НИЗКОПРОФИЛЬНАЯ СВЕРХНИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ДИАГОНАЛЬНАЯ ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ШИНА

Полезная модель относится к шинной промышленности и касается конструкции пневматической шины низкого и сверхнизкого давления, которая предназначена для применения на транспортных средствах высокойпоходимости, в том числе на снегоболотоходах или иных типах вездеходов, предназначенных для движения по слабо несущим грунтам.
Известна пневматическая шина, ширина которой превышает высоту ее профиля, содержащая борта с каркасными кольцами, боковые стенки и беговую часть с каркасом из корда, завернутого на каркасные кольца (Бочаров Н.Ф. и др. «Транспортные средства на высокоэластичных движителях», М, «Машиностроение», 1974, стр.9).
Однако эта шина обладает значительной разрушающей способностью и завышенным сопротивлением качению, поскольку удельное давление в зоне ее контакта с грунтом распределяется неравномерно из-за значительной жесткости ее каркаса.
Известна также пневматическая шина, ширина которой не превышает высоту ее профиля. Центральная часть беговой дорожки выполнена цилиндрической. Шина содержит борта с каркасными кольцами, боковые стенки и беговую часть с каркасом из корда, завернутого на упомянутые каркасные кольца (SU №993811, B60C 15/00, опубл. 1983).
Однако, эта конструкция шины также обладает названными недостатками из-за того, что толщины боковых стенок и беговой части выполнены без учета разрушающего воздействия шины на грунт, снижения сопротивления качению и повышения сцепления с грунтом. Кроме того, используемые толщины стенок и беговой части шины усложняют технологию ее изготовления.
Известна пневматическая шина, ширина профиля которой превышает его высоту, а центральная часть беговой дорожки выполнена в виде формы, приближенной к цилиндрической образующей, параллельной оси вращения шины, включающая борта с каркасными кольцами, боковые стенки и беговую
часть с каркасом из корда, завернутого на упомянутые каркасные кольца, протектор, при этом корд выполнен двухслойным с углом наклона нитей корда в каждом из слоев 45-60° к меридиальному направлению шины, расположенных между собой перекрестно, каркас в беговой части шины и в зоне боковин выполнен толщиной 0,003-0,080 высоты профиля шины при внутреннем давлении воздуха в пределах 0,01-0,03 МПа (RU №2042530, В60С 5/00, В60С 5/12, опубл. 1995.08.27).
Недостаток данной шины заключается в ее слабом формоудержании при снижении внутреннего давления нижнее номинального значения. В этом случае боковины приобретают повышенную податливость и имеют возможность поперечного смещения протекторной части шины относительно посадки шины на полках. Само транспортное средство, поставленное на такие шины, приобретает значительные поперечные смещения и теряет курсовую устойчивость.
Настоящая полезная модель направлена на создание пневмоколесного движителя, способного без разрушения поверхностного слоя двигаться по грунтам с очень низкой несущей способностью, болотам и снегам тундры при давлениях иже 0,6 МПа.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эксплуатационных характеристик и надежности шины при сохранении проходимости и экологической чистоты движителей за счет исключения разрушающего воздействия на грунт, снижения сопротивления качению и повышения сцепления с грунтом. Технический результат заключается так же в сохранении формоудержания шины при падении давления ниже заданного и сохранении несущей способности шины.
Указанный технический результат достигается тем, что в низкопрофильной сверхнизкого давления диагональной пневматической шине с максимальным внутренним давлением до 0,6 МПа, ширина профиля которой превышает его высоту, состоящей из протектора с грунтозацепами и каркаса, выполненного из обрезиненного корда из двух слоев, боковины, слои корда в которых завернуты на бортовые кольца, для кордов каркаса и кордов боковин
использован капроновый корд структуры 144 текс×1×2 при толщине нити 0,61 мм и плотностью нитей на 10 см основы для каждого корда каркаса равной 105 и для каждого корда боковины равной 84, между слоями каркаса размещена резиновая прослойка, угол закроя корда для слоев каркаса равен 27,5°±1, каждое бортовое кольцо выполнено прямоугольного сечения из одиночной проволоки прядностью 5-6 при количестве оборотов 5-6, коэффициент насыщенности рисунка протектора равен 0,2 при высоте грунтозацепа по центру протектора равной 20 мм, а рисунок протектора включает шашечные элементы образующие центральное ребро, два боковых и три плечевых ребра, отделенных друг от друга продольными канавками и расположенных симметрично относительно центра беговой дорожки, при этом боковые ребра составлены из ромбовидных шашек, расположенных в шахматном порядке относительно центрального ребра. Верхние и нижние грани шашек повернуты относительно оси вращения на угол 45°, а плечевые ребра образованы шашками соответственно Г-образной, квадратно и прямоугольной формы, боковые грани которых параллельны.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 - поперечный разрез шины;
фиг.2 - рисунок беговой части протектора.
Согласно настоящей полезной модели предлагается низкопрофильная сверхнизкого давления диагональная пневматическая шина с отношением ширины профиля к его высоте равным 0,596 при номинальном внутреннем давлении 0,5-0,6 МПа (фиг.1).
Шина состоит из протектора с грунтозацепами 1, каркаса в протекторной зоне, выполненного из обрезиненного корда из двух слоев 2 и 3, и боковин 4,
слои корда 5 в которых завернуты на бортовые кольца 6, каждое из которых выполнено прямоугольного сечения из одиночной проволоки из 6 витков и 5 прядей. Используется проволока марки 1Л, изготавливаемая по ГОСТ 26366-84. В таблице 1 приведены основные характеристики проволоки 1Л.
Таблица 1
Диаметр проволок и мм
Временное сопротивление разрыву, МПа
Относительное удлинение, %
Прочность связи с резиной не менее Н
Число скручивания проволоки не менее
Число перегибов не менее
1,00±0,03
1770-2060
3,5-6,5
200
27
10
Для кордов каркаса использован капроновый корд структуры 144 текс×1×2 (марка 21КНТС-Д) при толщине нити 0,61 мм и плотностью нитей на 10 см основы для каждого корда каркаса равной 105. Между слоями каркаса размещена резиновая прослойка 7, а угол закроя корда для слоев каркаса равен 27,5°±1.
Для кордов боковин использован капроновый корд структуры 144 текс×1×2 (марка 212КНТС-Д) при толщине нити 0,61 мм и плотностью нитей на 10 см основы для каждого корда боковины равной 84.
Техническая характеристика кордов приведена в таблице 2.
Таблица 2
Марка корда
Структура
Толщина нити, мм
Разрывная нагрузка Н, не менее
Прочность связи кордной нити с резиной не менее, Н
Плотность нитей на 10 см по основе
21КНТС-Д
144 текс×1×2
0,61
206
100
105
212КНТС-Д
144 текс×1×2
0,61
206
80
84
Резиновые смеси для изготовления беговой части протектора шины приняты на основе 70СКИ-3 и 30СКД.
В предлагаемой шине коэффициент насыщенности рисунка протектора равен 0,2 при высоте грунтозацепа по центру протектора равной 20 мм. Рисунок протектора (фиг.2) включает шашечные элементы, образующие центральное ребро, два боковых и три плечевых ребра, отделенных друг от друга продольными канавками и расположенных симметрично относительно центра беговой дорожки, при этом боковые ребра составлены из ромбовидных шашек, расположенных в шахматном порядке относительно центрального ребра, Верхние и нижние грани шашек повернуты относительно оси вращения на угол 45°, а плечевые ребра образованы шашками соответственно Г-образной, квадратно и прямоугольной формы, боковые грани которых параллельны. Характеристика рисунка протектора шины дана в таблице 3.
Таблица 3
Число шагов
14
Коэффициент насыщенности рисунка протектора, расчетный
0,2
Высота рисунка
По центру, мм
20
По углу, мм
13,53
Толщина подканавки, мм
5
Отношение толщины подканавки к высоте рисунка по углу беговой дорожки
0,37
Канавки 8 протектора между ребрами, прилегающие к центральным грунтозацепам 1 в каждом ребре, ориентированы в меридиональном направлении под углом 45° к экваториальной плоскости 9, а канавки 10 протектора между ребрами, прилегающие к боковым грунтозацепам, ориентированы в меридиональном направлении под углом 90° к экваториальной плоскости 9.
Одни ребра выполнены с центральным грунтозацепом 1 в виде прямоугольника с выступающей в виде дуги нижней гранью 11 и выемкой со стороны верхней грани 12 и двумя боковыми грунтозацепами с каждого края беговой дорожки, крайний 13 из которых выполнен прямоугольным в плане и дугообразно скошен к краю беговой дорожки (фиг.2), а второй 14 выполнен в виде прямоугольника, часть 15 одной стороны которого выполнена наклонной под углом 45° к экваториальной плоскости.
Другие ребра выполнены с двумя центрально расположенными грунтозацепами параллелограммной формы в плане, разнесенными относительно экваториальной плоскости 9 и с одним боковым грунтозацепом прямоугольной формы в плане с каждого края беговой дорожки, отстоящим от края беговой дорожки.
Грунтозацепы одних ребер расположены напротив впадин между грунтазацепами смежных ребер на расстоянии в окружном в направлении от них, не менее ширины в меридианальном направлении грунтозацепа в этом ряду, а ширина выемок и/или канавок 6 между смежными грунтозацепами в каждом ряду в меридианальной плоскости равна ширине грунтозацепа этого ряда в этой же плоскости.
Целесообразно, чтобы Грунтозацепы выполнялись с скругленными углами, а боковые стенки грунтозацепов наклонными к основанию протектора под углом, близким к 5°. Данные уточнения относятся к технологичности изготовления протектора в пресс-матрице при вулканизации. В то же время при выполнении стенок грунтозацепов наклонными улучшается процесс самоочистки протектора.
При таком исполнении рисунка существенно уменьшается залипание грунта в зонах между грунтазацепами, так как площади грунетозацепов стали практически равны площадям выемок и/или канавок. При этом шина сохраняет высокую проходимость не только за счет большой площади пятна контакта, но и за счет расположения грунтозацепов одного ребра напротив впадин между грунтозацепами смежно расположенных ребер. Выбор расположения ребер типа «косая елочка» обусловлен тем, что при движении происходит перемещение срываемого грунта по впадинам в направлении от экваториальной плоскости в краю беговой дорожки вследствие не только деформации протектора в зоне контакта, но и за счет разложения сил на составляющие по боковым стенкам грунтозацепов. Особенно это сильно проявляется при расположении канавок и/или впадин в экваториальной зоне под углом 45°.
Настоящая полезная модель промышленно применима, изготовлены опытные образцы и проведены полевые испытания. Результаты испытаний полностью подтверждают способность такой шины к формоудержанию даже при внутреннем давлении ниже номинального.