一种子午工程胎用钢丝帘线的制作方法

本发明涉及一种子午工程胎用钢丝帘线，属于钢丝帘线技术领域。

背景技术：

钢丝帘线是子午线工程轮胎骨架材料中的重要组成部分，子午线工程轮胎常用的7×﹙3+9+15﹚×d+dht结构的钢丝帘线，由一股d1芯股股线、六股d2外层股股线和一根d3外缠丝编捻而成，芯股股线d1、外层股股线d2为同一种结构、钢丝d1、d2、d3直径相同、﹙3+9+15﹚×d结构捻向为sss或zzz、捻距为5.0/10.0/16.0mm或6.3/12.5/18.0mm、六股d4外层股股线捻向为s、捻距为38.0～56.0mm、外缠丝捻向为z、捻距为5.0mm，各层股线排列较紧密，外层股股线之间间隙较小，橡胶不能有效渗透到芯股股线钢丝致使帘线内部空气含量较高。

钢丝帘线的结构及其强度、弯曲刚度以及与橡胶的粘合性能对轮胎有着直接的影响，仅通过对钢丝帘线生产工艺的控制并不能完全弥补由于结构设计不合理而存在的缺陷。在子午线轮胎的使用过程中，容易因钢丝帘线强度不足或钢丝锈蚀和磨损导致帘线承载能力失效的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种子午工程胎用钢丝帘线，以解决现有技术钢丝帘线强度不足，外层股股线之间间隙小，橡胶不能有效渗透到芯股股线钢丝致使帘线内部空气含量较高的缺陷。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种子午工程胎用钢丝帘线，包括一个芯股股线钢丝和若干个外层股股线钢丝，所述外层股股线钢丝沿圆周方向设于所述芯股股线钢丝的外部；

所述芯股股线钢丝包括由内向外依次编捻设置的至少三根芯股第一层钢丝、至少九根芯股第二层钢丝和至少十五根芯股第三层钢丝；

所述外层股股线钢丝包括由内向外依次编捻设置的至少一根外层股第一层钢丝、至少六根外层股第二层钢丝和至少十二根外层股第三层钢丝。

进一步的，所述外层股股线钢丝至少设有七组，所述外层股股线钢丝沿着芯股股线钢丝均匀编捻。

进一步的，所述芯股第一层钢丝与芯股第二层钢丝和芯股第三层钢丝直径相同。

进一步的，所述外层股第一层钢丝直径大于外层股第二层钢丝，所述外层股第二层钢丝和外层股第三层钢丝直径相同。

进一步的，所述芯股第一层钢丝与芯股第二层钢丝和芯股第三层钢丝的直径范围均为0.17～0.40mm。

进一步的，所述外层股第一层钢丝与外层股第二层钢丝和外层股第三层钢丝的直径范围均为0.16～0.38mm。

进一步的，所述芯股股线钢丝与外层股股线钢丝中钢丝的捻向相反。

进一步的，所述外层股股线钢丝的捻向与芯股股线钢丝中钢丝的捻向相同。

进一步的，所述芯股第一层钢丝的捻距是芯股第二层钢丝的捻距的0.5倍，芯股第三层钢丝的捻距是芯股第二层钢丝的捻距的1.6倍。

进一步的，所述外层股第一层钢丝无编捻，所述外层股第二层钢丝的捻距是第三层钢丝的捻距的0.5倍。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明中外层股股线钢丝和芯股股线钢丝均采用三层钢丝结构编捻，围绕芯股股线钢丝编捻的若干外层股股线钢丝之间的间隙较大，有利于橡胶充分渗入，减少各层钢丝之间的点接触摩擦，增强了钢丝帘线承载能力，从而避免了因磨损而失效的问题；

本发明改善了子午工程胎的抗腐蚀、耐疲劳、抗冲击性能及粘合保持力，提高了轮胎的使用寿命。

附图说明

图1是本发明一种实施例提供的多股子午工程胎用钢丝帘线的截面示意图；

图2是现有技术中常用的钢丝帘线的截面示意图。

图中：

1、芯股第一层钢丝；2、芯股第二层钢丝；3、芯股第三层钢丝；10、芯股股线钢丝；20、外层股股线钢丝；30、钢丝帘线；4、外层股第一层钢丝；5、外层股第二层钢丝；6、外层股第三层钢丝；d1、芯股股线钢丝中钢丝直径；d2、外层股第一层钢丝的钢丝直径；d3、外层股第二层钢丝和第三层钢丝的钢丝直径。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种规格为﹙3+9+15﹚+7×﹙1+6+12﹚的子午工程胎用钢丝帘线30，该钢丝帘线包括一股芯股股线钢丝10和若干外层股股线钢丝20，并由芯股股线钢丝10和外层股股线钢丝20编捻而成。具体地，外层股股线钢丝20至少设有七组，例如，在本发明一个实施例中，可选七组。具体地，钢丝帘线的截面为圆形，七股外层股股线钢丝20围绕芯股股线钢丝10的周围编捻，形成七股外层股股线钢丝20均匀捻布在一股芯股股线钢丝10周围的结构。

芯股股线钢丝10由至少三根芯股第一层钢丝1、至少九根芯股第二层钢丝2和至少十五根芯股第三层钢丝3编捻而成。具体地，作为本发明的一种实施例，九根芯股第二层钢丝2围绕三根芯股第一层钢丝1编捻，十五根芯股第三层钢丝3围绕九根芯股第二层钢丝2编捻。

外层股股线钢丝20由至少一根外层股第一层钢丝4、至少六根外层股第二层钢丝5和至少十二根外层股第三层钢丝6编捻而成。

具体地，作为本发明的一种实施例，芯股第一层钢丝1、第二层钢丝2、第三层钢丝3的直径相同，直径范围均为0.17～0.40mm。

具体地，作为本发明的一种实施例，外层股第一层钢丝(4)直径大于第二层钢丝(5)和第三层钢丝(6)的直径，并且第二层钢丝(5)和第三层钢丝(6)的直径相同，且直径范围均为0.16～0.38mm。

具体地，作为本发明的一种实施例，芯股股线钢丝10与外层股股线钢丝20中钢丝的捻向相反，而外层股股线钢丝20的捻向与芯股股线钢丝10的捻向相同。

具体地，作为本发明的一种实施例，所述芯股第一层钢丝(1)的捻距是芯股第二层钢丝(2)的捻距的0.5倍，芯股第三层钢丝(3)的捻距是芯股第二层钢丝(2)的捻距的1.6倍。

具体地，作为本发明的一种实施例，所述外层股第一层钢丝(4)无编捻，所述外层股第二层钢丝(5)的捻距是第三层钢丝(6)的捻距的0.5倍。

本发明通过改变外层钢丝帘线的结构，弥补因钢丝帘线结构设计不合理带来的缺陷，提高钢丝帘线的强度和渗胶性能、抗冲击及耐疲劳性能，减小轮胎钢丝帘线股与股之间的空气含量，提高轮胎帘布强度等级和轮胎的使用寿命。

在本实施例中，芯股股线钢丝10和外层股股线钢丝20中钢丝的强度等级为普通强度nt、高强度ht、超高强度st、特高强度ut或极高强度mt；本发明适用于对普通强度nt、高强度ht、超高强度st、特高强度ut或极高强度mt不同强度等级的钢丝进行编捻，能够提高编捻形成的钢丝帘线的强度要求、渗胶性能和抗冲击、耐疲劳性能。

实施例一：

本实施例中芯股股线钢丝10中钢丝直径d1和外层股股线钢丝20中外层股第一层钢丝直径d2、外层股第二层钢丝和第二层钢丝直径d3不相同。具体地，芯股股线钢丝10中芯股第一层钢丝1、芯股第二层钢丝2和芯股第三层钢丝3直径均为0.28mm；外层股股线钢丝20中外层股第一层钢丝4的直径为0.27mm、外层股第二层钢丝5和外层股第三层钢丝6的直径均为0.25mm。

芯股股线钢丝10的芯股第一层钢丝1编捻的捻距为8.0mm，芯股第二层钢丝2编捻的捻距为16.0mm，芯股第三层钢丝3编捻的捻距为26.0mm；外层股股线钢丝20的外层股第一层钢丝4无编捻，外层股第二层钢丝5编捻的捻距为9.0mm，外层股第三层钢丝6编捻的捻距为18.0mm。

芯股股线钢丝10中钢丝与外层股股线钢丝20中钢丝采用不同捻向。具体的，芯股股线钢丝10中钢丝的捻向为z捻，外层股股线钢丝20中钢丝的捻向为s捻，而七股外层股股线钢丝20围绕芯股股线钢丝10的捻向为z捻。在本实施例中，﹙3+9+15×0.28﹚+7×﹙0.27+6+12×0.25﹚的钢丝帘线结构用于工程车辆子午线轮胎增强用钢丝帘线。

表1为现有技术中子午线轮胎常用的7×﹙3+9+15×0.245﹚+0.245ht结构钢丝帘线与本发明实施例一中钢丝帘线的性能指标对比表：

表1

图2是现有技术中常用的7×﹙3+9+15×0.245﹚+0.245ht结构钢丝帘线的截面示意图。其中，d1表示现有技术的钢丝帘线的芯股股线钢丝，d2表示现有技术的钢丝帘线的外层股股线钢丝，d3表示现有技术的钢丝帘线的外缠钢丝，d4表示现有技术的钢丝帘线的六组外层股股线钢丝；a1表示芯股股线钢丝d1和外层股股线钢丝d2中的第一层钢丝，a2表示芯股股线钢丝d1和外层股股线钢丝d2中的第二层钢丝，a3表示芯股股线钢丝d1和外层股股线钢丝d2中的第三层钢丝；d11表示第一层钢丝的钢丝直径，d22表示第二层钢丝的钢丝直径，d33表示第三层钢丝的钢丝直径。

由图1、图2和表1可知，7×﹙3+9+15×0.245﹚+0.245ht结构钢丝帘线的直径为4.84mm，芯股股线钢丝d1、外层股股线钢丝d2均为zzz捻，六股外层股股线钢丝d4为s捻，外缠钢丝d3的捻向为z捻向；芯股股线钢丝d1和外层股股线钢丝d2中第一层钢丝a1的捻距均为6.3mm，第二层钢丝a2的捻距均为12.5mm，第三层钢丝a3的捻距均为18.0mm，六股外层股股线钢丝d4的捻距为56.0mm，外缠钢丝d3的捻距为5.0mm；破断力≥22385n，破断力/线密度为302.9n/(g/m)，粘合力≥2600n/25mm。

本发明实施例一的钢丝帘线的直径为4.26mm，芯股股线钢丝10钢丝捻向为zzz捻，捻距分别为8.0/16.0/26.0mm；外层股股线钢丝20钢丝捻向为ss捻，捻距分别为10.0/20.0mm，七股外层股股线钢丝20围绕芯股股线钢丝10的捻距为52.0mm；破断力≥22750n，破断力/线密度为342.1n/(g/m)，粘合力≥3000n/25mm。由上可知，本发明实施例一相较于现有技术，具有高强度等级的钢丝股线，且通过增加股线数量提高了钢丝帘线的强度、渗胶率及耐疲劳性能。

实施例二：

在本实施例中，芯股股线钢丝10中钢丝直径d1和外层股股线钢丝20中钢丝直径d2、d3不相同。具体地，芯股股线钢丝10中芯股第一层钢丝1、芯股第二层钢丝2和芯股第三层钢丝3的直径均为0.20mm；外层股股线钢丝20中第一层钢丝4的直径为0.20mm，外层股第二层钢丝5和外层股第三层钢丝6的直径均为0.185mm。

芯股股线钢丝10的芯股第一层钢丝1编捻的捻距为6.3mm，芯股第二层钢丝2编捻的捻距为12.5mm，芯股第三层钢丝3编捻的捻距为16.0mm。外层股股线钢丝20的外层股第一层钢丝4无编捻，外层股第二层钢丝5编捻的捻距为7.0mm，外层股第三层钢丝6编捻的捻距为14.0mm。

芯股股线钢丝10中钢丝与外层股股线钢丝20中钢丝采用不同捻向，芯股股线钢丝10中钢丝的捻向为z捻、外层股股线钢丝20中钢丝的捻向为s捻，七股外层股股线钢丝20围绕芯股股线钢丝10的捻向为z捻。

在本实施例中，﹙3+9+15×0.20﹚+7×﹙0.20+6+12×0.185﹚的钢帘线结构用于工程车辆子午线轮胎增强用钢丝帘线。

表2为现有技术中子午线轮胎常用的7×﹙3+9+15×0.175﹚+0.20ht结构钢丝帘线与本发明实施例二的性能指标对比表：

表2

图2是现有技术中常用的7×﹙3+9+15×0.175﹚+0.20ht结构钢丝帘线的截面示意图。

由图1、图2、表1可知，7×﹙3+9+15×0.175﹚+0.20ht结构钢丝帘线的直径为3.42mm，芯股股线钢丝d1捻向sss、外层股股线钢丝d2均为zzz捻，六股外层股股线钢丝d4为s捻，外缠钢丝d3的捻向为z捻；芯股股线钢丝d1和外层股股线钢丝d2中第一层钢丝a1的捻距均为5.0mm，第二层钢丝a2的捻距均为10.0mm，第三层钢丝a3的捻距均为16.0mm，六股外层股股线钢丝d4的捻距为38.0mm，外缠钢丝d3的捻距为5.0mm，破断力≥11470n，破断力/线密度为305.98n/(g/m)，粘合力≥2200n/25mm。

本发明实施例一的钢丝帘线的直径为3.10mm，芯股股线钢丝10钢丝捻向为zzz捻，捻距分别为6.3/12.5/16.0mm；外层股股线钢丝20钢丝捻向为ss捻，捻距分别为7.0/14.0mm，七股外层股股线钢丝20围绕芯股股线钢丝10的捻距为38.0mm，破断力≥12600n，破断力/线密度为350.2n/(g/m)，粘合力≥2500n/25mm。

由上可知，两者相比，本发明实施例一具有高强度等级的钢丝股线，且通过增加股线数量提高了钢丝帘线强度、渗胶率及耐疲劳性能。

通过以上对比可以看出，制作同等密度的子午线轮胎时，采用本发明提供的子午线轮胎强度比采用现有技术制作的子午线轮胎强度提高了10％，并且帘线渗胶性能和耐疲劳性能也有大幅度提高。因此，本发明提供的子午线轮胎用钢丝帘线能够有效降低工程车辆子午线轮胎的生产成本，延长工程车辆子午线轮胎的使用寿命。

本发明实施例仅为范例，依据不同的应用场合，本发明的﹙3+9+15﹚×d1+7×﹙d2+6+12×d3﹚结构，芯股股线钢丝10中的钢丝与外层股股线钢丝20中的钢丝可以使用不同钢丝直径和强度来配比，捻向分为zzz/ss/z或sss/zz/s，本发明同样适用于﹙3+9+14﹚×d1+7×﹙d2+6+11×d3﹚和外增加一根外缠丝。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

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