МНОГОСЛОЙНАЯ МАССИВНАЯ ШИНА Российский патент 2006 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 близкой 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 зависит 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 нагузку 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.

Известна торообразная массивная шина [5], состоящая из нескольких слоев, в частности, содержащая прибандажную посадочную поверхность, амортизирующий массив и протекторную часть, причем 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 снабжен профилированными кольцевыми выемками. При этом радиальная жесткость средней части шины больше жесткости ее боковых частей, а жесткость амортизирующего массива составляет 0,5-0,8 жесткости ее прибадажной части.

Несмотря на то, что шина наиболее подходит по своей конструкции к заявляемой, она на дает ответа о выборе оптимального количества слоев и их технических свойствах.

Тем не менее, последнее техническое решение может служить прототипом предложенному.

Задачей, решаемой предлагаемым устройством, является оптимизация выбора слоев, составляющих шину.

Для решения поставленной задачи в многослойной массивной шине, содержащей протекторную, демпфирующую и посадочную части, слои полностью или частично выполнены из спирально навитых и привулканизированных друг к другу слоев резины с различным модулем упругости, причем толщина каждого слоя определяется по выражению

где Р_i - нагрузка на i-й слой шины, кг,

R_i - радиус, на котором находится i-ый слой, мм,

Δ_i - требуемая радиальная деформация i-го слоя,

Е_i - модуль упругости i-го слоя,

b - ширина шины, мм.

На чертеже изображена схема предлагаемой шины.

Шина состоит из спирально навитых слоев 1, 2, 3 и привулканизированных друг к другу слоев резины с различным модулем упругости, причем толщина каждого слоя определяется по упомянутому математическому выражению.

Особенность данной конструкции в том, что она позволяет легко варьировать размеры шины и толщину ее рабочих слоев для выбора их оптимального соотношения с учетом особенностей работы каждого слоя.

Устройство работает следующим образом.

При качении шины деформация ее слоев различна. Например, протекторный слой выполняется обязательно из износостойких слоев резины, амортизирующий - из упругих, теплопроводящих, а прибандажные слои посадочной части из прочной резины, способной выдержать усилия напрессовки на ступицу колеса и передать необходимый крутящий момент.

Спирально навитая из резиновой ленты данная шина имеет повышенную тангенциальную прочность. Кроме того, между слоями возможна установка армирующих элементов, например металлических колец.

Заявителем изготовлены опытные образцы шины, которые подтвердили заявленные преимущества.

Список использованной литературы

1. Савосин B.C., Бограчев М.Л. Массивные шины, М. Химия, 1981 г.

2. Проспект фирмы GUMASOL.

3. А.С. СССР №1397314, В 60 С 7/10, 1988 г.

4. А.С. СССР №1468774, В 60 С 7/10, 1989 г.

5. Патент России №2078696, (прототип).

Изобретение относится к ненадувным массивным шинам, выполненным из сплошного резинового монолита и используемым для напольного транспорта, например для погрузчиков, штабелеров, электрокаров. Многослойная массивная шина содержит протекторную, демпфирующую и посадочные части, выполненные из спирально навитых и привулканизированных друг к другу слоев резины с различным модулем упругости. Толщина каждого слоя определяется по математическому выражению. Технический результат - оптимизация выбора слоев, составляющих шину. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Многослойная массивная шина, содержащая протекторную, демпфирующую и посадочную части, отличающаяся тем, что она полностью или частично выполнена из спирально навитых и привулканизированных друг к другу слоев резины с различным модулем упругости, причем толщина каждого слоя определяется по выражению

где P_i - нагрузка на i-й слой шины, кг;

R_i - радиус, на котором находится i-й слой, мм;

Δ_i - требуемая радиальная деформация i-го слоя, мм;

Е_i - модуль упругости i-го слоя, кг/мм;

b - ширина шины, мм.