螺旋纏繞式圓形鋼絲圈成型設(shè)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(qiáng)度、質(zhì)輕與結(jié)構(gòu)優(yōu)良等特點(diǎn),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(chǔ)件,并迅速運(yùn)用在承受復(fù)雜工況的輪胎中。而通過有效的成型運(yùn)動,適宜的鋼絲材料屬性和成型工藝?yán)p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(shù)中的難點(diǎn),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(guān)鍵技術(shù)。因此,為了

2、實(shí)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(shí)際受力情況的基礎(chǔ)上對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。同時依據(jù)高性能鋼絲圈結(jié)構(gòu)特點(diǎn),匹配予鋼絲圈部件適宜材料與配合工藝。最后在實(shí)現(xiàn)對成型運(yùn)動嚴(yán)格控制的基礎(chǔ)上,依據(jù)現(xiàn)有鋼絲圈成型設(shè)備的技術(shù)對圓形鋼絲圈成型設(shè)備進(jìn)行研究與開發(fā)。
　　第一部分,在試驗(yàn)仿真方面:以型號11.00R20載重子午線輪胎為例,運(yùn)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(jìn)行充氣分

3、析。提出并運(yùn)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(jìn)行仿真分析,并獲取鋼絲圈中應(yīng)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(xué)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(qiáng)度高、應(yīng)力分布均勻和結(jié)構(gòu)優(yōu)良的力學(xué)性能。
　　第二部分,在鋼絲圈工藝方面:詳細(xì)剖析鋼絲圈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),研究高性能圓形鋼絲圈鋼絲的成型運(yùn)動軌跡,并依此對鋼絲圈成型設(shè)備中纏線裝

4、置的成型運(yùn)動方式進(jìn)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(jìn)行理論受力分析,為成型設(shè)備提供設(shè)計(jì)參數(shù)。
　　第三部分,在成型設(shè)備開發(fā)方面:根據(jù)圓形鋼絲圈成型的原理和特點(diǎn),明確了成型設(shè)備應(yīng)滿足的功能要求,針對性地提出成型設(shè)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(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上,制定了