形过渡段 117
35.第一连接段 121
36.第一弧形段 122
37.第一外侧段 123
38.第二连接段 131
39.第二弧形段 132
40.第二外侧段 133
41.气嘴安装孔 200
具体实施方式
42.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。
43.如图1-2所示，为本实用新型实施例提供的一种型号为w14c
×
16.1(16.1
×
w14c)的轮辋，该轮辋的宽度l1为381.6
±
5.36mm，轮辋的外径φ1为轮辋的外周面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127mm，轮辋在圆环形凹槽100处的内径φ2为342.39
±
0.35mm。
44.具体地，如图2所示，圆环形凹槽100具有第一端和第二端。第一端的一侧自远离第二端的方向依次具有倾斜向上延伸的第一侧边101和第二侧边102以及第一外凸缘，第一端与第一侧边101通过第一弧形过渡段111连接，第一侧边101与第二侧边102通过第二弧形过渡段112连接，第二侧边102与第一外凸缘通过第三弧形过渡段113连接。第二端的一侧自远离第一端的方向依次具有倾斜向上延伸的第三侧边103、第四侧边104以及第二外凸缘，第三侧边103和第四侧边104之间具有水平边105，第二端与第三侧边103通过第四弧形过渡段114连接，第三侧边103与水平边105通过第五弧形过渡段115连接，水平边105与第四侧边104通过第六弧形过渡段116连接，第四侧边104与第二外凸缘通过第七弧形过渡段117连接。
45.本实施例中，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和第七弧形过渡段117的材料厚度均分别大于每个弧形过渡段两侧的材料厚度。在此以第一弧形过渡段111为例：如图2所示，第一弧形过渡段111的两侧分别为圆环形凹槽100所在的圆筒和第一侧边101，第一弧形过渡段111的材料厚度相对圆环形凹槽100位置的圆筒和第一侧边101更厚。提高轮辋在转角处结构强度的同时，使该轮辋的整体重量保持相对较低水平，以在保证轮辋整体强度的同时，实现减重、降本等目的。
46.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。
47.如图2所示，第一外凸缘包括第一连接段121、第一弧形段122和第一外侧段123，第一连接段121与第三弧形过渡段113连接且垂直于圆环形凹槽100的外周面，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，使得在第一外凸缘的第一弧形段122处的强度得到加强。第二外凸缘包括第二连接段131、第二弧形段132和第二外侧段133，第二连接段131与第七弧形过渡段117连接且垂直于圆环形凹槽100的外周面，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，使得在第二外凸缘的第二弧形段132处的强度也得到加强。
48.如图2所示，本实施例中，第一外凸缘和第二外凸缘的尺寸相同，第一外凸缘和第二外凸缘的宽度均为13
±
1.5mm，第一弧形段122和第二弧形段132的圆弧半径均为11.2mm。
49.本实施例中，第一侧边101的倾斜角度大于第二侧边102的倾斜角度，第三侧边103的倾斜角度大于第四侧边104的倾斜角度，第二侧边102的倾斜角度与第四侧边104的倾斜角度均为5
°
。
50.第一弧形过渡段111和第四弧形过渡段114的圆弧半径均不小于10.9mm，第二弧形过渡段112的圆弧半径为11.1mm，第三弧形过渡段113和第七弧形过渡段117的圆弧半径均不大于7.2mm，第五弧形过渡段115的圆弧半径为19.1mm。
51.本实施例中，第一弧形过渡段111和第四弧形过渡段114的圆弧半径相同，第三弧形过渡段113和第七弧形过渡段117的圆弧半径相同。
52.如图2所示，轮辋的宽度方向具有中分平面，中分平面穿过圆环形凹槽100，第一端与中分平面的距离为122.79
±
3.33mm，第二端与中分平面的距离为4.21
±
3.33mm。第二侧边102靠近第一端的一端与第一外凸缘的距离不小于30.2mm，第四侧边104靠近第二端的一端与第二外凸缘的距离不小于30.2mm。第二侧边102远离第一端的一端到第一外凸缘的外周侧的距离为第四侧边104远离第二端的一端到第二外凸缘的外周侧的距离为
53.如图2所示，轮辋上还设有气嘴安装孔200，气嘴安装孔200设于轮辋的外周面靠近第一外凸缘的一侧，具体是设置在第一侧边101的表面上。该气嘴安装孔200的直径为
54.本实施例中的轮辋的材质选用440以下的中碳钢，并通过圆筒结构辊压的工艺成型。其中，圆筒结构的初始厚度为7-12mm，第一侧边101、第二侧边102、第三侧边103、第四侧边104和水平边105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和第七弧形过渡段117的材料厚度相较于材料的初始厚度增大0.5-1.5mm。通过减薄各侧边部分处的材料，将减薄的材料供应至各弧形过渡段处，用于实现对弧形过渡段材料厚度增厚的目的。
55.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。
56.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。
57.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。通过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。
58.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做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。