[發明專利]聚氨酯實心輪胎及其制作方法

有效

• 申請號: 201811274512.1
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109334351B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 徐言軍;孫紅雨;汪帥
• 申請（專利權）人: 濟南奧美聯亞工礦設備有限公司
• 主分類號: B60C7/00
• 分類號: B60C7/00;B60C23/19;B29D30/02
• 代理公司: 濟南幫友知識產權代理事務所(普通合伙) 37269
• 代理人: 王永建

本發明公開了一種聚氨酯實心輪胎，并公開了對應的制作方法。它包括輪輞、輪轂和聚氨酯橡膠層，其中，聚氨酯橡膠層通過粘結式工藝附著在輪輞的外表面，其特征在于，還包括內置于聚氨酯橡膠層內部的導熱構件，且所述導熱構件至少部分位于聚氨酯橡膠層生熱區域中心部位，至少部分與所述輪輞表面貼合，在制造工藝中增加了導熱構件添加工藝，本發明具有更加優異的散熱性能。

技術領域

該發明涉及實心輪胎技術領域，尤其是用于工礦場合中，工程車輛上使用的實心輪胎。

背景技術

以工程叉車為例，在工廠、礦山等場合中，通常使用聚氨酯實心輪胎，實心輪胎可以更好的滿足：耐刺、耐撕、無需充氣、高使用率、低維護率等特殊要求。

其中，聚氨酯實心輪胎，根據與輪輞的結合方式，又可以細分為：黏結式和非黏結式，其中，黏結式結構是指，直接將聚氨酯澆注并硫化在輪輞上形成一體結構。非黏結式結構是指，采用機械套裝的方式將聚氨酯彈性體固定在輪輞上。無論哪種形式，都存在聚氨酯彈性體內部生熱的問題。

關于實心輪胎中彈性體內部生熱的問題，申請人結合工作實際，并做了大量研究，進一步結合現有的技術文獻、示例等資料，用于解決下列方案中存在的技術問題。

在《輪胎工業》雜質，2004 年第24 卷中公開的技術，文獻資料《聚氨酯實心輪胎內生熱試驗研究》（作者侯春敏，張英 ，賈林才，北京理工大學機械與車輛工程學院）一文中公開的信息，“澆注型聚氨酯彈性體(CPUE)在物理性能方面優于橡膠材料, 但內生熱大是影響聚氨酯輪胎實用化的主要因素”。并在文獻中公開了針對聚氨酯實心輪胎內部生熱機理的研究過程，并給出了影響內部生熱的因素包括：

A、聚氨酯本身的配方組分構成；

B、負重與荷載；模型負重輪最高溫度隨載荷的增大而升高, 當溫度達到最高值后逐漸趨于平穩, 750 kg 載荷下的最高溫度為96 ℃。

C、車輪的工作轉速；聚氨酯實心輪胎模型負重輪最高溫度隨轉速的增大而升高,并在溫度達到最大值后逐漸趨于平穩, 440r·min-1轉速下的最高溫度為92 ℃。也就是說，載荷的增導致模型負重輪整體溫度升高，但溫度分情況不變；轉速的增大不但導致模型負重輪整體溫度的升高， 而且由于轉鼓與輪胎表面的摩擦加劇， 產生大量熱量，致使胎體接近表面部位的溫度升高。

D、環境溫度；影響輪胎表面的氣流對流散熱效果。

E、輪緣厚度（聚氨酯的厚度）；即，輪緣厚度越厚，內部生熱越嚴重，散熱性越差。這是因為，外點距表面的距離減小， 因此散熱快，溫度低；中點溫度略有下降， 而內點和中點的溫差也減小了, 表明在輪緣內部形成了穩態溫度場，溫升較平穩；各點最高溫度均有所下降， 說明輪緣厚度減小可降低輪胎的溫升。

上述五個指標中，在礦山車輛中，負重與載荷比較大，并結合車輪的轉速是聚氨酯實心輪胎內部產生熱量的主要來源。

避免內部生熱的技術路線主要包括兩個，第一，通過改變、優化組成配方，改變硫化后的實心輪胎內部的組織機理，但是，由于聚氨酯是一種由軟段和硬段組成的嵌段高分子聚合物， 該種材料本身的存在的分子鍵，在高速重載情況下容易生熱，即使進行工藝優化，對于其本身的生熱性能影響不大。第二個方法是改善聚氨酯彈性體內部熱量的散熱路徑，也就是說，將內部生熱及時的散發出去，及早的達到生熱和散熱的熱平衡，例如，將散熱和生熱的熱平衡點達到60攝氏度左右（現有技術中散熱和生熱的熱平衡點在100攝氏度甚至以上）。

針對這一散熱問題，目前國內外研究中，使用的技術手段中，最常見的是，在聚氨酯彈性體上預設散熱孔和散熱紋路，也就是說，通過增加散熱表面的方法，使得輪胎表面與附近的空間進行氣流交換，增加散熱量，這一技術手段通常可以實現5至10攝氏度的降溫目的，也就是說，是可以降低平衡點的，但是降低的幅度不是很明顯，且存在明顯的負面效應，該負面效應，結合專利文獻，例如日本釜山橡膠工業株式會社2001年申請的公開號CN1369386A的實心輪胎，其對于該問題的解決方案是：