[發(fā)明專利]一種寬基載重子午線輪胎成型機(jī)帶束鼓及設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610046211.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN105718678B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周海超;王國(guó)林;李凱強(qiáng);周偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種寬基載重子午線輪胎成型機(jī)帶束鼓的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，輪胎成型機(jī)帶束鼓的中間段為凸出的曲面結(jié)構(gòu)，所述帶束鼓表面的截面輪廓線由兩段直線段與位于兩直線段之間的一段弧形段組成，弧形段的寬度d為理論材料分布圖中3號(hào)帶束層的寬度80％-120％；弧形段的曲率半徑R為3號(hào)帶束層的曲率半徑的70％-130％；所述帶束鼓的直徑D、兩段直線段的長(zhǎng)度l₁、l₂為：

其中，L為帶束鼓總寬度，D₁為理論材料分布圖中測(cè)出的1號(hào)帶束層直徑；ψ為帶束層伸張率，取值0-0.2％。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬基載重子午線輪胎成型機(jī)帶束鼓的設(shè)計(jì)方法，其特性在于，弧形段的寬度d為理論材料分布圖中第3號(hào)帶束層的寬度80％-120％；所述弧形段的曲率半徑R等于由第2號(hào)帶束層或第3號(hào)帶束層的曲率半徑的70％-130％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬基載重子午線輪胎成型機(jī)帶束鼓的設(shè)計(jì)方法，其特性在于，還包括利用輪胎成型仿真方法優(yōu)化弧形段的曲率半徑R的過程，具體包括以下步驟：

(1)輪胎半成品部件有限元模型的建立：

寬基子午線輪胎主要包括主鼓部件、帶束鼓部件和三角膠部件，主鼓部件包括胎側(cè)膠、耐磨膠、膠片、內(nèi)襯層、下內(nèi)襯層、加強(qiáng)層、胎體層、胎肩墊膠；帶束鼓部件包括1號(hào)帶束層、2號(hào)帶束層、3號(hào)帶束層、4號(hào)帶束層、以及胎冠膠；三角膠部件包括鋼絲圈、三角膠以及三角膠膠片；根據(jù)施工要求建立所述輪胎各部件有限元模型，將寬基子午線輪胎簡(jiǎn)化為二維軸對(duì)稱模型，橡膠部件有限元模型中四邊形單元為CGAX4H，三角形單元為CGAX3H，二維面單元為SFMGAX1，采用Maxwell流變模型和Marlow超彈性本構(gòu)模型描述橡膠材料屬性，RebarLayer模型模擬鋼絲簾線；胎體鼓、帶束鼓采用解析剛體模擬，胎體鼓部件、帶束鼓部件和三角膠部件計(jì)算模型由HYPERMESH軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后將網(wǎng)格模型導(dǎo)入ABAQUS計(jì)算；

(2)建立帶束鼓模型：

根據(jù)權(quán)利要求1中初步確定的帶束鼓結(jié)構(gòu)參數(shù)，建立中間段為凸出的曲面的帶束鼓模型；

(3)輪胎生胎成型過程仿真：

(3.1)根據(jù)三鼓式一次成型法成型機(jī)的工藝流程，在成型機(jī)主鼓上進(jìn)行側(cè)膠、耐磨膠、膠片、內(nèi)襯層、下內(nèi)襯層、加強(qiáng)層、胎體層、胎肩墊膠的貼合，形成主鼓部件子系統(tǒng)；

在帶束鼓上進(jìn)行1號(hào)帶束層、2號(hào)帶束層、3號(hào)帶束層、4號(hào)帶束層、以及胎冠膠的貼合，形成帶束鼓部件子系統(tǒng)；

(3.2)將(3.1)中的胎體鼓部件子系統(tǒng)、帶束鼓部件子系統(tǒng)和三角膠部件子系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)模型分別導(dǎo)入到ABAQUS軟件中，先將貼合后的胎體鼓部件、帶束鼓部件在成型鼓上進(jìn)行裝配，按照施工表上的定位參數(shù)將三角膠部件定位到成型鼓上，對(duì)胎體鼓部件上的輪胎內(nèi)襯層施加額定氣壓進(jìn)行充氣，同時(shí)胎圈向中間移動(dòng)依次經(jīng)過預(yù)定型、定型和超定型位置，胎側(cè)的反包過程采用分段施加均布?jí)毫Ψ椒M，反包結(jié)束后，形成生胎；

(3.3)將(3.2)得到的生胎放入硫化罐內(nèi)，與硫化模具進(jìn)行裝配，然后通過對(duì)輪胎內(nèi)表面施加均布?jí)毫Φ姆椒ㄟM(jìn)行定型仿真，按照施工設(shè)計(jì)先給輪胎內(nèi)襯層施加0.9Mpa的均布?jí)毫?duì)生胎預(yù)定型，然后施加2.6Mpa的大氣壓對(duì)胎坯進(jìn)行最終定型，形成成品胎；

(4)曲面鼓參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)(3.1)、(3.2)仿真得到生胎材料分布圖，在輪胎子午線方向上，生胎中3號(hào)帶束層與理論設(shè)計(jì)材料分布中該帶束層的距離為Δr，3號(hào)帶束層在(3.3)的定型過程中簾線的預(yù)期伸張率以機(jī)內(nèi)定型過程中帶束層定型預(yù)期伸張率滿足0.2％≤δ≤0.6％、胎面膠料流動(dòng)均勻作為判斷曲面鼓形狀參數(shù)合理與否的指標(biāo)，如果不達(dá)標(biāo)，調(diào)整步驟(2)中弧線段的寬度d、弧形段的曲率半徑R和帶束鼓的直徑D，重復(fù)步驟(3)、(4)直至達(dá)到預(yù)期伸張率滿足0.2％≤δ≤0.6％、胎面膠料流動(dòng)均勻，再進(jìn)行輪胎生產(chǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的寬基載重子午線輪胎成型機(jī)帶束鼓的設(shè)計(jì)方法，其特性在于，所述步驟(1)中劃分的網(wǎng)格尺寸為6-9mm，在步驟(3)中還包括變形較大的部位網(wǎng)格細(xì)化。