一种冠带条渐变张力的缠绕设定方法与流程

1.本发明涉及轮胎设计技术领域，特别涉及一种冠带条渐变张力的缠绕设定方法。


背景技术：

2.轮胎在成型过程中需要以宽度一定的冠带条(一般10mm/15mm)对带束层进行缠绕以对轮胎冠部提供一定的束缚力。该冠带条在缠绕过程中设备会给予冠带条一定的张力控制，缠绕时的张力不同，冠带条对轮胎冠部及肩部的束缚力不同，缠绕张力越大，冠带条对轮胎冠部及肩部的束缚力越大；缠绕张力越小，冠带条对轮胎冠部及肩部的束缚力越小。目前现有技术方案中冠带条在轴向缠绕过程中缠绕张力为恒定张力或肩部大张力 冠部小张力。
3.现有技术的不足之处在于，现有的冠带条缠绕技术中，当轮胎充气后，冠部和肩部的径向膨胀不同，中间膨胀大，肩部膨胀小，所受应力不同。
4.恒张力的冠带条缠绕对轮胎轴向各个位置的束缚力是一致的。但较大的缠绕张力会导致冠部的径向膨胀不足，较小的缠绕张力在肩部无法有效控制带束层端部的形变，从而影响轮胎高速、耐久性能。
5.而肩部大张力 冠部小张力方案虽然调整了轮胎轴向冠带层张力的分布，但张力变化大，且大小张力的宽度范围固定，不能契合轮胎的轮廓形状。


技术实现要素：

6.本发明的目的克服现有技术存在的不足，为实现以上目的，采用一种冠带条渐变张力的缠绕设定方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.一种冠带条渐变张力的缠绕设定方法，具体步骤包括：
8.步骤s1、根据冠带层结构和缠绕需求，将冠带层沿轴向肩部至中心划分为对称的若干个分区；
9.步骤s2、再根据划分的若干个分区，计算各个分区的缠绕宽度；
10.步骤s3、基于渐变张力的设置方式，确定各个分区的张力值；
11.步骤s4、利用得到的各个分区的缠绕宽度，计算各个分区的鼓的缠绕角度；
12.步骤s5、根据得到的各个分区的缠绕宽度、张力值，以及鼓的缠绕角度设定系统程序参数。
13.作为本发明的进一步的方案：所述步骤s1中的具体步骤包括：
14.根据实际需求对缠绕区间，以轮胎单侧设定多个区域进行划分；
15.将冠带层沿中心线轴向向左右两侧对称划分，得到单侧划分为七个区域，所述七个区域为第一区域ph1、第二区域ph2、第三区域ph3、第四区域ph4、第五区域ph5、第六区域ph6，以及第七区域ph7。
16.作为本发明的进一步的方案：所述步骤s2中的具体步骤包括：
17.根据划分的若干个分区中单侧的划分为七个区域，所述七个区域为第一区域ph1、
第二区域ph2、第三区域ph3、第四区域ph4、第五区域ph5、第六区域ph6，以及第七区域ph7；
18.当冠带层结构为一层全冠带层加一层边缘冠带层的结构时，第一区域ph1的缠绕宽度w1为预设值，第二区域ph2的缠绕宽度w2为冠带层材料宽度，第三区域ph3的缠绕宽度w3为15mm～30mm，第四区域ph4的缠绕宽度w4为(w/2-w3-w7)/3，第五区域ph5的缠绕宽度w5为(w/2-w3-w7)/3，第六区域ph6的缠绕宽度w6为(w/2-w3-w7)/3，第七区域ph7的缠绕宽度w7为30mm～35mm；
19.当冠带层结构为一层全冠带层的结构时，第一区域ph1的缠绕宽度w1为冠带层材料宽度，第二区域ph2的缠绕宽度w2为15mm～30mm，第三区域ph3的缠绕宽度w3为(w/2-w2-w7)/4，第四区域ph4的缠绕宽度w4为(w/2-w2-w7)/4，第五区域ph5的缠绕宽度w5为(w/2-w2-w7)/4，第六区域ph6的缠绕宽度w6为(w/2-w2-w7)/4，第七区域ph7的缠绕宽度w7为30mm～35mm；
20.其中，w为冠带层总宽。
21.作为本发明的进一步的方案：所述步骤s3中的具体步骤包括：
22.通过确定冠带层结构后基于渐变张力的设置方式，确定第一区域ph1、第二区域ph2、第三区域ph3、第四区域ph4、第五区域ph5、第六区域ph6，以及第七区域ph7的张力值；
23.所述渐变张力的设置方式包括均匀渐变和非均匀渐变。
24.作为本发明的进一步的方案：所述步骤s4中的具体步骤包括：
25.根据得到的各个分区的缠绕宽度，确定第一区域ph1、第二区域ph2、第三区域ph3、第四区域ph4、第五区域ph5、第六区域ph6，以及第七区域ph7的鼓的缠绕角度；
26.当冠带层结构为一层全冠带层加一层边缘冠带层的结构时，第一区域ph1的鼓的缠绕角度为(w1-a)/s*360，第二区域ph2的鼓的缠绕角度为360，第三区域ph3的鼓的缠绕角度为w3/s*360，第四区域ph4的鼓的缠绕角度为w4/s*360，第五区域ph5的鼓的缠绕角度为w5/s*360，第六区域ph6的鼓的缠绕角度为w6/s*360，第七区域ph7的鼓的缠绕角度为(w7-a/2)/s*360；
27.当冠带层结构为一层全冠带层的结构时，第一区域ph1的鼓的缠绕角度为360，第二区域ph2的鼓的缠绕角度为w2/s*360，第三区域ph3的鼓的缠绕角度为w3/s*360，第四区域ph4的鼓的缠绕角度为w4/s*360，第五区域ph5的鼓的缠绕角度为w5/s*360，第六区域ph6的鼓的缠绕角度为w6/s*360，第七区域ph7的鼓的缠绕角度为(w7-a/2)/s*360；
28.其中，s为缠绕步进，即带束鼓旋转一周，缠绕头移动的轴向相对距离；a为冠带层材料宽度。
29.作为本发明的进一步的方案：所述步骤s5中的具体步骤包括：
30.将设定不同冠带层结构下获得的各个分区的缠绕宽度、张力值，以及鼓的缠绕角度；
31.同时将得到的参数设置进设备相应的配方参数中。
32.与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：
33.采用上述的技术方案，通过将冠带层沿轴向肩部至中心划分为对称的若干个分区，并根据结构不同进行参数设定，可根据轮胎轮廓设计及性能要求设置任意个数的分区并设定对应的冠带层张力；本发明根据轮胎轮廓设计将冠带层各个区进行变张力设定，使得轮胎不同位置的预应力不同，既能满足胎坯不同位置径向膨胀的要求，又能结合轮胎轮
廓保证轮胎不同位置的径向伸张，提高轮胎的耐久、高速等性能。
附图说明
34.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
35.图1为本技术公开实施例的缠绕设定方法的步骤示意图；
36.图2为本技术公开实施例的缠绕设定方法的流程框图；
37.图3为本技术公开实施例的1jf1je结构缠绕区间划分示意图；
38.图4为本技术公开实施例的1jf结构缠绕区间划分示意图；
39.图5为本技术公开实施例的不同jf张力的张力曲线图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
41.请参考图1和图2，本发明实施例中，一种冠带条渐变张力的缠绕设定方法，具体步骤包括：
42.步骤s1、根据冠带层结构和缠绕需求，将冠带层沿轴向肩部至中心划分为对称的若干个分区，具体步骤包括：
43.根据实际需求对缠绕区间，以轮胎单侧设定多个区域进行划分；
44.本实施例中，具体是以轮胎单侧设定七个区域为例进行说明；
45.将冠带层沿中心线轴向向左右两侧对称划分，得到单侧划分为七个区域，所述七个区域为第一区域ph1、第二区域ph2、第三区域ph3、第四区域ph4、第五区域ph5、第六区域ph6，以及第七区域ph7。
46.步骤s2、再根据划分的若干个分区，计算各个分区的缠绕宽度，具体步骤包括：
47.根据划分的若干个分区中单侧的划分为七个区域，所述七个区域为第一区域ph1、第二区域ph2、第三区域ph3、第四区域ph4、第五区域ph5、第六区域ph6，以及第七区域ph7；
48.当冠带层结构为一层全冠带层加一层边缘冠带层的结构时，第一区域ph1的缠绕宽度w1为预设值，第二区域ph2的缠绕宽度w2为冠带层材料宽度，第三区域ph3的缠绕宽度w3为15mm～30mm，第四区域ph4的缠绕宽度w4为(w/2-w3-w7)/3，第五区域ph5的缠绕宽度w5为(w/2-w3-w7)/3，第六区域ph6的缠绕宽度w6为(w/2-w3-w7)/3，第七区域ph7的缠绕宽度w7为30mm～35mm；
49.当冠带层结构为一层全冠带层的结构时，第一区域ph1的缠绕宽度w1为冠带层材料宽度，第二区域ph2的缠绕宽度w2为15mm～30mm，第三区域ph3的缠绕宽度w3为(w/2-w2-w7)/4，第四区域ph4的缠绕宽度w4为(w/2-w2-w7)/4，第五区域ph5的缠绕宽度w5为(w/2-w2-w7)/4，第六区域ph6的缠绕宽度w6为(w/2-w2-w7)/4，第七区域ph7的缠绕宽度w7为30mm～35mm；
50.其中，w为冠带层总宽。
51.步骤s3、基于渐变张力的设置方式，确定各个分区的张力值，具体步骤包括：
52.通过确定冠带层结构后基于渐变张力的设置方式，确定第一区域ph1、第二区域ph2、第三区域ph3、第四区域ph4、第五区域ph5、第六区域ph6，以及第七区域ph7的张力值；
53.所述渐变张力的设置方式包括均匀渐变和非均匀渐变。
54.步骤s4、利用得到的各个分区的缠绕宽度，计算各个分区的鼓的缠绕角度，具体步骤包括：
55.根据得到的各个分区的缠绕宽度，确定一区域ph1、第二区域ph2、第三区域ph3、第四区域ph4、第五区域ph5、第六区域ph6，以及第七区域ph7的鼓的缠绕角度；
56.当冠带层结构为一层全冠带层加一层边缘冠带层的结构时，第一区域ph1的鼓的缠绕角度为(w1-a)/s*360，第二区域ph2的鼓的缠绕角度为360，第三区域ph3的鼓的缠绕角度为w3/s*360，第四区域ph4的鼓的缠绕角度为w4/s*360，第五区域ph5的鼓的缠绕角度为w5/s*360，第六区域ph6的鼓的缠绕角度为w6/s*360，第七区域ph7的鼓的缠绕角度为(w7-a/2)/s*360；
57.当冠带层结构为一层全冠带层的结构时，第一区域ph1的鼓的缠绕角度为360，第二区域ph2的鼓的缠绕角度为w2/s*360，第三区域ph3的鼓的缠绕角度为w3/s*360，第四区域ph4的鼓的缠绕角度为w4/s*360，第五区域ph5的鼓的缠绕角度为w5/s*360，第六区域ph6的鼓的缠绕角度为w6/s*360，第七区域ph7的鼓的缠绕角度为(w7-a/2)/s*360；
58.其中，s为缠绕步进，即带束鼓旋转一周，缠绕头移动的轴向相对距离；a为冠带层材料宽度。
59.步骤s5、根据得到的各个分区的缠绕宽度、张力值，以及鼓的缠绕角度设定系统程序参数，具体步骤包括：
60.将设定不同冠带层结构下获得的各个分区的缠绕宽度、张力值，以及鼓的缠绕角度；
61.同时将得到的参数设置进设备相应的配方参数中。
62.实施例1：
63.本实施例中，如图3所示，图示为1jf1je结构缠绕区间划分示意图，当冠带层结构为一层全冠带层加一层边缘冠带层的结构时：
64.缠绕区间的划分可根据实际需求进行设置，如图3所示，以7个区生产1jf1je结构(即一层全冠带层加一层边缘冠带层结构)，实现端部大张力到中间小张力梯度变化为例，将冠带层沿中心线单边划分为7个区域(左右两边对称)，即ph1为je端部缠绕，ph2为转折区缠绕，ph3～ph7为jf段缠绕；
65.参数说明如下：
[0066][0067]
确定各个区域的宽度：
[0068]
阶段宽度代号宽度取值(mm，单边)ph1w1je宽度(设计值)ph2w2aph3w315～30ph4w4(w/2-w3-w7)/3ph5w5(w/2-w3-w7)/3ph6w6(w/2-w3-w7)/3ph7w730～35
[0069]
确定各个区的张力值：
[0070]
其中，两种渐变张力的设置方式为均匀渐变和非均匀渐变；
[0071]
阶段张力n-均变张力n-非均变ph10.6～0.7fmax0.6～0.7fmaxph2fmaxfmaxph3fmaxfmaxph40.8～0.825fmax0.68～0.693fmaxph50.6～0.65fmax0.46～0.467fmaxph60.4～0.475fmax0.32～0.34fmaxph71515
[0072]
其中，fmax为最大缠绕张力值；
[0073]
确定各个区鼓的度数：
[0074]
阶段步进(mm)鼓度数(
°
)ph1s(w1-a)/s
＊
360ph20360ph3-sw3/s
＊
360ph4-sw4/s
＊
360ph5-sw5/s
＊
360ph6-sw6/s
＊
360ph7-s(w7-a/2)/s
＊
360
[0075]
最后进行程序设定：
[0076]
将步进(间距)及计算的鼓旋转度数、张力参数设置进设备相应的配方参数中。
[0077]
实施例2：
[0078]
本实施例中，如图4所示，图示为1jf结构缠绕区间划分示意图，当冠带层结构为一层全冠带层的结构时：
[0079]
缠绕区间的划分可根据实际需求进行设置，如图4所示，以7个区生产1jf结构(即一层全冠带层结构)，实现端部大张力到中间小张力梯度变化为例，将冠带层沿中心线单边划分为7个区域(左右两边对称)，即ph1为起始段缠绕，ph2～ph7为jf段缠绕。
[0080]
参数说明如下：
[0081]
代号说明
a冠带层材料宽度s缠绕步进(即带束鼓旋转一周，缠绕头移动的轴向相对距离)ph1～ph7划分的各个区的代号，ph1为起始段缠绕，ph2～ph7为jf段缠绕w冠带层总宽w1～w7ph1～ph7分区的宽度
[0082]
确定各个区域的宽度：
[0083]
阶段宽度代号宽度取值(mm，单边)ph1w1aph2w215～30ph3w3(w/2-w2-w7)/4ph4w4(w/2-w2-w7)/4ph5w5(w/2-w2-w7)/4ph6w6(w/2-w2-w7)/4ph7w730～35
[0084]
确定各个区的张力值：
[0085]
两种渐变张力设置方式：均匀渐变和非均匀渐变；
[0086]
阶段张力n-均变张力n-非均变ph10.6～0.7fmax0.6～0.7fmaxph2fmaxfmaxph30.84～0.86fmax0.75～0.78fmaxph40.68～0.72fmax0.53～0.58fmaxph50.52～0.58fmax0.36～0.44fmaxph60.36～0.44fmax0.25～0.34fmaxph71515
[0087]
其中，fmax为最大缠绕张力值；
[0088]
确定各个区鼓的度数：
[0089]
阶段步进(mm)鼓度数(
°
)ph1s360ph20w2/s
＊
360ph3-sw3/s
＊
360ph4-sw4/s
＊
360ph5-sw5/s
＊
360ph6-sw6/s
＊
360ph7-s(w7-a/2)/s
＊
360
[0090]
最后进行程序设定：
[0091]
将步进(间距)及计算的鼓旋转度数、张力参数设置进设备相应的配方参数中。
[0092]
具体实施方式：
[0093]
以235/55r18 100v规格为例，冠带层结构1jf1je(je宽度25mm，jf宽度192mm，料宽
10mm)，根据该方法设置非均匀渐变张力缠绕以及均匀渐变张力缠绕，并对比现有张力缠绕，fmax＝75n，得到试验数据如下：
[0094]
方案张力(n)缠绕区间(mm)现有技术115n全宽度现有技术2端部75n-中间15n端部25mm，中间142mm实施例150-75-75-52-30-20-1525-10-21-15-15-15-30实施例250-75-75-60-45-30-1525-10-21-15-15-15-30
[0095]
如图5所示，图示为缠绕张力曲线示意图；
[0096]
由上述实验数据可知：可以实现jf缠绕张力由大张力向小张力的逐渐变化过程，且各段张力波动均符合要求。
[0097]
耐久试验：
[0098][0099]
由上述实验数据可知：本发明实施的非均匀渐变张力和均匀渐变张力方案，相较于现有技术，增加了轮胎破坏时的时间，在一定程度上能够提升轮胎的耐久性能。
[0100]
高速试验：
[0101][0102]
由上述实验数据可知：本发明实施的非均匀渐变张力和均匀渐变张力方案，相较于现有技术，提高了轮胎破坏时的速度，在一定程度上能够提升轮胎的高速性能。
[0103]
矩形率试验数据：
[0104]
方案张力(n)矩形率现有技术115n95.475％现有技术2端部35n-中间15n94.067％实施例150-75-75-52-30-20-1588.45％
实施例250-75-75-60-45-30-1589.55％
[0105]
由上述实验数据可知：本发明实施的非均匀渐变张力和均匀渐变张力方案，相较于现有技术，能够有效降低轮胎表面的矩形率，在一定程度上能够提升轮胎的整体性能。
[0106]
高速均匀性hsu试验：
[0107][0108]
由上述实验数据可知：本发明实施的非均匀渐变张力和均匀渐变张力方案，相较于现有技术，能够有效降低共振速度下的rfv16h数值，从而降低轮胎的高速共鸣音，在一定程度上能够提升轮胎的舒适性能。
[0109]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定，均应包含在本发明的保护范围之内。