Проволочная структура

1 Изобретение относится к металлургическому производству в области обработки проволоки и изделий из нее, в том числе армирующих длинномерных проволочных структур для шин и других резинотехнических изделий. Известны проволочные структуры [1], состоящие из группы нескрученных параллельно уложенных нитей, соединенных в агрегатную структуру с помощью внешних проволок, навитых на пучок по спирали. Недостатком таких проволочных структур,используемых, в частности, в качестве армирующего материала шин, является низкое удлинение, особенно в начальной стадии нагружения. В качестве прототипа принята проволочная структура [2], полученная деформацией заготовки в спиральную форму с диаметром спирали Д и плющением посредством прессования в одном направлении роликами RR, что приводит к образованию звенообразного поперечного сечения в виде плоской спирали с эллиптическим наружным контуром. Недостатком прототипа является наличие резких перегибов проволоки в местах изломов,что снижает прочностные и усталостные свойства изделия. Задача, решаемая изобретением, заключается в повышении удлинения проволочной структуры и достижении высокого уровня ее прочности и усталостных свойств за счет придания проволокам волнообразной формы. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в равномерном распределении нагрузки на все элементы структуры, как невитой основы, состоящей из параллельно уложенных проволок, так и навивочных проволок, навитых на основу по спирали с шагом t, а также в повышении адгезии проволочной структуры к армируемому материалу. Поставленная задача в предлагаемой проволочной структуре решается тем, что она включает два элемента, один из которых состоит из пучка параллельных, не свитых проволок,а второй содержит навитые на основу по спирали с шагом t внешние проволоки, при этом внутренним проволокам основы придана волнообразная форма, в плоскости изгиба которой чередуются выступы и впадины, а в последних размещены внешние проволоки так, что расстояние между впадинами с одной стороны основы совпадает с шагом навивки внешних проволок t. Сравнение с аналогом показывает, что наличие волнообразной формы проволок основы способствует увеличению удлинения проволочной структуры, особенно в начальной стадии нагружения, пока проволоки основы не выпрямились, что способствует существенному демпфированию динамических нагрузок на арми 002865 2 рующий материал в шине или других резинотехнических изделиях при их эксплуатации. По сравнению с прототипом предлагаемая проволочная структура обладает большей гибкостью, следовательно, и усталостной прочностью, а также более развитой поверхностью контакта с армируемым материалом, что способствует повышению адгезии и надежности работы шины при эксплуатации. Исходя из указанного, делается вывод о том, что предлагаемая проволочная структура соответствует требованиям новизны и изобретательского уровня, т.к. известные технические решения не позволяют решить поставленную задачу. Изобретение поясняется чертежом, на котором обозначено: 1 - проволоки основы, уложенные в структуру параллельно (см. вид на плане а) и имеющие волнообразную форму (вид сбоку б); 2 - внешние проволоки, навитые на основу из проволок 1 и плотно прилегающие к ним во впадинах, расстояние между которыми по одной стороне (см. вид б) совпадает с шагом навивки внешних проволок t. Различные варианты амплитуды волны А, образованной проволоками основы и имеющей один и тот же период t, отличаются от варианта на чертеже, где А=d1+d2, тем, что Аd1+d2 и навивочная проволока 2 приближается к плоскости, т.е. так указано в прототипе, а также вариант Аd1+d2, который близок к приведенному в аналоге, что наглядно иллюстрирует отличие и преимущество предлагаемой проволочной структуры перед аналогом и прототипом, позволяющей варьировать продольную и изгибную жесткость изделия в широких пределах за счет изменения амплитуды волны А и ее периода t. Возможность реализации предлагаемого изобретения показана на примере проволочной структуры, полученной из проволок диаметромd1=d2=0,30 мм основы, и навивочной, образующих шаг волны t=10,0 мм с амплитудой А=d1+d2=0,30+0,30=0,60 мм. Проволоку диаметром 0,30 мм разматывают, например, с двух питающих катушек под натяжением 0,1 Р (Р - разрывное усилие проволок) и подают в неприводную пару роликов, на которые нанесен волнообразный профиль с шагом t=10,0 мм так, что они образуют зубчатую пару, в которой производят пластическую деформацию проволок с образованием волны с параметрами А=0,60 мм и t=10 мм. Диаметр делительной окружности зубчатых роликов равен Д=80 мм, модуль зуба m=5,0 мм, число зубьев z=Д:m=80:5,0=16. При скорости протяжки проволочной основы V=1 м/с скорость вращения зубчатых роликов составляет 3 Амплитуда А регулируется раствором между прокатными роликами. Проволоки основы затем подают в оплеточную головку, которая вращается вокруг продольной оси проволочной структуры вместе с катушкой, на которую намотана навивочная проволока диаметром 0,30 мм. Скорость вращениякатушки с навивочной проволокой согласуется со скоростью движенияV = t,чтобы получить шаг намотки навивочной проволоки, равный t=10 мм. При скорости протяжки V=1 м/с скорость вращения оплеточной головки составляет Т.к. где n - число оборотов в минуту, то В другом варианте изготовления проволочной структуры проволоки основы после размотки с катушек соединяют вместе путем навивки на них навивочных проволок с шагом t,затем полученную структуру протягивают через гладкие ролики, обжимая ее в местах выступающих навивочных проволок так, что они смещаются к оси проволочной структуры, и изгибают волнообразно проволоки основы. Совпадение шага волны t с шагом навивки внешних проволок достигается автоматически, а амплитуда А волны регулируется степенью деформации проволочной структуры в обжимных роликах, диаметр которых предпочтительнее иметь кратным шагу t. 4 В таблице приведены свойства металлокорда для армирования шин из латунированной проволоки 0,30 мм структур: 1 - свитых по спирали трех проволок с шагом t=10 мм; 2 - параллельно уложенных двух проволок,обвитых третьей с шагом t=10 мм; 3 - волнообразно уложенных двух проволок с шагом волны t=10 мм и амплитудой А=20,30=0,60 мм, повитых с шагом t=10 мм третьей проволокой после формирования волны проволок основы в профилированных роликах; 4 то же по п.3, но протянутой в гладких роликах проволочной структуры после навивки третьей проволоки на параллельно уложенные две проволоки основы. Из приведенных данных следует, что наилучшие результаты по удлинению, агрегатной прочности, гибкости и адгезии к резине имеет вариант 3, полученный из предварительно сформированной волнообразной основы, которому несколько уступает вариант 4. Таким образом, совокупность признаков,предложенных согласно изобретению, обеспечивает повышение физико-механических свойств проволочной структуры, что подтверждает эффективность предлагаемого технического решения и целесообразность его использования в промышленности. Источники информации. 1. Стальной корд для усиления эластомеров. Заявка Великобритании 2221929 (GB 8918860.1) 18 августа 1989 г. 2. Стальная проволока для армирования шин. Японский патент 6-158565 от 07.06.94 Р 07 В 1/06. Физико-механические свойства проволочных структур Шаг навивки, Амплитуда волны, Агрегатная Удлинение при Адгезия,Структура мм мм прочность, Н разрыве, % Н 130,30 10,0 510 2,0 260 витая в целом ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Проволочная структура, включающая два элемента, один из которых состоит из основы в виде параллельно уложенных длинномерных проволок, а вторым являются внешние проволоки, навитые на основу с шагом спирали t, отличающаяся тем, что проволоки основы имеют волнообразную форму с параметрами волны: амплитуда Ad1+d2, где d1 - диаметр проволок основы, d2 - диаметр проволок внешнего повива,и период, равный шагу t навивки внешних проволок, причем последние размещены во впадинах проволок основы в плоскости волны и между впадинами и выступами - в плоскости,перпендикулярной плоскости волны.