Металлокорд с улучшенной фиксацией проволок сердечника

(51)07 1/06 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МЕТАЛЛОКОРД С УЛУЧШЕННОЙ ФИКСАЦИЕЙ ПРОВОЛОК СЕРДЕЧНИКА(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(72) Авторы Веденеев Александр Владимирович Желтков Александр Сергеевич Савенок Анатолий Николаевич Филиппов Вадим Владимирович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(57) 1. Металлокорд с улучшенной фиксацией проволок сердечника, содержащий как минимум одну центральную прядь, состоящую из сердечника и одной или нескольких оплетающих его верхних проволок и равномерно навитых на центральную прядь проволок наружного повива, отличающийся тем, что проволоки сердечника центральной пряди свиты между собой, при этом шаг свивки верхних проволок центральной пряди по меньшей мере в 1,1 раза меньше шага свивки ее сердечника, а шаг свивки проволок наружного повива совпадает с шагом свивки проволок сердечника центральной пряди. 8284 1 2006.08.30 2. Металлокорд по п. 1, отличающийся тем, что поверх проволок наружного повива навиты одна или несколько наружных оплетающих проволок. 3. Металлокорд по п. 1 или 2, отличающийся тем, что все проволоки свиты в одном направлении. 4. Металлокорд по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что количество проволок сердечника центральной пряди равно двум, а количествоверхних проволок центральной пряди, оплетающих сердечник, выбирается из соотношения( 212 где 1 - диаметр проволок сердечника,2 - диаметр оплетающих проволок центральной пряди. 5. Металлокорд по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что количествопроволок наружного повива металлокорда выбирается из соотношения)3212 2 где 3 - диаметр проволок наружного повива металлокорда. 6. Металлокорд по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что содержит одну или большее число проволок овального или плоского сечения, при этом между оплетающими проволоками сердечника и проволоками наружного слоя выполнены зазоры достаточной для проникновения резины величины. Изобретение относится к металлургическому производству в области изготовления витых изделий из металлических нитей, в частности к производству металлокорда для армирования резинотехнических изделий, а также могут быть отнесены к производству канатов и кабелей. Известны спиральные (многослойные) и компактные конструкции металлокорда, например 3162, 27, 12, 1182, имеющие заметные преимущества по сравнению с тросовыми конструкциями, в частности повышенную усталостную выносливость и сопротивление фреттин-коррозии по сравнению с металлокордом тросовых конструкций. Недостатком известных решений является то, что данные конструкции часто имеют низкое сопротивление выходу проволок из корда в процессе эксплуатации изделий, в результате чего проволока прокалывает слой резины и выходит наружу. Другим существенным их недостатком является плохое проникновение резины в структуру металлокорда,что при порезе до армирующего слоя ведет к распространению влаги вдоль нити корда и ее коррозии. В обоих случаях происходит быстрый выход изделий из строя. В качестве прототипа принята конструкция металлокорда (где , , - число проволок, причем), которая состоит из сердечника, полученного путем оплетенияцентральных преформированных, но не свитых между собой проволок,проволоками второго слоя 1. Поверх них навивают к проволок наружного повива. Все проволоки центральной пряди деформированы так, что имеют одинаковый шаг,направление и угол свивки, а проволоки сердечникарасположены практически одинаково по фазе. Недостатком данной конструкции является то, что, как известно из практики, не свитые между собой центральные проволоки фиксируются в структуре корда хуже, чем свитые, и, например, при недостаточном сжатии со стороны проволок второго внутреннего слоя не исключена миграция в процессе работы резинотехнических изделий. Кроме того,2 8284 1 2006.08.30 данный корд свивают исключительно в две и более операций свивки, что снижает производительность при изготовлении металлокорда, в сравнении с компактными конструкциями или спиральными конструкциями односторонней свивки, особенно на машинах двойного кручения. Задача, решаемая изобретением, состоит в увеличении срока службы изделия, армированного металлокордом, улучшении его технических характеристик и обеспечении односторонней свивки многослойного металлокорда на одной машине. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в исключении миграции центральных проволок в процессе работы резинотехнических изделий, обеспечении более полного заполнения продольных каналов (образованных при свивке проволок) при вулканизации резиной, повышении коррозионной стойкости металлокорда. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что металлокорд с улучшенной фиксацией проволок сердечника, предназначенный для армирования резинотехнических изделий, содержит как минимум одну центральную прядь, состоящую из сердечника и одной или нескольких оплетающих его верхних проволок и равномерно навитых на центральную прядь проволок наружного повива. Согласно изобретению, проволоки сердечника центральной пряди свиты между собой, при этом шаг свивки верхних проволок центральной пряди по меньшей мере в 1,1 раза, меньше шага свивки ее сердечника, а шаг свивки проволок наружного повива совпадает с шагом свивки проволок сердечника центральной пряди. Поверх проволок наружного повива металлокорда могут быть навиты одна или несколько наружных оплетающих проволок. Все проволоки металлокорда могут быть свиты в одном направлениии. Количество проволок сердечника центральной пряди металлокорда может быть равно двум, а количествоверхних проволок центральной пряди, оплетающих сердечник, может выбираться из соотношения( 212 где 1 - диаметр проволок сердечника,2 - диаметр оплетающих проволок центральной пряди. Количествопроволок наружного повива металлокорда может выбираться из соотношения)3212 2 где 3 - диаметр проволок наружного повива металлокорда. Металлокорд может содержать одну или большее число проволок овального или плоского сечения, при этом между оплетающими проволоками сердечника и проволоками наружного слоя, могут быть выполнены зазоры достаточной для проникновения резины величины. В предлагаемом витом изделии центральная прядь из трех и более проволок свита в одном направлении с проволоками наружного повива и состоит из двух частей. Причем одна часть - сердечник (изпроволок) имеет шаг свивки в готовом металлокорде, близкий к шагу свивки проволок наружного повива, а вторая (изпроволок) оплетает первую с меньшим шагом. Отношение шагов свивки сердечника и оплетающих его проволок в центральной пряди должно составлять не менее 1,10. Данное отношение является существенным, поскольку при меньшей разности шагов свивки не обеспечивается высокое сопротивление выходу сердечника. 3 8284 1 2006.08.30 С целью наилучшего проникновения резины в структуру витого изделия число проволоксердечника предпочтительно равно двум, а диаметр 2 и число оплетающих проволокдолжны выбираться с условием, чтобы( 212 где 1 - диаметр проволок сердечника. Числои диаметр 3 проволок наружного повива с этой же целью должны быть выбраны так, чтобы)3212 2 Данные соотношения обеспечивают наличие зазоров между оплетающими проволоками сердечника и в наружном слое, имеющих достаточную величину для проникновения резины. Наряду с проволоками наружного повива корд может содержать дополнительно одну или несколько оплетающих проволок, обеспечивающих отсутствие его раскручиваемости и улучшение фиксации проволок центральной пряди. Применение в центральной пряди, особенно среди оплетающих, проволок овального или плоского сечения позволяет, как правило, улучшить фиксацию сердечника и уменьшить диаметр готового металлокорда. Аналогичный эффект достигается при использовании таких оплеточных проволок, навитых поверх наружного повива. Прочная фиксация сердечника и полнота проникновения резины в структуру корда обеспечивается, если стальные проволоки имеют хорошее сцепление (адгезию) с резиной. Преимущественно это достигается при нанесении на проволоку латунного покрытия, но в некоторых случаях - также цинкового или полимерного покрытия. Покрытие должно обладать хорошим сцеплением как с резиной, так и со стальной основой проволоки. Корд, согласно изобретению, может состоять из проволоки разных диаметров. Наиболее часто используемый диапазон диаметров проволок, из которых свивают корд для армирования резинотехнических изделий, составляет от 0,10 до 0,80 мм. Шаги свивки металлокорда при этом обычно выбирают в интервале от 825, где- диаметр корда. Как правило, шаг свивки металлокорда для шин легковых и грузовых машин изменяется в интервале 525 мм. Был разработан способ изготовления данной витой структуры, сопоставимых по производительности со свивкой компактных или односторонних спиральных конструкций. Поставленная цель достигается тем, что первоначальнопроволок первой части сердечника оплетаетсяпроволок второй части с шагом 10, таким, что(3) 10103,где 3 - шаг свивки готового металлокорда. Направление оплетки при этом должно отвечать направлению свивки металлокорда. Данная операция может быть осуществлена как на машине для свивки металлокорда, так и на машине для нанесения оплетки на металлокорд. Полученная прядь может наматываться на катушку и использоваться в качестве сердечника (свивка в две операции) или же поступать непосредственно на последующую операцию свивки металлокорда, т.е. в одну технологическую операцию. При этом проволоки внутреннего слоя свиваются с шагом 1, близким к шагу металлокорда 3, а оплетающие проволоки укручиваются до шага 2, равного(4) 103 1,1 Устройство для изготовления металлокорда с улучшенной фиксацией проволок сердечника включает питающие катушки, расположенные вне его свивочной части, модуль 4 8284 1 2006.08.30 свивки методом двойного кручения с вытяжным устройством, приемную катушку и размоточное устройство. Дополнительно данное устройство содержит оплеточную головку для нанесения обмоточной проволоки на проволоки центральной пряди и устройство предварительной свивки металлокорда. Причем размоточное устройство предназначено только для размотки катушек с тонкой проволокой. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически изображен вид металлокорда с улучшенной фиксацией проволок сердечника. На фиг. 2-5 изображены поперечные сечения металлокорда в различных его частях. На фиг. 6 изображено устройство для изготовления металлокорда (свивки) металлокорда. На фиг. 1 дан внешний вид металлокорда, имеющего центральную прядь, включающую сердечник (3), состоящий из двух проволок (1) и одной оплеточной проволоки верхнего повива (2). Поверх центральной пряди навиты проволоки наружного повива (4) и наружная оплеточная проволока (5). Если диаметр проволок центральной пряди и проволок наружного повива отвечает, например, 0,20 мм, а оплеточной - 0,15 мм, то представленная конструкция согласно изобретению будет иметь обозначение по международной классификации 2160,200,15 На фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5 схематически показано сечение металлокорда по длине в различных его точках, т.е., изменение положение проволок металлокорда по его длине в сечениях по -, по -, по - и по -, соответственно. Где (1) - проволоки сердечника, (2) оплеточные проволоки верхнего повива, (4) - проволоки наружного повива равномерно навитые на центральную часть и (5) - наружная оплеточная проволока. Предложенная конструкция металлокорда с улучшенной фиксацией проволок сердечника характеризуется заметно большими зазорами для проникновения резины по сравнению с известными конструкциями, например 30,1560,265 и 27. На фиг. 6 показано устройство для изготовления металлокорда с улучшенной фиксацией проволок сердечника в одну технологическую операцию. Устройство состоит из питающих катушек с проволоками внутреннего повива (2) , устройства для оплетения свитых проволок внутреннего повива (3), устройства предварительной свивки металлокорда (4), питающих катушек (1) проволок наружного повива и модуля двойного кручения (5) с приемной катушкой. Как видно из схемы, проволока для внутреннего слоя с питающих катушек проволок внутреннего повива (2) проходит через устройство для их оплетения проволокой (3) с шагом, меньшим, чем десять шагов свивки готового металлокорда. Затем сердечник предварительно свивается в устройстве предварительной свивки (4) или, в его отсутствие,поступает в собирающий фильер, где повивается снаружи проволоками наружного повива с питающих катушек (1). В первой зоне свивки перед модулем двойного кручения (5) металлокорд скручивается с шагом свивки, отвечающим примерно удвоенному шагу свивки готового металлокорда, а во второй зоне, после захода внутрь модуля (5) - до шага свивки готового корда. Проволоки центральной пряди, оплетающие сердечник, в этом случае приобретают шаг свивки, отвечающий формуле (4). Пример конкретного использования. Металлокорд изготавливают следующим образом центральную прядь (или пряди),имеющую(ие) сердечник из практически не свитых между собой проволок и обмоточные проволоки, обвиваемые вокруг сердечника, с шагом свивки меньшим или равным десяти шагам свивки готового металлокорда свивают на канатной машине двойного кручения,одновременно оплетая центральную часть проволоками наружного повива (проволоками наружной проволочной обмотки) с заданным шагом свивки. То есть центральная часть металлокорда изготавливается в одну технологическую операцию одновременно со свивкой металлокорда в целом. 8284 1 2006.08.30 Согласно изобретению, изготовлен металлокорд конструкции 210,15/60,265, который анализировали в сравнении со свитым из той же проволоки промышленно используемым металлокордом 30,1560,265. Средние значения физико-механических характеристик металлокорда двух указанных конструкций приведены в таблице. РазДиаЛи- ЖестрывШаг, мм и метр нейная кость ное Конструкция направле- металплот- по Таусиние свивки локорность, беру,лие,да, мм г/м гсм Н 10,0/10,0 0,81 1005 3,03 41 30,1560,265 Число циклов до разрушения 18118 Усилие выдергивания сердечника, /12,5 мм Ис- В обрезиход- ненном ное состоянии 8,5 12,9- малоцикловая выносливость в обрезиненном состоянии при трехроликовом изгибе. Как следует из таблицы, при изготовлении из одинакового исходного материала обеспечиваются практически идентичные физико-механические характеристики металлокорда. В то же время конструкция согласно изобретению имеет в 1,4 раза большее усилие выдергивания сердечника в исходном и в 2,5 раза - в обрезиненном состоянии, а также примерно на 10 больше число циклов до разрушения в малоцикловой области. Источники информации Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.