ТОРООБРАЗНАЯ МАССИВНАЯ ШИНА Российский патент 1997 года по МПК B60C7/10 

Изобретение относится к ненадувным массивным шинам, выполненным из сплошного резинового монолита и используемым для напольного транспорта, например, для погрузчиков, штабелеров, электрокар и т.п.

Известно множество конструкций массивных шин [1] в частности, шины "эластик", которые отличаются большой толщиной массива и более округлой формой беговой дорожки.

Известны шины фирмы Gumasol, выпускающей разнообразные шины "Суперэластик" [2] Эти шины устанавливаются на ступицы колеса напрессовкой. Наиболее близкими к предлагаемой конструкции являются шины SP 15, SP 20, выпускаемые с поперечными грунтозацепами без продольных канавок и предназначенные для индустриального транспорта для работы в тяжелых условиях эксплуатации со скоростями не выше 25 км/ч. Конструкция шины представляет собой амортизирующий массив со специальной прибандажной частью, армированной стальной латунированной проволокой.

Недостаток ее в сложности и дороговизне конструкции. Кроме того, ей присущи другие недостатки. В частности, в резиновом массиве при деформации шины под нагрузкой возникают напряжения сжатия, растяжения и сдвига, которые при превышении допустимых пределов, обусловленных прочностными свойствами резины, приводят к ее тепловому или усталостному разрушению. Место и момент разрушения в шине зависят от степени нагрева и распределения напряжений. Продолжительность работы шины определяется способностью ее сопротивляться накоплению усталости, как статической, так и динамической. Причем, чем жестче та или иная часть шины, тем большую нагрузку ей приходится выдерживать. При превышении допустимых пределов, обусловленных прочностными свойствами резины, происходит разрушение шины, отслаивание арматуры. Наиболее часто возникают разрушения по границе соединения резинового массива с прибандажной частью. Равномерности распределения нагрузки добиваются различными способами.

Известна массивная шина [3] состоящая из бандажной и беговой частей и амортизирующего массива со сквозными каналами, равномерно и на одном радиусе расположенными от центральной плоскости к боковым поверхностям, имеющая на боковых поверхностях кольцевые выемки, которые расположены по месту выхода на них сквозных каналов, продольная ось симметрии которых расположена в месте наименьшей ширины профиля шины.

Недостаток в сложности технологии изготовления.

Известна массивная шина, имеющая основание, эластичный массив с дугообразной внешней поверхностью протектора и рядами концентрических каналов [4] Протектор у данной шины выполнен с обратной кривизной беговой дорожки, а соотношение размеров каналов позволяет достичь требуемой эластичности и равномерности напряжений в массиве шины.

Недостаток данной шины также в сложности технологии и высокой стоимости изделия.

Однако по своей технической сущности данное изобретение может являться прототипом предлагаемому устройству.

Задача, решаемая предлагаемой конструкцией массивной шины, состоит в упрощении конструкции и снижении себестоимости при сохранении высоких потребительских качеств.

Задача решается следующим образом. В торообразной массивной шине, состоящей из прибандажной посадочной части, амортизирующего массива и протекторной части, снабженной грунтозацепами, прибандажная часть выполнена в виде спирально навитых привулканизированных друг к другу слоев прорезиненной ленты, армированной хаотично переплетенными волокнами корда, а охватывающий ее амортизирующий массив в месте его соединения с прибандажной частью снабжен профилированными кольцевыми выемками, расположенными на боковых поверхностях шины и отбойными кольцами, выступающими за толщину амортизирующего массива и соединенными с торцевыми частями грунтозацепов, размещенными на протекторной части и образованными поперечными впадинами, расширяющимися от центральной непрерывной беговой дорожки к кромке шины с выходом на боковую поверхность. Причем радиальная жесткость шины в средней части шины больше, чем на боковых, периферийных частях, а жесткость амортизирующего массива меньше жесткости посадочной прибандажной части и составляет 0,6-0,8 ее жесткости. Протекторная часть шины выполнена бочкообразной.

На фиг.1 изображен общий вид шины; на фиг. 2 ее поперечное сечение.

Шина состоит из посадочной прибандажной части, образованной спирально навитыми слоями 1 прорезиненной ленты. Лента армирована хаотично расположенными волокнами корда, получаемыми в результате дробления отходов резинового производства. После навивки слои ленты вулканизируются, образуя прочные связи. Амортизирующий массив 2, охватывающий прибандажную часть, имеет сложный профиль, служащий для получения требуемой эпюры напряжений в толще массива. Для того чтобы получить сравнительно жесткую среднюю часть колеса и достаточно упругие периферийные края, на боковых сторонах шины выполнены выемки, уменьшающие сечение амортизирующего массива. Этому способствует и форма грунтозацепов 3, образованных поперечными впадинами, расширяющимися от центральной беговой дорожки 4 к кромке шины с выходом на боковую поверхность. На боковой поверхности шины образовано защитное обойное кольцо 5 и кольцевая выемка 6.

Шина работает следующим образом. При движении по ровной твердой поверхности при нормальной нагрузке качение происходит по центральной беговой дорожке 4 с минимальным сопротивлением. При движении по слабонесущему грунту в действие вступают грунтозацепы 3, повышая сцепление с грунтом. Однако при движении по неровной поверхности со сложным микрорельефом, например, по каменистой поверхности, происходит взаимодействие с отдельными мелкими препятствиями, деформирующими отдельные части протектора, особенно при повороте. При этом большей частью страдают края шины, а основной амортизирующий массив 2 не работает. Задача изобретения в том, чтобы добиться равномерности нагрузки шины в этих условиях. Для этого наиболее уязвимые части шины -- ее края выполнены более податливыми. Это достигается тем, что сечение шины в этих местах целенаправленно ослаблено без ущерба общей жесткости, а также особой формой грунтозацепов 3 и кольцевой выемки 6. Защитное отбойное кольцо 5 защищает шину, в частности, грунтозацепы 3 от сколов и вырывов при наезде боковой поверхностью на поребрик. С другой стороны, сами грунтозацепы 3 предохраняют защитное отбойное кольцо 5. При повороте машины шина в результате упругости в продольной плоскости лучше сохраняет контакт с поверхностью, уменьшая проскальзывание. Опытные образцы шины, разработанные заявителем, полностью подтвердили заявленные преимущества.

Список использованной литературы
1. Савосин В.С. Бограчев М.Л. "Массивные шины", М, Химия, 1981 г.

2. Проспект фирмы GUMASOL.

3. А.с. N 1397314, СССР, B 60 C 7/10, 1988 г.

4. А.с. N 1468774, США, B 60 C 7/10, 1989 г. (прототип).

Использование: в тяжелонагруженном напольном транспорте типа погрузчиков и электрокар. Сущность: жесткость по периферийным боковым частям колеса меньше жесткости ее центральной части. Это достигнуто за счет кольцевых канавок, расположенных на боковых поверхностях шины а также за счет различной жесткости в различных частях шины. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Торообразная массивная шина, состоящая из прибандажной посадочной части, амортизирующего массива и протекторной части, снабженной грунтозацепами, отличающаяся тем, что посадочная прибандажная часть выполнена в виде спирально навитых привулканизированных друг к другу слоев прорезиненной ленты, армированной хаотично переплетенными волокнами корда, а охватывающий ее амортизирующий массив в месте его соединения с прибандажной частью выполнен с профилированными кольцевыми выемками, расположенными на боковой поверхности шины, и отбойными кольцами, выступающими за толщину амортизирующего массива и сопряженными с торцевыми частями грунтозацепов, размещенными на протекторной части и образованными поперечними впадинами, расширяющимися от центральной непрерывной беговой дорожки к кромке шины с выходом на боковую поверхность. 2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что радиальная жесткость в средней части шины больше жесткости ее боковых частей. 3. Шина по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что жесткость амортизирующего массива составляет 0,6 0,8 жесткости прибандажной посадочной части. 4. Шина по пп. 1 3, отличающаяся тем, что протекторная часть выполнена бочкообразной.