内胎、垫带、水胎和胶囊设计

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1、内胎、垫带、水胎和胶囊设计第一节内胎设计内胎是充气轮胎的重要部件，通常在70～120℃或更高的温度下工作，应具有足够的气密性和强度。充气时内胎各部位承受着不同的变形，着部位承受压缩变形，断面方向也承受伸张变形。内胎装配于外胎内，若充气时得不到充分伸张就会打折，在胎壁较薄和所用胶料永就变形过大时，打折现象尤为突出。若伸张过大又会降低使用寿命。经验证明:内胎外径、内径和断面方向，都有一定最佳伸张或压缩的取值范围。图5－1－1为内胎设计断面示意图。一、技术设计1.内胎断面尺寸包括内胎外直径、内直径和断面周长。主要是内胎外直径伸张值（用δD表示）内直

2、径收缩值（用δd表示）和断面周长伸张值（用δl表示）的选取。(1)内胎外直径的确定内胎外直径DI确定用如下式子：式中：Dk－－外胎胎里直径；δD－－内胎外直径伸张值(内胎外直径对外胎胎里直径比值)，一般为1.02～1.05。对于丁基内胎可取稍大值，约1.04～1.07左右。(2)内胎内直径的确定内胎内直径dr计算式如下：dr=d垫*δd（5-1-2）式中：d垫---垫带着合直径（表5-1-1）d垫=d+2*垫带厚度；(用于有垫带轮辋)d垫=d(用于有垫带轮辋)式中：d－－轮辋直径δd－－内径收缩值，装配于平式轮辋时一般为1.02～1.05；装

3、配于深槽轮辋时取1.06～1.20左右。在确定内胎内直径时应当注意的是，内胎外直径至少比胎趾直径大2mm，以免往轮辋上装配时，内胎夹入胎圈与轮辋之间。表5-1-1轮辋名义直径与垫带直径配合示例(3)内胎断面周长及其周长伸张值见图5-1-2,内胎断面周长lI，外胎胎里周长LI，则内胎断面周长伸张值计算式为：δl=LI/lI=1.01-1.20(5-1-3)δl值一般取1.15左右，不容许超过1.25。因δl值取得过大，胎壁薄，不耐刺扎，而耐透气性降低；反之，内胎在外胎中易打折。图5-1-2外胎、内胎、轮辋等断面示意图2.内胎胎壁厚度的设计内胎的

4、强度与气密性取决于它的壁厚，胎壁越厚气密性越好，同时打折的可能性也减小。但胎壁厚度增加时工作温度上升，也不经济。实践证明，双层胎壁厚度的最佳取值范围为：摩托车轮胎3.0～5.0mm轿车轮胎3.0～l5.0mm中型载重轮胎4.0～6.0mm重型载重轮胎6.0～8.0mm不用垫带时，着合部位的厚度应增加0.5～1.0mm内胎轮辋区的强度，防止安装时被夹破，并增强承受强烈制动产生的高温的能力。表5-1-1为内胎断面轮廓尺寸示例。表5-1-1内胎断面轮廓尺寸示例3.内胎气门嘴贴合位置气门嘴根据轮胎类型、轮胎规格和轮辋的结构进行选用。平底轮辋气门嘴孔位

5、于轮辋中心，气门嘴位于内胎断面的纵轴上。深槽轮辋气门嘴孔位于轮辋胎圈座拐弯处，气门嘴也应位于内胎的相应位置上。无内胎轮胎气门嘴直接安装在轮辋的相应气门嘴上，配合要十分紧密，以防漏气。4.排气线设计在内胎表面沿冠部圆周和断面方向设深0.2～0.5mm、宽1～3mm的沟纹。一方面可借以排出内胎与硫化模型间的空气，同时也能排出外胎与内胎之间的空气，增进内胎与外胎内表面的紧密程度。排气线的数量和大小视规格而定。图5-1-3是内胎排气线位置和尺寸示例，仅供参考。5.内胎总图绘制当内胎的外直径、内直径、断面轮廓。气门嘴型号位置和排气线尺寸位置确定后，即可

6、绘制内胎总图。在内胎总图中，应有内胎断面尺寸图（附气门嘴）、内胎侧视图、排气线展开图。此外还应有商标规格字体排列图、气门嘴胶垫尺寸图等内容供作内胎及气门嘴胶垫硫化模型设计的依据。二、施工设计内胎半成品的设计是根据成品内胎的要求及半成品的伸张值而定。1.内胎成型长度半成品内胎成型长度用下式计算确定。（5-1-4）式中：DI--成品内胎外直径；dI--成品内胎内直径；D断--成品内胎断面直径；（见图5-1-5）Δl--伸张值，一般伸张值如下：摩托车胎1.05～1.10中型载重胎和轿车胎1,15～1.20大型载重胎1.20～1.302.半成品平叠宽

7、度的确定半成品平叠宽度用BI表示。（图5-1-5）BI=式中：--半成品内胎断面直径伸张值或称断面周长伸张值。一般为1.10～1.20，内径小的取值大，内径大的取值小些。--半成品内胎断面直径。3.半成品内胎厚度的确定半成品内胎厚度按其在外胎内轮廓这的位置不同则厚度也不一样。但主要有冠部(外侧)厚度、着合(内侧)厚度和侧部厚度。现分别以b外,b内,b侧表示，其计算式如下：b半=V/S半=V/（lI*BI）（5-1-6）式中:b半---半成品内胎双层厚度；S半---半成品内胎平叠表面积；V----半成品内胎的体积，等于成品内胎体积。其中（5-1

8、-7）式中：b成---成品内胎双层厚度。上式或简化为（5-1-8）但因则（5-1-9）式中：S成---成品内胎平叠表面积；半成品的内胎总厚度=K*b半式中：K－－不