Металлоорганический корд

1 Изобретение относится к металлургическому производству в области обработки проволоки и изделий из не, в том числе - к производству длинномерных витых структур из латунированных проволок, навитых на основу из органического материала, которые применяются для армирования шин и других резинотехнических изделий. Известен композитный корд [1] для армирования резины, содержащий неметаллический сердечник, на который навиты стальные проволоки, и имеющий удельную плотность не более 3,0; модуль упругости от 5500 до 31000 Kgf/mm2 и удлинение при разрыве от 1,2 до 4,2%, а объмную составляющую проволок от 0,25 до 0,72 общего объма корда. Недостатком таких композитных проволочных структур является неагрегатная работа сердечника и стальных проволок, т.к. не обеспечено условие равенства их удлинения при приложении растягивающей нагрузки, что существенно снижает эксплуатационные свойства изделия. В качестве прототипа, в котором недостаток аналога устранн, принята проволочная структура [2], состоящая из двух и более нитей,в которой одной из нитей служит стальная проволока, а второй - нить из ароматического полиамида. Арамидные нити располагаются в сердечнике, вокруг которого навивают стальные проволоки. Агрегатность работы неметаллического сердечника и стальных проволок достигают путм изменения их характеристик "нагрузка-удлинение" так, что разрывные нагрузки обоих нитей складываются. Недостатком прототипа является его низкая усталостная прочность вследствие воздействия контактных нагрузок на неметаллический сердечник со стороны стальных проволок. Задачей изобретения является повышение агрегатной и усталостной прочности витой структуры за счт снижения воздействия контактных нагрузок со стороны стальных проволок на арамидные волокна сердечника. Поставленная задача решается тем, что металлоорганический корд включает сердечник из арамидных нитей с линейной плотностьюи навитые на него стальные проволоки, характеристики "нагрузка-удлинение" которых соответствуют друг другу. Стальные проволоки образуют по периметру корда металлический слой,внутренний диаметр которого "d" связан с плотностью сердечника отношением 450/d675 текс/мм, при одинаковом направлении и шаге свивки волокон сердечника и проволок, причм сердечник пропитан поверхностно-активной и водоотталкивающей добавкой,создающей на поверхности сердечника разделительную плнку в виде приповерхностного квазиупругого мультимолекулярного слоя. Нижний предел отношения /d=450 2 текс/мм обусловлен тем, что его уменьшение ниже этого предела за счт увеличения "d" или сниженияведт к разрыву взаимодействия сердечника и наружного слоя проволок и к неагрегатной работе указанных элементов, а также снижает усталостные свойства изделия, т.к. сердечник перестат быть опорой для стальных проволок. Превышение верхнего предела отношения/d=675 текс/мм вызывает резкий рост контактных нагрузок на арамидные волокна, вследствие чего также снижается агрегатная и усталостная прочность витого изделия. По сравнению с аналогом предлагаемый металлоорганический корд характеризуется отношением линейной плотности сердечникак диаметру "d" заполняемой им области внутри металлического слоя, образованного навитыми на сердечник проволоками. Величина /d определяет степень заполнения поперечного сечения окружности с диаметром "d", от которого зависит агрегатное взаимодействие органической и металлической частей корда. Указанная в аналоге величина объма металлической составляющей изделия, равная 0,25-0,72 общего объма, является косвенной характеристикой, которая некорректно определяет область, заполняемую сердечником, либо зависит по крайней мере от двух факторов: количества и диаметра проволок, составляющих периметр металлического слоя. Предлагаемое в изобретении отношение диаметра окружности "d", отражающее область,заполненную органическим сердечником, к его плотностинепосредственно характеризует величину свободного пространства, окружаемого металлическими проволоками и задат вполне корректное ограничение, создающее благоприятные условия работы органического сердечника во взаимодействии с металлическими проволоками. В предлагаемом изобретении условия, способствующие снижению контактного воздействия на органическую часть со стороны проволок, достигаются также наличием плнки разделительного слоя, образованной поверхностноактивной добавкой, нанеснной на поверхность сердечника и внутрь него. Снижению контактных нагрузок способствует кроме того параллельное расположение волокон сердечника и проволок, обусловленное их одинаковыми шагами и направлением свивки. Сравнение с прототипом показывает, что в нм условие совместности деформации сердечника и проволок за счт равенства характеристик удлинение-нагрузка является условием,необходимым, но недостаточным, так как не учитывается их контактное взаимодействие, как это определено в предлагаемом изобретении условием 450/d 675 текс/мм. При наличии одинакового удлинения под нагрузкой воздействие упомянутых контактных нагрузок на сердечник вызывает изменение соотношения нагрузка-удлинение, ухудшающее условия совместной деформации сердечника и проволок. Подбором соотношения линейной плотности сердечникас размером заполняемого им пространства внутри слоя стальных проволок, который имеет диаметр внутреннего круга "d", удатся контролировать условия совместной деформации обоих элементов витой структуры. Исходя из вышеизложенного, делается вывод о том, что изобретение соответствует требованиям новизны и изобретательского уровня,так как исследованные известные технические решения не позволяют решить поставленную задачу. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показано сечение витой структуры, состоящей из проволок (1), навитых на сердечник из высокопрочных арамидных нитей, пропитанных смазкой, которая на поверхности сердечника находится в виде разделительной плнки (3). Направление и шаг свивки проволок и волокон сердечника совпадают, а линейная плотность сердечника относится к диаметру вписанного в слой проволок круга как 450/d675 текс/мм. На фиг. 2 показано продольное сечение витой структуры, на котором показан угол свивкиволоконн сердечника (4-сплошные линии) и проволок (5-штрихпунктирные линии). Такое расположение проволок и волокон сердечника обеспечивает их совместную работу при растяжении и повышает усталостные свойства обоих материалов за счт снижения контактных нагрузок. Возможность реализации предложенной витой проволочной структуры показана на примере металлокорда 11 х 0,22+О.К., состоящего из одиннадцати высокопрочных латунированных проволок диаметром И=0,22 мм, которые навиты в один слой на органический сердечникКонструкция п/п металлокорда внешний свивки вписанной в слой окружности 1,17 0,95 0,73 1,10 0,88 0,66 1,0 0,78 0,56 0,95 0,73 0,51 0,88 0,66 0,44(О.К.-органический корд) из высокопрочных арамидных волокон (например: Русар, Кевлар и др.), линейная плотность которого составляет 300 текс. Параметры свивки металлокорда (см. фиг. 1): Внешний диаметр, D 1,0 мм Диаметр свивки проволок, Dcb. 0,78 мм Диаметр вписанной в слой проволок окружности, d 0,56 мм Отношение d/p 300/0,56=535,7 текс/мм Шаг свивки проволок в слое и волокон сердечника 12,6 мм Направление свивки обоих элементов левое Результаты испытаний агрегатной прочности металлокорда с сердечником из волокон Кевлар с различным отношением /d приведены в табл. 1. Полученные данные подтверждают оптимальность выбранного отношения 450/d675 текс/мм. Введение пропитки ADDITIF ТО существенно увеличивает усталостные свойства металлокорда в сравнении с цельнометаллическим кордом и с металлоорганическим кордом, но без пропитки. Таким образом, совокупность признаков,предложенных согласно изобретению, обеспечивает повышение физико-механических свойств агрегатной и усталостной прочности металлокорда, что подтверждает эффективность предлагаемого технического решения и целесообразность его использования в промышленности. Источники информации: 1. Корд для армирования резины и радиальные шины с их использованием. Европейский патент 0293263 В 1., опубл. 26.02.92 г. МКИ D 02G 3/48. 2. Усилительный канат, состоящий из двух и более нитей. Европейская заявка 0126965,опубл. 05.12.84 г. МКИ 3 D 07B 1/100. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Металлоорганический корд включает сердечник из арамидных нитей и навитые на него стальные проволоки, характеристики нагрузкаудлинение которых таковы, что разрывные нагрузки складываются, отличающийся тем, что стальные проволоки образуют по периметру корда металлический слой, отношение внутреннего диаметра которого d к плотности сердеч 5 никанаходится в пределах 450/d675 текс/мм, при этом направление и шаг свивки волокон сердечника и проволок одинаковые, а сердечник пропитан внутри и имеет на поверхности поверхностно-активную добавку, соз 6 дающую разделительную пленку в виде приповерхностного квазиупругого мультимолекулярного слоя.