螺旋纏繞式圓形鋼絲圈成型設備的研究與開發(fā).pdf

1、鋼絲圈作為輪胎骨架材料的重要組成部分,承載了輪胎的絕大部分載荷,對于輪胎正常使用具有不可估量的作用。其中,圓形鋼絲圈由于具備高強度、質(zhì)輕與結(jié)構(gòu)優(yōu)良等特點,受到眾多輪胎制造商的青睞,成為高性能輪胎中必不可少的基礎件,并迅速運用在承受復雜工況的輪胎中。而通過有效的成型運動,適宜的鋼絲材料屬性和成型工藝纏繞出結(jié)構(gòu)合理、性能優(yōu)良的圓形鋼絲圈是鋼絲圈成型技術中的難點,同時也是保障圓形鋼絲圈成型質(zhì)量和避免使用過程中鋼絲斷裂失效的關鍵技術。因此,為了

2、實現(xiàn)高性能圓形鋼絲圈高效連續(xù)自動化的成型過程,本課題在研究鋼絲圈實際受力情況的基礎上對其結(jié)構(gòu)進行合理的設計。同時依據(jù)高性能鋼絲圈結(jié)構(gòu)特點,匹配予鋼絲圈部件適宜材料與配合工藝。最后在實現(xiàn)對成型運動嚴格控制的基礎上,依據(jù)現(xiàn)有鋼絲圈成型設備的技術對圓形鋼絲圈成型設備進行研究與開發(fā)。
　　第一部分,在試驗仿真方面:以型號11.00R20載重子午線輪胎為例,運用ABAQUS軟件,考慮非線性因素對分析過程的影響,對輪胎二維有限元模型進行充氣分

3、析。提出并運用輪胎二維有限元仿真至鋼絲圈三維模型仿真的方法,對輪胎充氣狀態(tài)下圓形鋼絲圈與多邊形鋼絲圈的三維模型進行仿真分析,并獲取鋼絲圈中應力分布的結(jié)果。通過對圓形鋼絲圈與多邊形鋼絲圈三維模型在力學性能上定性與定量的分析,結(jié)果表明:該型號輪胎的圓形鋼絲圈整體具有強度高、應力分布均勻和結(jié)構(gòu)優(yōu)良的力學性能。
　　第二部分,在鋼絲圈工藝方面:詳細剖析鋼絲圈的結(jié)構(gòu)特點,研究高性能圓形鋼絲圈鋼絲的成型運動軌跡,并依此對鋼絲圈成型設備中纏線裝

4、置的成型運動方式進行分析與總結(jié)。結(jié)果顯示連續(xù)纏繞成型方式下的纏線裝置在鋼絲圈自動化與產(chǎn)量化生產(chǎn)方面具有絕對優(yōu)勢。此外還分析了鋼絲圈各部件的成型工藝,并對纏繞成型過程中的鋼絲進行理論受力分析,為成型設備提供設計參數(shù)。
　　第三部分,在成型設備開發(fā)方面:根據(jù)圓形鋼絲圈成型的原理和特點,明確了成型設備應滿足的功能要求,針對性地提出成型設備的兩套總體方案。通過方案對比,確定纏線裝置連續(xù)纏繞成型方案為最終方案。在明確設計方案的基礎上,制定了