一种可充气防爆轮胎论文和设计-张文强

全文摘要

本实用新型公开了一种可充气防爆轮胎，属于轮胎领域。本实用新型的一种可充气防爆轮胎，包括轮胎，轮胎内部设有内腔，内腔表面环绕设有螺旋状凸纹；螺旋状凸纹围绕内腔中心轴线在内腔表面环形方向绕行至布满内腔一周；轮胎的胎面与内腔间沿内腔中心轴线方向开设有防扎孔；本实用新型的可充气防爆轮胎通过在轮胎内腔表面设有螺旋状凸纹，改变轮胎内腔表面结构，增大比表面积，消除架构应力，增强换热效果，满足防爆性能要求的同时，并不增加轮胎重量。

主设计要求

1.一种可充气防爆轮胎，包括轮胎(1)，其特征在于：所述轮胎(1)内部设有内腔(10)，所述内腔(10)表面环绕设有螺旋状凸纹。

设计方案

1.一种可充气防爆轮胎，包括轮胎(1)，其特征在于：所述轮胎(1)内部设有内腔(10)，所述内腔(10)表面环绕设有螺旋状凸纹。

2.根据权利要求1所述的一种可充气防爆轮胎，其特征在于：所述螺旋状凸纹围绕内腔中心轴线(13)在内腔(10)表面环形方向绕行至布满内腔(10)一周。

3.根据权利要求2所述的一种可充气防爆轮胎，其特征在于：所述内腔(10)表面至少设有一条螺旋状凸纹。

4.根据权利要求1所述的一种可充气防爆轮胎，其特征在于：所述内腔(10)侧面开设有固定气门芯的气门嘴(11)并与轮胎(1)外部连通。

5.根据权利要求1所述的一种可充气防爆轮胎，其特征在于：所述轮胎(1)的胎面与内腔(10)间沿内腔中心轴线(13)方向开设有防扎孔(12)。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及轮胎领域，更具体地说是涉及一种可充气防爆轮胎。

背景技术

近年来，橡胶工业快速发展为轮胎行业提供了广阔的市场空间，各类轮胎制品层出不穷，随着人们经济生活的提高，轿车也成为了常备的交通出行工具，给人们生活带来极大便利的同时，由于车轮爆胎发生的事故也不断增高，汽车在高速行驶状态中，对于有内胎或无内胎的轮胎而言，都存在轮胎自身长期产生的磨损以及轮胎承受车体的重量转变为内部的气压，轮胎快速转动时与地面瞬间高速碰撞使轮胎内的气体运动在此局部产生高压力，轮胎内部向外的压力和外部地面高速碰撞，在局部产生向内的高压力，特别是碰上障碍物，在此局部压力又突然增高，很容易产生突发性的爆胎事故，告诉行驶的汽车一旦爆胎，其重心瞬间转移，极易造成车辆失控，从而发生事故。

现有的防爆轮胎通常通过增加胎壁厚度、在胎内加装高强度支撑材料，在车辆轮胎受损漏气时，能及时支撑轮胎，防止轮胎发生剧烈形变导致车辆失控，虽然提高了安全性，但是这类防爆轮胎相比于普通轮胎重量大大增加，增加了车辆负担，使用体验驾驶舒适度大大降低，且加工工艺复杂，造成目前市面上的防爆轮胎造价成本很高。

经检索，中国专利公开号：CN104608561A，公开日：2015年5月13日，公开了一种防爆轮胎，包括车圈、内胎和外胎；所述内胎包括有环形囊和气包；所述气包呈圆环阵列、周向等距排布在所述车圈的外周壁上；所述环形囊固结在由所述气包形成的圆环阵列的一个侧面；在每个所述气包与所述环形囊固结的侧面上开设有一个单向阀；当所述环形囊充满气时，所述环形囊的外环壁不接触所述外胎的内周壁且所述环形囊的内环壁不接触车圈的外周壁；在所述环形囊上还开设有一个充气阀。该发明的防爆轮胎保证防爆的前提下成品重量虽然有所减轻，但是加工工序复杂，导致制造成本仍然很高。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

针对现有技术中防爆轮胎重量大、结构复杂、加工复杂、成本高的问题，本实用新型提供了一种可充气防爆轮胎。本实用新型的可充气防爆轮胎通过在轮胎内腔表面设有螺旋状凸纹，改变轮胎内腔表面结构，增大比表面积，消除架构应力，增强换热效果，满足防爆性能要求的同时，并不增加轮胎重量。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

一种可充气防爆轮胎，包括轮胎，所述轮胎内部设有内腔，所述内腔表面环绕设有螺旋状凸纹。内腔表面环绕设有螺旋状凸纹，一条凸纹为连续的凸起呈螺旋状设于内腔表面，凸纹的截面形状并不仅限于半圆形以及矩形，还可为梯形等形状，用于制造半圆形凸纹的模芯较好加工，设有凸纹的目的是增大轮胎内腔的比表面积以增强散热效果，螺旋状结构可以消除内腔的架构应力，缓解轮胎制品疲劳，大大延长轮胎的使用寿命。

进一步地，所述螺旋状凸纹围绕内腔中心轴线在内腔表面环形方向绕行至布满内腔一周。凸纹螺旋状设于内腔表面，在增强散热效果、消除架构应力的同时，凸纹如同弹簧一样环绕轮胎内腔，呈弹簧骨架式对内腔起到一定支撑作用，防止轮胎被刺破时剧烈形变导致车辆失衡的情况发生。

进一步地，所述内腔表面至少设有一条螺旋状凸纹。通过在内腔表面设置多条互不相交的螺旋状凸纹来进一步强化内腔表面的强度，以增强轮胎被刺破或漏气时的抗变形能力。

进一步地，所述内腔侧面开设固定气门芯的气门嘴并与轮胎外部连通。内腔侧面开设固定气门芯的气门嘴并与轮胎外部连通，气门芯可通过气门嘴内置安装在轮胎侧面，外部观察不到气门芯伸出，胎体更换、安装更加方便。

进一步地，所述轮胎的胎面与内腔间沿内腔中心轴线方向开设有防扎孔。内腔与胎面之间有一空腔为防扎孔，防扎孔到胎面之间构成防扎层，本方案的防扎孔截面形状为水滴形，大头一端靠近内腔，小头一端靠近胎面顶部，防扎孔大头部到胎面之间构成的防扎层，能起到很好的防扎效果。

进一步地，所述轮胎的注射、中空和硫化工序在同一模具内进行，所述模具包括上模具、中模芯和下模具；所述内腔表面有气密层，气密层经由液态气密层胶料喷涂在内腔表面固化后形成。

一种可充气防爆轮胎的加工方法，包括如下步骤：

一、塑炼：将橡胶原料塑炼成流体状橡胶料；

二、合模：将上模具、中模芯和下模具合拢形成模腔，将模腔抽成真空状态，并加热至 120～180℃；

三、注射：将塑炼后的橡胶料注入模腔中，注满后静置成型；

四、开模：打开模具，取下中模芯；

五、二次合模：将分别内含半个轮胎的上模具和下模具二次合拢形成模腔，轮胎内部为表面有螺旋状的凸纹的中空腔体；

六、注气：向轮胎内部中空注入高温高压气体；

七、硫化：对轮胎进行硫化操作；

八、泄压：对轮胎内部的高温高压气体进行泄压；

九、气密层制备：将呈液态的气密层胶料喷入轮胎内部的中空中；

十、二次开模：打开模具，取出轮胎。

进一步地，呈液态的气密层胶料由0.1～3.0MPa的压缩空气喷吹入轮胎中空中。压缩空气压强过小无法顺利将液态气密层胶料充分喷吹进入轮胎内腔中，喷吹效率低，压缩空气压强过大导致喷吹速度过快，液态气密层胶料易对气门嘴附近的轮胎内腔产生冲击，影响轮胎性能及气密层均匀性。

进一步地，在进行气密层制备时，轮胎内部为压力均匀，轮胎外部进行均匀加热。气密层胶料在轮胎内腔固化时的均匀程度与轮胎内腔的压力和温度有关，当轮胎内部即轮胎内腔的压力均匀，温度均匀时，轮胎内腔各部位气密层胶料固化的厚度均匀一致。

进一步地，气密层制备步骤持续时间为1.0～2.8min。喷吹时间过短会导致形成气密层厚度过薄，气密性不达标，喷吹时间过长会浪费材料且可能导致局部气密层厚度过大，影响轮胎使用性能。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种可充气防爆轮胎，在内腔表面环绕设有螺旋状凸纹，大大增加了轮胎内腔的散热效果，防止内腔温度升高导致胎压升高发生爆胎危险；螺纹状结构可以消除内腔架构应力，缓解轮胎制品疲劳，延长轮胎的安全使用寿命，且本实用新型的轮胎加设螺旋状凸纹不会导致轮胎重量增重，凸纹结构可以在轮胎制作过程中与轮胎一体化成型制成，无需单独配置材料单独成型附着，相比于现有的防爆轮胎的制作，本实用新型的轮胎制作简单，成本低；

(2)本实用新型的一种可充气防爆轮胎，螺旋状凸纹围绕内腔中心轴线在内腔表面环形方向绕行至布满内腔一周，采用此方案布置的凸纹，相当于骨架一样支撑在内腔表面，当轮胎受外力被刺破时，凸纹增强刺破口附近轮胎的强度，防止轮胎被大面积撕裂导致车辆失衡，在凸纹的支撑下，当轮胎漏气或胎压不足时，可以使轮胎保持安全行驶的形状，支撑着轮胎防止胎壁着地，凸纹还可对内腔四周表面均起到加强效果，增加轮胎各方向面的强度，延长轮胎寿命，大幅降低轮胎受损时的形变程度；

(3)本实用新型的一种可充气防爆轮胎，内腔表面至少设有一条螺旋状凸纹，可通过设置多条螺旋状凸纹来增加轮胎强度，增强轮胎被刺破或漏气时的抗变形能力，进一步确保轮胎行驶过程中的安全性；

(4)本实用新型的一种可充气防爆轮胎，内腔侧面开设固定气门芯的气门嘴并与轮胎外部连通，使气门芯可以从轮胎侧面内置安装在胎体上，便于密封，避免了从轮辋上安装气门芯的麻烦；

(5)本实用新型的一种可充气防爆轮胎，在轮胎的胎面与内腔间沿内腔中心轴线方向开设有防扎孔，防扎孔与胎面之间构成防扎层，防扎孔增强轮胎行驶时与地面接触的胎面的强度，使尖锐物不易扎破胎面，对于扎入胎面的尖锐物，长度较短的滞留在防扎孔内，不会影响到内腔气压，长度较长的尖锐物刺入内腔后，防扎孔将尖锐物卡在创口处，防止尖锐物脱落引起创口增大，进一步增强了轮胎的安全性，防扎层还在不影响轮胎防爆效果的前提下节约了制造用料，降低了成本；

(6)本实用新型的一种可充气防爆轮胎，轮胎的注射、中空和硫化工序在同一模具内进行，简化轮胎加工工序，使得本实用新型轮胎内腔凸纹更易于加工，且加工出的轮胎平衡度更高，使用体验更好；通过采用胶料喷涂的方法固化在轮胎内腔表面，形成致密的薄膜，相比于现有制成胶片粘附成的气密层，本实用新型制得的气密层质量更轻；致密薄膜的气密性更好；固化在表面形成的气密层与胎体的结合更紧密，相互间不产生剪应力，不会有脱层现象发生，有效使用寿命更长；

(7)本实用新型的一种可充气防爆轮胎的加工方法，通过塑炼、合模、注射、开模、二次合模、注气、硫化、泄压、气密层制备、二次开模这一工艺，一个模具里即能完成轮胎的中空成型、硫化、制备气密层的工序，无需反复转移轮胎、加压、升温等操作，减少了生产工序，降低耗能耗时，大大提高了生产效率，由于可充气防爆轮胎是直接在模具中合模后注射成型的，相比于现有的制成中间带孔的条状后弯接后硫化成型的轮胎，本实用新型的方法加工制成的轮胎平衡度更高，更安全；

(8)本实用新型的一种可充气防爆轮胎的加工方法，通过在气密层制备过程中，对喷吹压缩空气压强、外部加热温度和喷吹时间的控制，保持轮胎内腔的压力和温度均匀且稳定在合适的范围，液态气密层胶料在喷吹进入轮胎内腔后可以均匀的附着固化在轮胎内腔表面，从而形成致密且均匀的气密薄层，本实用新型的气密层制备工序简单易实现，得到的气密层更轻更薄，气密性更好；

(9)本实用新型的一种可充气防爆轮胎的加工方法，制成的可充气防爆轮胎具有很好的气密性，在使用过程中不会漏气，配合轮胎内腔表面螺旋状凸纹的改进，使轮胎加工时气密层的附着能力更强，气密性更高；

(10)本实用新型的一种可充气防爆轮胎及其加工方法，对轮胎结构的改进增强了轮胎的散热性，避免夏天或高速行驶导致气压过高；螺旋状凸纹缓解了轮胎制品疲劳，延长了轮胎安全使用寿命；凸纹结构还增强了轮胎被刺破时的抗变形能力，防止被刺破时轮胎突然变形导致车辆失衡；通过对加工方法的改进，制得的轮胎具有很高的气密性，且高气密性长久稳定，避免了轮胎使用过程中胎压不足的情况发生，从多方面解决了轮胎爆胎的隐患，达到了防爆标准。

附图说明

图1为本实用新型的可充气防爆轮胎结构示意图；

图2为本实用新型的可充气防爆轮胎剖视图；

图3为本实用新型的可充气防爆轮胎剖视图；

图4为图3中A的放大图；

图5为本实用新型的可充气防爆轮胎剖视图；

图6为本实用新型的可充气防爆轮胎气门嘴位置；

图7为本实用新型设有防扎层的可充气防爆轮胎剖视图；

图8为用于加工轮胎的模具结构示意图。

图中：1、轮胎；10、内腔；11、气门嘴；12、防扎孔；13、内腔中心轴线；2、模具； 20、上模具；21、中模芯；22、下模具；23、注射孔。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。

实施例1

本实施例的一种可充气防爆轮胎，如图1、图2和图5所示，包括轮胎1，其特征在于：所述轮胎1内部设有内腔10，所述内腔10表面环绕设有螺旋状凸纹。

引起轮胎爆胎一般有四个原因，一是轮胎漏气，轮胎自身损坏造成的漏气或遭受刺扎造成的漏气，二是轮胎气压过高，高速行驶导致轮胎温度升高，不能及时散热使胎内气压升高，导致轮胎变形爆胎；三是轮胎气压不足，易造成大的谐振作用力，且在转弯时可能导致胎壁着地爆胎；四是轮胎自身性能，轮胎制造是平衡度不够导致磨损很快，使轮胎上出现易破的薄弱部分；轮胎爆胎造成事故的主要原因是因为汽车高速行驶时，轮胎突然破裂导致突然形变，车辆重心突然变化，发生侧偏。本实施例针对上述爆胎事故原因，对轮胎结构做出改进，如下：

内腔10表面环绕设有螺旋状凸纹，如图2和图5中所示，需要说明的是，一条凸纹为连续的凸起呈螺旋状设于内腔10表面，凸纹的截面形状并不仅限于图4中(a)所示的半圆形以及图4中(b)所示的矩形，还可为梯形等形状，用于制造半圆形凸纹的模芯较好加工，设有凸纹的目的是增大轮胎内腔10的比表面积，相比于平滑的内腔10表面，本实施例这种有凸纹的内腔10比表面积更大，带来的有益效果是轮胎的散热效果大大提高，在夏天或是高速行驶时导致的胎温升高可以及时被散热，从而避免温度升高导致胎内气压过高的情况发生。

另，在内腔10表面设有螺旋状的凸纹，螺旋状结构可以消除内腔的架构应力，轮胎使用时产生的应力有螺旋状结构均匀传递分散，极大地缓解了轮胎制品的疲劳，使轮胎的安全使用寿命大大增加。

本实施例的可充气防爆轮胎相比于现有的防爆轮胎结构，仅在轮胎内腔10表面加设螺旋状凸纹，此结构可在轮胎成型时一体化成型加设上去，不会大幅增加轮胎重量，不会增加汽车负重，相比于现有的防爆轮胎制作简单，成本低。

实施例2

本实施例的一种可充气防爆轮胎，在实施例1的基础上作进一步改进，所述螺旋状凸纹围绕内腔中心轴线13在内腔10表面环形方向绕行至布满内腔10一周。

如图3所示，凸纹按图中所示方式螺旋状设于内腔10表面，在增强散热效果、消除架构应力的同时，凸纹如同弹簧一样环绕轮胎内腔10，呈弹簧骨架式对内腔10起到一定支撑作用，当轮胎受到外力被刺破时，在本实施方式布置的螺旋状凸纹的作用下，刺破口附近的螺纹均匀分散了刺破时产生的作用力，防止轮胎被刺破时突然形变，螺纹状凸纹也加强了轮胎内腔10表面的强度，防止气压外泄下突然撕裂轮胎，同时螺旋状凸纹密布在内腔10表面，可以在轮胎刺破后支撑轮胎形状，使汽车可以保持一定速度安全行驶至修理地点。

实施例3

本实施例的一种可充气防爆轮胎，在实施例2的基础上作进一步改进，所述内腔10表面至少设有一条螺旋状凸纹。

本实施例的可充气防爆轮胎，通过在内腔10表面设置多条互不相交的螺旋状凸纹来进一步强化内腔10表面的强度，以增强轮胎被刺破或漏气时的抗变形能力；还可设置多个内腔 10，每个内腔10表面设置螺旋状凸纹，来达到相同的效果。

本实施例的可充气防爆轮胎，强度更高，轮胎防爆能力更强，但是制造成本有所提高，本实施例的可充气防爆轮胎在不充气的情况下也可安装使用，螺旋状凸纹可支撑胎体，防止胎壁着地被磨损。

实施例4

本实施例的一种可充气防爆轮胎，在实施例1或2或3的基础上作进一步改进，所述内腔10侧面开设固定气门芯的气门嘴11并与轮胎1外部连通。

现有的气门芯多安装在轮胎内壁的轮辋上，少部分安装在轮辋侧面的凹槽中，安装麻烦，更换胎体时需要频繁拆卸，且易漏气，本实施例的可充气防爆轮胎，内腔10侧面开设固定气门芯的气门嘴11并与轮胎1外部连通，气门芯可通过气门嘴11内置安装在轮胎侧面，外部观察不到气门芯伸出，气门芯处密封更方便可靠，且胎体更换时更加方便。

实施例5

本实施例的一种可充气防爆轮胎，在实施例1或2或3或4的基础上作进一步改进，所述轮胎1的胎面与内腔10间沿内腔中心轴线13方向开设有防扎孔12。

如图7所示，内腔10与胎面之间有一空腔为防扎孔12，防扎孔12到胎面之间构成防扎层，本实施例的防扎孔12截面形状为水滴形，大头一端靠近内腔10，小头一端靠近胎面顶部，防扎孔12大头部到胎面之间构成的防扎层，能起到很好的防扎效果，汽车在行驶时，轮胎与地面接触的胎面极易受到尖锐石子、钉子的穿刺，防扎孔12的水滴形状，小头端部到胎面之间应力集中，使轮胎行驶时碰到尖锐物时不易刺穿胎面，达到防扎效果，即使发生刺穿情况，刺入轮胎的尖锐物穿过防扎孔12，刺入到轮胎内腔10，防扎孔12的结构特点可以将刺入物卡在创口部位，防止其掉落引起创口部位增大加速漏气，若刺入物较短小，则滞留在防扎孔12中，不会影响到内腔10气压；防扎孔12还可以在不影响轮胎防爆效果的前提下进一步减少轮胎制作用料，降低成本。

实施例6

本实施例的一种可充气防爆轮胎，在实施例1或2或3或4或5的基础上作进一步改进，所述轮胎1的注射、中空和硫化工序在同一模具2内进行，所述模具2包括上模具20、中模芯21和下模具22；

所述内腔10表面有气密层，气密层经由液态气密层胶料喷涂在内腔10表面固化后形成。

本实施例的可充气防爆轮胎为无内胎轮胎，现有的无内胎轮胎加工时，需先制成中间带孔的条状后弯接后硫化成型，采用此方法加工内腔10表面凸纹难度太大，且此方法需反复转移轮胎、加压、升温等操作，工序繁杂，本实施例的可充气防爆轮胎，采用直接成型的方法，通过中模芯21上设有与内腔10表面形状对应的螺旋状凹纹，在上模具20和中模芯21、下模具22和中模芯21之间分别成型半个轮胎，合模硫化后直接成型整个轮胎，如图8所示，大大简化了轮胎的生产工序，使得本申请的轮胎内腔10表面的凸纹易于制造，且经本方法生产出的轮胎平衡度高，使用体验好，使用寿命长；现有的无内胎轮胎气密层是将气密层胶料混炼、压延成胶片后粘附在轮胎内腔10上，采用这种气密层制备工艺得到的气密层与胎体间存在着剪切应力，易使其与胎体间发生脱层，且易在长时间应力作用下产生裂纹，脱层和裂纹均会造成无内胎轮胎漏气，影响气密性，为保证气密性达标，不但对胶料性能的要求很高，对混炼时的炼胶容量、排胶温度、压延工序以及硫化粘附均有着严格的要求，技术要求很高，大多数厂家难以达到要求，所以多通过增大气密层厚度来使气密性达标，但这样会造成轮胎重量增大，材料浪费，影响使用体验，针对此，本实用新型对气密层在轮胎内腔10表面的制备方法进行优化：将气密层胶料熔炼成呈液态状，将液态状的气密层胶料喷吹进入轮胎内腔10，液态气密层胶料在轮胎内腔10表面均匀固化，形成致密的薄膜层，这种结合方式是由小分子交联成高分子成膜结合，气密层薄膜与胎体间紧密结合，近似为一体结构，两者间的剪切应力极小，不会发生脱层现象，同种气密层胶料通过喷涂固化形成的气密层与制成胶片粘附成气密层相比，喷涂固化后形成的气密层质量更轻、致密薄膜气密性更好，不发生脱层现象，使用寿命更长。

实施例7

本实施例的一种可充气防爆轮胎的加工方法，用于制造实施例1～6任意一条所述的可充气防爆轮胎，包括以下步骤：

一、塑炼：将橡胶原料塑炼成流体状橡胶料；

二、合模：将上模具20、中模芯21和下模具22合拢形成模腔，将模腔抽成真空状态，并加热至120～180℃；

三、注射：将塑炼后的橡胶料注入模腔中，注满后静置成型；

四、开模：打开模具2，取下中模芯21；

五、二次合模：将分别内含半个轮胎的上模具20和下模具22二次合拢形成模腔，轮胎内部为表面有螺旋状的凸纹的中空腔体；

六、注气：向轮胎内部中空注入高温高压气体；

七、硫化：对轮胎进行硫化操作；

八、泄压：对轮胎内部的高温高压气体进行泄压；

九、气密层制备：将呈液态的气密层胶料喷入轮胎内部的中空中；

十、二次开模：打开模具2，取出轮胎。

本实施例的可充气防爆轮胎的加工方法，经塑炼、合模、注射和开模步骤，在模具2内得到了内腔凸纹成型的上半轮胎和下半轮胎，分别成型于上模具20和下模具22中，通过将中模芯21铸造成与内腔螺旋状凸纹匹配的螺旋状凹纹形状，使轮胎内腔10形成需要加工的形状，上模具20上竖向向下凸起设置有上模气门嘴11造型模，用于在轮胎成型后安装气门芯，二次合模时，撤走中模芯21，上模具20和下模具22直接合模，此时可充气防爆轮胎形状已成型，通过注气步骤保证后续操作中轮胎内腔10的形状稳定，对轮胎进行硫化操作，使上半轮胎和下半轮胎成型为完整的轮胎，当硫化进度到达95％以上时，开始对轮胎内部进行泄压，准备进行气密层制备，可从气门嘴处吹进液态气密层胶料，待气密层胶料固化在轮胎内腔10表层后，二次开模取出轮胎，得到了成型的可充气防爆轮胎。

实施例8

本实施例的一种可充气防爆轮胎的加工方法，在实施例7的基础上作进一步改进，呈液态的气密层胶料由0.1～3.0MPa的压缩空气喷吹入轮胎中空中。

采用压缩空气作为动力源，通过气门嘴，将液态气密层胶料喷吹进入轮胎内腔10中，喷吹操作方便快捷，根据轮胎型号不同，选用不同压强的压缩空气进行喷吹，压缩空气压强不能过小(小于0.1MPa)，否则无法顺利将液态气密层胶料充分喷吹进入轮胎内腔10中，喷吹效率低，压缩空气压强不能过大(大于3.0MPa)，压强过大导致喷吹速度过快，液态气密层胶料易对气门嘴附近的轮胎内腔产生冲击，影响轮胎性能，且喷吹压强过大影响轮胎内腔压力的均匀性，导致气密层均匀性受到影响。

实施例9

本实施例的一种可充气防爆轮胎的加工方法，在实施例8的基础上作进一步改进，在进行气密层制备时，轮胎内部为压力均匀，轮胎外部进行均匀加热；气密层制备步骤持续时间为1.0～2.8min。

经申请人实验研究表明，气密层胶料在轮胎内腔10固化时的均匀程度与轮胎内腔10的压力和温度有关，当轮胎内部即轮胎内腔10的压力均匀，温度均匀时，轮胎内腔10各部位气密层胶料固化的厚度均匀一致，从轮胎外部对轮胎进行均匀加热可以加快固化的速度，轮胎内腔10表面升温后方便气密层胶料的附着固化，轮胎外部加热温度为100～150℃，针对轮胎型号不同，选用不同的加热温度，加热温度不能过低(小于100℃)，否则轮胎内腔10表面温度过低，气密层胶料固化效率低，且形成的薄层过薄，不致密，加热温度不能过高(大于150℃)，否则会影响气密层胶料的性能。

进一步地，本实施例的气密层制备步骤分为两个阶段：a)、喷吹：通过压缩气体将液态气密层胶料喷吹进入内腔10，喷吹过程持续0.1～0.6min；b)、固化：喷吹阶段完成后，保持内腔10恒温恒压下静置一段时间，使喷吹的气密层胶料固化在内腔10表面，固化过程持续 0.9～2.2min。

喷吹气密层持续时间过短(小于0.1min)会导致形成的气密层薄膜过薄，气密性不达标，喷吹气密层持续时间过长(大于0.6min)浪费材料和时间，对气密层致密度和均匀性的有利影响不大，甚至可能造成局部气密层厚度过大，在后续轮胎使用过程中影响性能；固化时间过短(小于0.9min)会导致喷吹的气密层胶料未充分固化在内腔10表面，影响气密性，固化时间过长(大于2.2min)对气密层固化影响不大，但浪费时间，增加了生产成本。

在轮胎内部压力均匀、轮胎外部均匀加热的前提下，通过控制压缩气体喷吹的压强、喷吹持续时间可以达到对制备气密层的厚度进行控制的效果，相比于现有技术中气密层的制备方法，本申请可根据不同需求灵活控制气密层制备的厚度，最薄可达0.5mm的致密均匀气密层，保证气密性的前提下，大大减轻气密层所占重量，随着上述参数的增大，可生成厚度大的气密层，在本申请的压缩空气压强、外部加热温度、喷吹时间范围内，可生成厚度为 0.5～5.0mm的厚度均匀的致密气密层。

实施例10

本实施例的一种可充气防爆轮胎的加工方法，在实施例9的基础上作进一步改进，合模后将模腔内抽成真空状态，并将模腔加温至120～180℃；注射步骤时，保持60～100℃的注射温度，注射完成后静置5～50s；注气步骤中，向轮胎内部中空注入氮气，压力为0.9～4.9MPa，温度为100～180℃；硫化步骤的持续时间为600～1000s。

将模腔内抽成真空状态方便注射步骤时橡胶料能更容易注射填满模腔，通过在模具2外部加热来保证模腔的温度控制在120～180℃，确保注射入模腔的橡胶料流动性足够，不会预冷粘结在注射孔23附近影响橡胶料的注射；保证注射温度在60～100℃之间，确保注射期间橡胶料的流动性，进一步地，本实施例的注射时间控制在30s内，防止注射过慢橡胶料在模腔内提前成型影响后续注射，注射后静置5～50s，在此期间轮胎初步成型，根据制作轮胎的尺寸型号所选参数有所不同；向轮胎内部注入高温高压氮气完成轮胎硫化所需的内压支撑成型，代替传统工艺上采用过热水作为内压支撑，相比于传统工艺，本实施例生产成本更低，由于减少了水的加热和输送设备，减少了硫化能耗的40～50％，节约了水处理的费用；注入氮气提高了硫化压力，改善了轮胎的整体性能，缩短硫化时间；本实施例注入的氮气为氧质量分数低于10×10^{-6<\/sup>的高纯度氮气，对硫化交联密度接近零消耗，提高了硫化后轮胎的质量，且氮气氧含量极低，不会对模具等设备发生氧化，可大大延长设备的使用寿命；本实施例硫化步骤的持续时间为600～1000s，根据制作的轮胎尺寸型号不同选择不同的参数。}

进一步地，本实施例设有多组模具，每组模具为固定机位，本实施例的橡胶料注射设备为注射台，注射台座为活动机位，可以在多个固定机位之间运动，由于硫化等待时间较长，注射台座可以在等待硫化期间对下一组模具进行注射，节约轮胎生产工序的时间，一对多进行轮胎生产，节约空间、能耗，进一步提高生产效率。

实施例11

本实施例的一种可充气防爆轮胎的加工方法，生产直径为600mm的可充气防爆轮胎，具体步骤为：

一、塑炼：将橡胶原料塑炼成流体状橡胶料；

二、合模：将上模具20、中模芯21和下模具22合拢形成模腔，上模具20和下模具22为半个轮胎的形状，中模芯21的形状为闭合的圆柱条状，其上设有螺旋状凹纹，合模过程中通过加热模具2，将模腔升温至120℃，合模后将模腔抽真空；

三、注射：将塑炼后的橡胶料注入模腔中，注射时温度为60℃，注射时间为10s，注满后静置5s成型；

四、开模：打开模具2，取下中模芯21；

五、二次合模：将分别内含半个轮胎的上模具20和下模具22二次合拢形成模腔，轮胎内部为表面有螺旋状的凸纹的中空腔体；

六、注气：向轮胎内部中空注入高温高压氮气，压力为0.9MPa，温度为100℃；

七、硫化：对轮胎进行硫化操作，持续时间为600s；

八、泄压：对轮胎内部的高温高压气体进行缓慢泄压；

九、气密层制备：将呈液态的气密层胶料喷入轮胎内部的中空中，在喷吹时，压缩空气压强为0.6MPa，轮胎外部加热温度为100℃，喷吹总时间为0.5min；

十、二次开模：打开模具2，取出轮胎。

本实施例制得的可充气防爆轮胎充足气后使用12个月未发生胎压下降，未发生爆胎现象。

实施例12

本实施例的一种可充气防爆轮胎的加工方法，生产直径为700mm的可充气防爆轮胎，具体步骤为：

一、塑炼：将橡胶原料塑炼成流体状橡胶料；

二、合模：将上模具20、中模芯21和下模具22合拢形成模腔，上模具20和下模具22为半个轮胎的形状，中模芯21的形状为闭合的圆柱条状，其上设有螺旋状凹纹，合模过程中通过加热模具2，将模腔升温至150℃，合模后将模腔抽真空；

三、注射：将塑炼后的橡胶料注入模腔中，注射时温度为85℃，注射时间为25s，注满后静置35s成型；

四、开模：打开模具2，取下中模芯21；

五、二次合模：将分别内含半个轮胎的上模具20和下模具22二次合拢形成模腔，轮胎内部为表面有螺旋状的凸纹的中空腔体；

六、注气：向轮胎内部中空注入高温高压氮气，压力为3.6MPa，温度为160℃；

七、硫化：对轮胎进行硫化操作，持续时间为800s；

八、泄压：对轮胎内部的高温高压气体进行缓慢泄压；

九、气密层制备：将呈液态的气密层胶料喷入轮胎内部的中空中，在喷吹时，压缩空气压强为1.0MPa，轮胎外部加热温度为120℃，喷吹总时间为1.5min；

十、二次开模：打开模具2，取出轮胎。

本实施例制得的可充气防爆轮胎充足气后使用12个月未发生胎压下降，未发生爆胎现象。

实施例13

本实施例的一种可充气防爆轮胎的加工方法，生产直径为800mm的可充气防爆轮胎，具体步骤为：

一、塑炼：将橡胶原料塑炼成流体状橡胶料；

二、合模：将上模具20、中模芯21和下模具22合拢形成模腔，上模具20和下模具22为半个轮胎的形状，中模芯21的形状为闭合的圆柱条状，其上设有螺旋状凹纹，合模过程中通过加热模具2，将模腔升温至180℃，合模后将模腔抽真空；

三、注射：将塑炼后的橡胶料注入模腔中，注射时温度为100℃，注射时间为30s，注满后静置50s成型；

四、开模：打开模具2，取下中模芯21；

五、二次合模：将分别内含半个轮胎的上模具20和下模具22二次合拢形成模腔，轮胎内部为表面有螺旋状的凸纹的中空腔体；

六、注气：向轮胎内部中空注入高温高压氮气，压力为4.9MPa，温度为180℃；

七、硫化：对轮胎进行硫化操作，持续时间为1000s；

八、泄压：对轮胎内部的高温高压气体进行缓慢泄压；

九、气密层制备：将呈液态的气密层胶料喷入轮胎内部的中空中，在喷吹时，压缩空气压强为1.2MPa，轮胎外部加热温度为150℃，喷吹总时间为2.5min；

十、二次开模：打开模具2，取出轮胎。

本实施例制得的可充气防爆轮胎充足气后使用12个月未发生胎压下降，未发生爆胎现象。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

设计图

一种可充气防爆轮胎论文和设计

一种可充气防爆轮胎论文和设计-张文强

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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