專利名稱：開放式多股鋼絲繩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于加強(qiáng)橡膠制品例如橡膠履帶和用于工程機(jī)械和大型挖土機(jī)用途的重型輪胎的多股鋼絲繩。
背景技術(shù)：
在重型建筑和運(yùn)土操作中所采用的大型重型機(jī)械充氣輪胎其工作負(fù)載和充氣壓力比普通卡車和輕型車輛的高得多。因此，大型挖土機(jī)的子午線輪胎需要特殊的加強(qiáng)鋼絲繩。由于要求用于加強(qiáng)輪胎的鋼絲繩具有高斷裂負(fù)載和高耐疲勞性，所以一般來說廣泛采用具有多股結(jié)構(gòu)的鋼絲繩。多股結(jié)構(gòu)具有多根線股，每股由多根扭絞在一起的鋼絲構(gòu)成。這些線股扭絞在一起以形成鋼絲繩。例如，已知例如具有7X (3+9+15)+1結(jié)構(gòu)的鋼絲繩。但是，該結(jié)構(gòu)7X (3+9+15)+1具有相對(duì)較低的耐疲勞性。此外，針對(duì)工程機(jī)械輪胎的性能的其它考慮事項(xiàng)是確保橡膠充分滲透到鋼絲繩中。在帶束層的制造期間以及在隨后的輪胎硫化過程中，期望橡膠滲透到在各根鋼絲之間的所有孔隙中以便確保足夠的防腐蝕性。不幸的是，普通結(jié)構(gòu)7X (3+9+15)+1通常出現(xiàn)橡膠滲透不夠的問題。EP0602733B1披露了多股鋼絲繩，其包括芯部線股和包圍著該芯部線股的達(dá)到九根外圍線股，每根線股具有由一根或多根中心鋼絲構(gòu)成的中心部和包圍著該中心部的兩層或多層鋼絲層。該專利的鋼絲繩具有足夠的橡膠滲透，這是通過在認(rèn)真選擇扭絞角度之后在各根鋼絲之間提供自由空間來實(shí)現(xiàn)的。層的扭絞角度在如下面所述的EP0602733B1的內(nèi)容的范圍內(nèi)。假設(shè)Cl1為中心部的(總)直徑，d2為緊緊包圍著中心部的徑向內(nèi)層的鋼絲的直徑，并且d3為包圍著徑向內(nèi)層的第二層鋼絲的直徑(=徑向外層)。LL2為徑向內(nèi)層的捻距，并且LL3為徑向外層的捻距。徑向內(nèi)層的扭絞角度被定義如下a 2=arctg[ Cd1+^) X π /LL2] X 180/ π第二層的扭絞角被定義如下 α 3 = arctg[ (c^+2 X d2 + d3) X π /LL3] X 180/ πJP2006 - 104636A披露了一種鋼絲繩加強(qiáng)的橡膠制品，它包括一芯部線股的兩層或者三層的層扭絞結(jié)構(gòu)，以及圍繞該芯部線股的六根鞘層線股的兩層或者三層的層扭絞結(jié)構(gòu)。芯部線股中的所有層扭絞方向以及鞘層線股的扭絞方向是相同的，但是在由不同方向的組合構(gòu)成的鞘層線股中的層扭絞方向除外，這會(huì)導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度的極大損失和斷裂負(fù)載的極大損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種多線股鋼絲繩，具有適當(dāng)?shù)南鹉z滲透，并具有最大的加強(qiáng)度以及最大的耐疲勞性。一種用于加強(qiáng)橡膠制品的鋼絲繩，包括多股結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括一根芯部線股和同心包圍著該芯部線股的六根外圍線股；每根芯部線股和外圍線股包括由兩根或多根中心鋼絲構(gòu)成的中心部和包圍著該中心部的兩層鋼絲層；芯部線股的直徑Dl大于外圍線股的直徑D2 ;每層的所有鋼絲具有基本相同的直徑，同一線股的徑向外層的扭絞角度大于徑向內(nèi)層的扭絞角度；芯部的每根線股 由不多于26根的扭絞在一起的鋼絲組成。在每根線股中的鋼絲的最大數(shù)量是26，因?yàn)橛袃筛蛘叨喔行匿摻z，以及圍繞中央的兩層鋼絲層，如果數(shù)量大于26，則飽和層的機(jī)會(huì)很大，會(huì)導(dǎo)致不充分的橡膠滲透。優(yōu)選的，在每根線股中，中央的鋼絲的直徑大于或者等于第一外圍層的直徑。還優(yōu)選的是，第一外圍層的鋼絲的直徑大于或等于第二外圍層的鋼絲的直徑。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方案的鋼絲繩，每根芯部線股和外圍線股的中心鋼絲的數(shù)量等于2。如果每根芯部線股和外圍線股的中心鋼絲的數(shù)量?jī)H是1，在每根線股中的鋼絲總量不大于26，一方面，飽和層的機(jī)會(huì)很大(不僅是內(nèi)層而且有外層)，這會(huì)導(dǎo)致不充分的橡膠滲透；另一方面，如果每根線股具有良好橡膠滲透的不飽和層，每根線股的鋼絲總量將會(huì)減少，這會(huì)導(dǎo)致加強(qiáng)程度降低。優(yōu)選的，每根芯部和外圍線股還具有8根鋼絲的徑向內(nèi)層以及14根鋼絲的徑向外層，它們與中心鋼絲扭絞在一起。鋼絲繩中的每根線股由扭絞在一起的24根鋼絲構(gòu)成，具有2 + 8 + 14的結(jié)構(gòu)。從而總繩的公式是7X (2 + 8 + 14)。優(yōu)選的，每根芯部和外圍線股還具有7根鋼絲的徑向內(nèi)層以及13根鋼絲的徑向外層，它們與中心鋼絲扭絞在一起。鋼絲繩中的每根線股由扭絞在一起的22根鋼絲構(gòu)成，具有2 + 7 + 13的結(jié)構(gòu)。從而總繩的公式是7X (2 + 7 + 13)。本發(fā)明的鋼絲繩的第二個(gè)實(shí)施方案中，每根芯部線股和外圍線股的中心鋼絲的數(shù)
量是3。優(yōu)選的，每根芯部和外圍線股還具有8根鋼絲的徑向內(nèi)層以及14根鋼絲的徑向外層，它們與中心鋼絲扭絞在一起。鋼絲繩中的每根線股由扭絞在一起的25根鋼絲構(gòu)成，具有3 + 8 + 14的結(jié)構(gòu)。從而總繩的公式是7X (3 + 8 + 14)。優(yōu)選的，每根芯部和外圍線股還具有7根鋼絲的徑向內(nèi)層以及13根鋼絲的徑向外層，它們與中心鋼絲扭絞在一起。鋼絲繩中的每根線股由扭絞在一起的23根鋼絲構(gòu)成，具有3 + 7 + 13的結(jié)構(gòu)。從而總繩的公式是7X (3 + 7 + 13)。如果每根芯部和外圍線股的中心鋼絲的數(shù)量大于3，例如是4根鋼絲，因?yàn)槊扛€股中的鋼絲的總量不大于26，因此沿著鋼絲長(zhǎng)度得到的橫截面不一致的機(jī)會(huì)就會(huì)加大。芯部線股的所有層優(yōu)選沿著第一方向扭絞。外圍線股的層優(yōu)選沿著該第一方向扭絞，同時(shí)外圍線股繞著芯部線股沿著與第一方向相反的方向扭絞。這樣做是為了減少拉伸強(qiáng)度的損失。芯部線股的直徑與外圍線股的直徑比值D1/D2優(yōu)選大于I. 06且小于I. 20，如果D1/D2小于I. 06，不充分橡膠滲透的機(jī)會(huì)就會(huì)很大。如果D1/D2大于I. 20，則沿著鋼絲繩長(zhǎng)度會(huì)獲得均勻性不好的橫截面。每根芯部線股和外圍線股的鋼絲直徑范圍在O. 15mm — O. 38mm之間，例如從O. 24mm 到 O. 28mm。
鋼絲可以設(shè)有銅合金涂層，例如如果對(duì)橡膠的粘附力是一個(gè)主要因素就用黃銅，如果耐腐蝕性是一個(gè)主要因素就用鋅或者鋅合金涂層。本發(fā)明的鋼絲繩可以用作工程機(jī)械輪胎的加強(qiáng)，例如在工程機(jī)械輪胎的其中一個(gè)最外層帶束層中。本發(fā)明的鋼絲繩可以用作橡膠履帶的加強(qiáng)。



從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述中可以更好地解釋本發(fā)明。圖I顯示了作為對(duì)比的現(xiàn)有技術(shù)示例的多股鋼絲繩的示意剖面圖；圖2顯示了本發(fā)明的多股鋼絲繩的示意剖面圖；圖3顯示了氣壓下降量的測(cè)試；圖4顯示了本發(fā)明的鋼絲繩的耐疲勞性的改善。
具體實(shí)施例方式參考圖2，本發(fā)明的多股鋼絲10包括芯部線股12和圍繞著芯部線股12的六根外圍線股14。芯部線股12包括3根中心鋼絲16，中心鋼絲16由8根鋼絲18的徑向內(nèi)層和14根鋼絲20的徑向外層圍繞。中心鋼絲16的直徑大于或者等于鋼絲18的直徑，鋼絲18的直徑與鋼絲20的直徑相同。每根外圍線股14包括3根中心鋼絲22，中心鋼絲22由8根鋼絲24的徑向內(nèi)層和14根鋼絲26的徑向外層圍繞。中心鋼絲22的直徑大于或者等于鋼絲24的直徑，鋼絲24的直徑與鋼絲26的直徑相同。多股鋼絲繩10可以根據(jù)以下已知的方法步驟來制造傳統(tǒng)的拉伸處理，根據(jù)需要結(jié)合適當(dāng)次數(shù)的中間退火步驟；傳統(tǒng)的鍍鋅處理或者其它的涂層過程，例如黃銅涂層；傳統(tǒng)的扭絞處理，例如首先扭絞單獨(dú)的線股然后將線股扭絞為繩，這種扭絞可以通過傳統(tǒng)的管狀扭絞機(jī)或者利用已知的雙扭絞機(jī)來完成。根據(jù)盤條的選擇以及所采用的熱加工處理選擇，可以為鋼絲繩的不同鋼絲獲得不同程度的拉伸強(qiáng)度。但是作為普遍規(guī)則，可以指出具有相同直徑并且占據(jù)鋼絲繩中的類似位置的所有鋼絲具有大致相同的拉伸強(qiáng)度。通常，盤條由以下的鋼組成最小碳含量
O.65%，錳含量在O. 40%到O. 70%,硅含量在O. 15%到O. 30%,最大的硫含量是O. 03%,最大的磷含量是O. 30%，所有的百分比都是重量百分比。高拉伸的鋼絲繩的典型輪胎鋼繩組成具有大約O. 80%的最小碳含量，例如O. 78% - O. 82%重量百分比。本發(fā)明將參考以下實(shí)施例詳細(xì)描述。實(shí)施例I :以下是根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例鋼絲繩直徑D為4. 50mm芯部線股12的直徑Dl為I. 615mm(Z 向捻)3X0. 265mm (中心鋼絲 16)，捻距是 6. 3mm(Z向捻)+8XO. 265臟(鋼絲I8)，捻距是I2· 5臟
(Z 向捻)+14X0. 265mm (鋼絲 20)，捻距是 18mm;α 2=11. 87° ； α 3=13. 41°六根外圍線股14的直徑D2是I. 493mm ；(Z 向捻)3X0. 245mm (中心鋼絲 22)，捻距是 6. 3mm(Z 向捻)+8Χ0· 245臟(鋼絲 24)，捻距是 I2· 5mm(Z 向捻)+14X0. 245mm (鋼絲 26)，捻距是 18mm;α 2=10. 99° ； α 3=12. 43°繩搶距是50mm, S向搶。D1/D2的比值是I. 082。每米的鋼絲繩重量是68. 3克，斷裂負(fù)載是21000N。每層的所有鋼絲具有基本相同的直徑，徑向外層具有的扭絞角度Ci3大于同一根線股的徑向內(nèi)層的扭絞角度α3。本發(fā)明的鋼絲繩已經(jīng)與不具備權(quán)利要求I的特征的對(duì)照鋼絲繩進(jìn)行了對(duì)比?，F(xiàn)有技術(shù)對(duì)照鋼絲繩的特征如下鋼絲繩結(jié)構(gòu)7Χ (3 + 9 + 15X0. 245mm) +0. 245mm捻距6·3/12. 5/18/55/5捻向ZZZSZ鋼絲繩直徑4· 84mmD1/D2的比值是I. 204。每米的鋼絲繩重量是345. 2克，斷裂負(fù)載是22385N。圖3顯示了用于測(cè)量橡膠滲透的方法和儀器(空氣滲透法)。將處于已知壓力(32. I巴)下的空氣施加在已經(jīng)固化在橡膠中的輪胎繩樣本(30) —側(cè)，并在另一側(cè)獲得該壓力。在一定時(shí)間(幾秒)后的壓力下降量是空氣滲透的量度。從顯示器讀取0.01巴以上的ΛΡ (34，壓差值)。當(dāng)所示數(shù)值(ΛΡ)等于1000毫巴的時(shí)候，100%橡膠滲透完成，當(dāng)所示數(shù)值(ΛΡ)等于O毫巴的時(shí)候，沒有(0%)橡膠滲透。利用該方法獲得的測(cè)量結(jié)果如表I和表2所示。表I實(shí)施例I的本發(fā)明鋼絲繩
權(quán)利要求
1.一種用于加強(qiáng)橡膠制品的鋼絲繩， 所述鋼絲繩為多股結(jié)構(gòu)，該多股結(jié)構(gòu)包括芯部線股和同心包圍著所述芯部線股的六根外圍線股； 芯部線股和外圍線股中的每ー線股包括由兩根或更多根中心鋼絲構(gòu)成的中心部和包圍著所述中心部的兩層鋼絲層； 所述芯部線股的直徑Dl大于所述外圍線股的直徑D2 ;每層鋼絲層的所有鋼絲具有基本相同的直徑，同一外圍線股的徑向外層的扭絞角度大于徑向內(nèi)層的扭絞角度； 其特征在于，所述鋼絲繩包括同心包圍著所述芯部線股的六根所述外圍線股，并且在所述鋼絲繩中每根線股由扭絞在一起的不超過26根鋼絲構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求I所述的鋼絲繩，其特征在于，所述芯部線股和外圍線股中的每ー線股 的中心鋼絲的數(shù)量為兩根。
3.如權(quán)利要求2所述的鋼絲繩，其特征在于，所述芯部線股和外圍線股中的每ー線股還具有由8根鋼絲形成的徑向內(nèi)層和由與所述中心鋼絲扭絞在一起的14根鋼絲形成的徑向外層。
4.如權(quán)利要求2所述的鋼絲繩，其特征在于，所述芯部線股和外圍線股中的每ー線股還具有由7根鋼絲形成的徑向內(nèi)層和由與所述中心鋼絲扭絞在一起的13根鋼絲形成的徑向外層。
5.如權(quán)利要求I所述的鋼絲繩，其特征在于，所述芯部線股和外圍線股中的每ー線股的中心鋼絲數(shù)量為3根。
6.如權(quán)利要求5所述的鋼絲繩，其特征在于，所述芯部線股和外圍線股中的每ー線股具有由8根鋼絲形成的徑向內(nèi)層和由與所述中心鋼絲扭絞在一起的14根鋼絲形成的徑向外層。
7.如權(quán)利要求5所述的鋼絲繩，其特征在于，所述芯部線股和外圍線股中的每ー線股還具有由7根鋼絲形成的徑向內(nèi)層和由與所述中心鋼絲扭絞在一起的13根鋼絲形成的徑向外層。
8.如權(quán)利要求I所述的鋼絲繩，其特征在于，所述芯部線股中的所有層沿著第一方向扭絞，所述外圍線股的各層沿著所述第一方向扭絞，所述外圍線股沿著與所述第一方向相反的方向圍繞著所述芯部線股扭絞。
9.如權(quán)利要求I所述的鋼絲繩，其特征在于，所述芯部線股與所述外圍線股的直徑比D1/D2大于I. 06且小于I. 20。
10.如權(quán)利要求I所述的鋼絲繩，其特征在于，所述芯部線股和外圍線股的每ー線股的鋼絲直徑在O. 15mm至O. 38mm之間。
11.如權(quán)利要求I所述的鋼絲繩，其特征在于，所述芯部線股和外圍線股的每ー線股帶有鋅或鋅合金涂層。
12.如前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的鋼絲繩用于工程機(jī)械輪胎加強(qiáng)的用途。
13.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的鋼絲繩用于橡膠履帶加強(qiáng)的用途。
全文摘要
用于加強(qiáng)橡膠制品的鋼絲繩(10)包括芯部線股(12)和同心包圍著所述芯部線股(12)的六根外圍線股(14)。芯部線股和外圍線股(12，14)中的每一根包括由兩根或更多根中心鋼絲(16)構(gòu)成的中心部和包圍著所述中心部的兩層鋼絲層。所述芯部線股(12)的直徑D1大于所述外圍線股(14)的直徑D2。每層的所有鋼絲(18，20)具有基本相同的直徑，相同線股的徑向外層的扭絞角度大于徑向內(nèi)層的扭絞角度。在所述鋼絲繩中每根線股(12，14)由扭絞在一起的不超過26根鋼絲(16，18，20)構(gòu)成。
文檔編號(hào)D07B1/06GK102666972SQ201080053353
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者龐桓炯, 王鵬飛, 程志超 申請(qǐng)人:貝卡爾特公司