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 металлокорда совпадает с шагом свивки проволок сердечника центральной пряди. 8285 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 221 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 1 23 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. Предлагаемое изобретение относится к области изготовления изделий из металлических нитей, в частности к производству металлокорда и канатов для армирования резинотехнических изделий. Известны спиральные (многослойные) и компактные конструкции металлокорда, например 3162, 27, 12, 1182, позволяющие значительно повысить усталостную выносливость и сопротивление фреттинг-коррозии по сравнению с металлокордом тросовых конструкций. Недостатком этих 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 1 металлокорда (где - число проволок, причем), которая состоит из сердечника, полученного путем оплетенияцентральных преформированных, но не свитых между собой проволок,проволоками второго слоя. Поверх них навиваютпроволок 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,данный корд свивают исключительно в две и более операций свивки, что снижает производительность изготовления металлокорда в сравнении с компактными или спиральными 2 8285 1 2006.08.30 конструкциями односторонней свивки, особенно на машинах двойного кручения. Задача,решаемая изобретением, состоит в увеличении срока службы изделия, армированного металлокордом, улучшении его технических характеристик за счет улучшенной фиксации проволок сердечника и обеспечении 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 резиной при вулканизации продольных каналов(образованных при свивке проволок), повышении коррозионной стойкости металлокорда. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что металлокорд с улучшенной фиксацией проволок сердечника 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 металлокорда 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 направлении. Количество проволок сердечника центральной пряди металлокорда может быть равно двум, а количествоверхних проволок центральной пряди, оплетающих сердечник, выбирается из соотношения 221 где 1 - диаметр проволок сердечника,2 - диаметр оплетающих проволок центральной пряди. Количествопроволок наружного повива металлокорда может выбираться из соотношения 1 23 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. Наличие дополнительных одной или несколько наружных оплетающих проволок обеспечивает отсутствие раскручиваемости металлокорда 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 оплетающих 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. 8285 1 2006.08.30 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. Предпочтительное количество проволок сердечника центральной пряди (прядей) равно двум с целью наилучшего проникновения резины в структуру металлокорда. В этом случае количествоверхних проволок центральной пряди, оплетающих сердечник, должно отвечать условию 221 где 1 и 2 - диаметр проволок сердечника и оплетающих проволок центральной пряди. С этой же целью количествопроволок наружного повива металлокорда должно отвечать условию где 3 - диаметр проволок наружного повива металлокорда. Данные соотношения обеспечивают наличие зазоров между оплетающими проволоками сердечника и в наружном слое, имеющих достаточную величину для проникновения резины. Все проволоки металлокорда, за возможным исключением оплетающей проволоки или оплетающих проволок свиты в одном направлении свивки, предпочтительно в одну операцию. Металлокорд изготавливается на устройстве, обеспечивающем улучшенную фиксацию проволок сердечника. Устройство включает размоточное устройство с питающими катушками, расположенными вне свивочной части машины, модуль свивки методом двойного кручения с вытяжным устройством и приемной катушкой. Оно также может включать устройство предварительной свивки металлокорда. Дополнительно машина может содержать оплеточную головку или оплеточные головки для нанесения оплетающей проволоки или оплетающих проволок на проволоки сердечника центральной пряди. Устройство обеспечивает высокую производительности изготовления предлагаемой витой структуры, сопоставимую с производительностью при свивке компактных конструкций. Первоначальнопроволокпервой части сердечника оплетаетсяпроволок второй части с шагом 10 таким, что где 3 - шаг свивки готового металлокорда. Направление оплетки при этом должно отвечать направлению свивки металлокорда. Данная операция может быть осуществлена отдельно от последующего изготовления металлокорда в целом (свивка в две операции),например на машине для свивки металлокорда или на машине для нанесения оплетки на металлокорд. В машине после нанесения оплетающей проволоки или оплетающих проволок полученная прядь поступает непосредственно на последующую операцию свивки металлокорда, т.е. в одну технологическую операцию. В модуле двойной свивки проволоки внутреннего слоя свиваются с шагом 1, близким к шагу металлокорда 3,оплетающие проволоки укручиваются до шага 2, равного(4) 103 1,1 Металлокорд изготавливается на устройстве, содержащем одну или несколько оплеточных головок и обеспечивающем улучшенную фиксацию проволок сердечника. При этом все проволоки свиты в одном направлении свивки и предпочтительно в одну операцию. Первоначальнопроволок первой части сердечника оплетеныпроволок второй части с шагом 10 таким, что 2 10103 где 3 - шаг свивки готового металлокорда. Направление оплетки при этом должно отвечать направлению свивки металлокорда. Данная операция может быть осуществлена отдельно от последующего изготовления металлокорда в целом (свивка в две операции). В модуле двойной свивки проволоки внутреннего слоя свиты с шагом 1, близким к шагу металлокорда 3, а оплетающие проволоки укручены до шага 2, равного(4) 103 1,1 Сущность предлагаемого решения поясняется графическими материалами. На фиг. 1 дан внешний вид металлокорда, имеющего центральную прядь, включающую сердечник (3), состоящий из двух проволок (1) и одной оплетающей проволоки верхнего повива (2). Поверх центральной пряди навиты проволоки наружного повива (4) и сверху наружная оплетающая проволока (5). Если диаметр проволок центральной пряди и проволок наружного повива отвечает, например, 0,20 мм, а оплетающей - 0,15 мм, то представленная конструкция, согласно изобретению, будет иметь обозначение по международной классификации 2160,200,15. На фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5 схематически показано поперечное сечение металлокорда в различных его точках, т.е. изменение положения проволок металлокорда по его длине, отвечающее сечениям -, -, - и - на фиг. 1. Обозначения отвечают фиг. 1 (1) - проволоки сердечника, (2) - оплетающие проволоки верхнего повива, (4) проволоки наружного повива, навитые на центральную прядь и (5) - наружная оплетающая проволока. Видно, что предложенная конструкция металлокорда с улучшенной фиксацией проволок сердечника характеризуется значительными 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 (устройства) 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). 8285 1 2006.08.30 Пример конкретного использования. Металлокорд изготавливают следующим образом центральную прядь (или пряди),имеющую(ие) сердечник из практически не свитых между собой проволок и оплетающие 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. 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. ЛиШаг, мм ДиаРаз- нейи наметр рывное ная Конструкция правле- металусилие, плотние локор ность,свивки да, мм г/м 1005 3,03 30,1560,265 10,0/10,0 0,81 Усилие выдергиЖест- Число вания сердечникость циклов ка, Н/12,5 мм по Та- до разВ обрезиберу, руше- Исхоненном гсм ния дное состоянии 41 18118 8,5 12,9- малоцикловая выносливость в обрезиненном состоянии при трехроликовом изгибе. Как следует из табл.ицы, 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. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.