一种港机轮胎

技术领域

本发明涉及轮胎技术领域，尤其涉及一种港机轮胎。

背景技术

随着海运、河运行业的快速发展，港口机械种类增加，港口机械所使用的港机轮胎数量也逐渐递增。港机轮胎因工作性质需长时间高负荷、高频转向等方式工作。因此，为了确保港口机械的高效运行，港机轮胎应具有优异的抗破坏能力。然而，目前市面上港机轮胎使用的花纹结构，由于花纹沟设计上的单一和不足，导致花纹沟抗破坏能力弱，在使用过程中极易出现花纹沟开裂，进而在周而复始的作业中导致其使用情况不尽如人意。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供了一种港机轮胎，用以解决现有技术中存在的不足。

为达上述目的，本申请提供的一种港机轮胎，包括胎冠、胎肩、胎侧及港机防裂花纹，所述港机防裂花纹包括沿所述胎冠周向布设的横向的花纹沟，所述花纹沟的头部靠近所述胎冠的中心线，所述花纹沟的尾部贯穿所述胎肩至所述胎侧；

所述花纹沟包括沟底及分别位于所述沟底两侧的第一沟壁和第二沟壁；

其中，所述第一沟壁和所述第二沟壁中的至少一个与所述沟底相接处形成波浪形的接合曲线，所述接合曲线具有向沟底宽度方向凸出的凸弧部，所述凸弧部对应在所述第一沟壁或所述第二沟壁上形成有隆起的花纹加强筋。

在一种可能的实施方式中，沿所述沟底的法线且远离所述沟底的方向所述第一沟壁和所述第二沟壁之间的宽度逐渐增大。

在一种可能的实施方式中，所述第一沟壁、所述第二沟壁分别在所述胎冠上形成有对应的第一花纹沟冠边及第二花纹沟冠边，所述花纹沟的头部在所述胎冠上形成有与所述第一花纹沟冠边和所述第二花纹沟冠边相接的花纹沟头冠部，其中，所述第一花纹沟冠边和所述第二花纹沟冠边为直线边或者圆弧边线，所述花纹沟头冠部分别与所述第一花纹沟冠边和所述第二花纹沟冠边相切圆弧过渡。

在一种可能的实施方式中，所述第一沟壁、所述第二沟壁分别在所述胎侧形成对应的第一胎侧沟沿及第二胎侧沟沿，所述沟底在所述胎侧形成有与所述第一胎侧沟沿和所述第二胎侧沟沿相接的第三胎侧沟沿，其中，所述第一胎侧沟沿和所述第二胎侧沟沿关于所述沟底对称，且所述第一胎侧沟沿和所述第二胎侧沟沿的对称面与所述第三胎侧沟沿垂直。

在一种可能的实施方式中，所述第三胎侧沟沿与所述第一胎侧沟沿和所述第二胎侧沟沿的相接处均倒有圆角，且所述第三胎侧沟沿分别与所述第一胎侧沟沿和所述第二胎侧沟沿之间形成的夹角为95°～105°。

在一种可能的实施方式中，所述第一沟壁、所述第二沟壁与所述沟底相接处均通过圆弧相切过渡。

在一种可能的实施方式中，所述第一沟壁和所述第二沟壁与所述沟底相接处均形成波浪形的接合曲线，且位于所述沟底两侧的接合曲线关于所述沟底的中心线对称。

在一种可能的实施方式中，沿所述花纹沟的头部至尾部方向，所述第一沟壁和所述第二沟壁之间的宽度逐渐增大。

在一种可能的实施方式中，沿所述花纹沟的头部至尾部方向，所述第一沟壁和所述第二沟壁均包括有胎冠区沟壁及胎侧区沟壁，其中，两个所述胎冠区沟壁中的至少之一与垂直于所述沟底的竖直平面所呈的夹角为15°～28°，两个所述胎侧区沟壁与垂直于所述沟底的竖直平面所呈的夹角均为20°～30°。

在一种可能的实施方式中，所述胎冠的中心线的两侧均设有所述花纹沟，且两侧的所述花纹沟排布方向相反。

相比于现有技术，本申请的有益效果：

本申请提供的港机轮胎中的港机防裂花纹通过第一沟壁和第二沟壁中的至少一个与沟底相接处形成波浪形的接合曲线，使沟底具有不规则的形状，以分散沟底受到的应力，进而提高花纹沟的抗破坏能力。同时，第一沟壁或第二沟壁对应接合曲线的凸弧部形成有隆起的花纹加强筋，以对第一沟壁或第二沟壁、沟底起到加强保护的作用，有效减缓了花纹沟在使用过程中被破坏开裂，延长使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种港机轮胎立体结构示意图；

图2示出了图1所示港机轮胎中一个花纹块节距分解示意图；

图3示出了图2中一个花纹块节距的立体结构示意图；

图4示出了图3中A处的局部放大示意图；

图5示出了图3所示花纹块节距的俯视图；

图6示出了图5中B-B向的局部剖视图；

图7示出了图5中C-C向的局部剖视图；

图8示出了相同条件下本实施例中港机轮胎的轮胎花纹与通用花纹受等效应力云图分布变化对比图；

图9示出了相同条件下本实施例中港机轮胎的轮胎花纹与通用花纹受剪切应力云图分布变化对比图。

主要元件符号说明：

100-港机轮胎；100a-花纹块节距；101-胎冠；102-胎肩；103-胎侧；104-趾口；110-花纹沟；111-沟底；1120a-第一胎冠区沟壁；1120b-第二胎冠区沟壁；1121a-第一胎侧区沟壁；1121b-第二胎侧区沟壁；1123-花纹加强筋；1123a-第一花纹加强筋；1123b-第二花纹加强筋；1123c-凸弧部；1123d-凹弧部；112a-第一沟壁；112b-第二沟壁；113a-第一花纹沟冠边；113b-第二花纹沟冠边；114a-第一胎侧沟沿；114b-第二胎侧沟沿；115-花纹沟头冠部；116-第三胎侧沟沿；120-花纹块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

请参阅图1和图2，本实施例提供的一种港机轮胎100，应用于港口机械。港机轮胎100包括胎冠101、胎肩102、胎侧103及趾口104。其中，胎冠101为港机轮胎100与地面接触的部位，胎冠101的两侧均分布有胎肩102、胎侧103以及趾口104，且沿港机轮胎100的径向由外及内依次为胎冠101、胎肩102、胎侧103以及趾口104。

港机轮胎100上设有港机防裂花纹，港机防裂花纹包括沿港机轮胎100的胎冠101周向均匀布设的预设数量的花纹沟110，其中，花纹沟110为横向花纹沟110，即花纹沟110的头部靠近胎冠101的中心线，花纹沟110的尾部贯穿胎肩102并延伸至胎侧103。

进一步的，胎冠101的中心线的两侧均设有花纹沟110，且胎冠101的中心线两侧的花纹沟110排布方向相反，即中心线两侧每相邻的两个花纹沟110之间的连线与该中心线相交于一对称点，中心线两侧每相邻的两个花纹沟110关于相应的对称点中心对称。在本实施例中，采用胎冠101的中心线两侧的花纹沟110反向排布的方式，可提高港机防裂花纹抗扭转能力，很好的降低港机轮胎100高频转向对港机防裂花纹带来的破坏。

可选地，位于胎冠101的中心线两侧的花纹沟110相互错位设置，进一步提高港机防裂花纹抗扭转能力。

在本实施例中，位于胎冠101同一侧且相邻的两个花纹沟110之间形成一个花纹块120，且该花纹块120的长度为一个花纹块节距100a。其中，港机轮胎100上花纹块节距100a的数量与港机轮胎100直径的比值定义为花纹块节距指数。在本实施例中，花纹块节距指数取值范围为0.10～0.18。其中，选用0.10～0.18范围的花纹块节距指数，花纹块节距100a的数量更合理，同时增大了花纹块120的体积，可增加胎冠101与地面接触的面积，港机防裂花纹的刚度也得到提升，使得轮胎横向稳定性更强，优化了接地面积，缓解了花纹沟110在胎冠101受到的应力破坏，花纹沟110抗破坏能力更强。进一步的，选用0.10～0.18范围的花纹块节距指数，便于花纹沟110能进行有效的加宽，进而提高了港机轮胎100的抓地能力(也可理解为牵引力)和港机轮胎100的胎冠101的横向稳定性，驱动能力更显著，港机轮胎100运行中花纹产生的热量能得到更快散发。

为了更清楚详细的描述本实施例中花纹沟110的结构方案，本实施例中，对预设数量的花纹沟110择一进行描述：

请参阅图2至图7，其中，花纹沟110包括沟底111及分别位于沟底111两侧的第一沟壁112a和第二沟壁112b。如图6或图7所示的视角，沿沟底111的水平切面的法线且远离沟底111的方向第一沟壁112a和第二沟壁112b之间的宽度逐渐增大。这样设置的目的是：一方面，可使得花纹沟110的宽度得到有效的加宽，加宽的花纹沟110具备更良好的散热能力，能有效降低使用过程中轮胎自身产生的热量，减缓橡胶老化速率，防止花纹沟110的早期破坏，延长使用寿命。另一方面，沿沟底111的法线方向第一沟壁112a和第二沟壁112b之间的宽度逐渐增大，使得第一沟壁112a和第二沟壁112b相对沟底111加工出较大的倾斜角度，进而降低花纹沟110的沟底111所受应力值，提高了花纹沟110的抗破坏能力，避免花纹沟110在使用过程中被破坏开裂，延长使用寿命。

请参阅图3、图4以及图5，进一步的，第一沟壁112a和第二沟壁112b与沟底111相接处均形成波浪形的接合曲线，接合曲线具有向沟底111宽度方向凸出的凸弧部1123c和向沟底111宽度方向凹陷的凹弧部1123d，凸弧部1123c与凹弧部1123d之间圆滑相接。其中，凸弧部1123c在对应在第一沟壁112a和第二沟壁112b上形成有隆起的花纹加强筋1123，以对第一沟壁112a、第二沟壁112b与沟底111起到加强保护的作用，有效减缓了花纹沟110在使用过程中被破坏开裂，延长使用寿命。

在一些实施例中，也可以是第一沟壁112a或第二沟壁112b与沟底111相接处形成波浪形的接合曲线，即花纹加强筋1123可形成在第一沟壁112a上，也可形成在第二沟壁112b上。

在本实施例中，选用第一沟壁112a和第二沟壁112b与沟底111相接处均形成波浪形的接合曲线。可选地，位于沟底111两侧的接合曲线关于沟底111的中心线对称，因此，第一沟壁112a和第二沟壁112b上形成的花纹加强筋1123也关于沟底111的中心线对称，进而如图5所示，从俯视的角度看沟底111，沟底111所形成的投影面为一个对称图形。当然在一些实施例中，位于沟底111两侧的接合曲线也可以不关于沟底111的中心线对称，这样在第一沟壁112a和第二沟壁112b上均形成的花纹加强筋1123也可不具有对称性。

请参阅图3、图6以及图7，第一沟壁112a、第二沟壁112b与沟底111相接处均通过圆弧相切过渡，以使第一沟壁112a、第二沟壁112b与沟底111相接处应力均匀分散，同时改善沟底111应力分布趋势，提高第一沟壁112a和第二沟壁112b抗剪能力。可选地，沿沟底111宽度方向的截面，沟底111设置为全圆弧型，且花纹沟110的头部呈椭球形过渡，进一步的分散应力，提高沟底111的抗破坏能力。

进一步的，沿花纹沟110的头部至尾部的方向第一沟壁112a和第二沟壁112b之间的宽度也逐渐增大。且沿花纹沟110贯穿方向，第一沟壁112a包括有第一胎冠区沟壁1120a及第一胎侧区沟壁1121a，第二沟壁112b包括有第二胎冠区沟壁1120b及第二胎侧区沟壁1121b。

请参阅图5、图6以及图7，其中，如图6所示，第一胎冠区沟壁1120a和第二胎冠区沟壁1120b与通过沟底111中心线的竖直平面所呈的夹角均为15°～28°。如图7所示，第一胎侧区沟壁1121a和第二胎侧区沟壁1121b与通过沟底111中心线的竖直平面所呈的夹角均为20°～30°，使得第一沟壁112a和第二沟壁112b相对沟底111能具备更大的倾斜度，进而降低花纹沟110的沟底111所受应力值，提高了花纹沟110的抗破坏能力，避免花纹沟110在使用过程中被破坏开裂，延长使用寿命。

在一些实施例中，第一胎冠区沟壁1120a和第二胎冠区沟壁1120b与通过沟底111中心线的竖直平面所呈的夹角均为18°～26°。第一胎侧区沟壁1121a和第二胎侧区沟壁1121b与通过沟底111中心线的竖直平面所呈的夹角为22°～28°。

可选地，第一胎冠区沟壁1120a和第二胎冠区沟壁1120b与通过沟底111中心线的竖直平面所呈的夹角可以选择为19°、20°、20.5°、21°、22°、22.3°、23.5°、24.6°、25°、25.5°、26.1°、26.5°或26.8°。第一胎侧区沟壁1121a和第二胎侧区沟壁1121b与通过沟底111中心线的竖直平面所呈的夹角为22.5°、22.8°、23°、23.7°、24°、24.6°、25°、25.5°、26°、26.5°、27°或27.5°。应当理解的，上述仅是举例说明，不作为本申请保护范围的限制。

请参阅图3和图4，第一胎冠区沟壁1120a和第二胎冠区沟壁1120b分别在胎冠101上形成有对应的第一花纹沟冠边113a及第二花纹沟冠边113b，进一步的，定义第一胎冠区沟壁1120a和第二胎冠区沟壁1120b上形成的花纹加强筋1123为第一花纹加强筋1123a，且第一胎冠区沟壁1120a和第二胎冠区沟壁1120b上形成的第一花纹加强筋1123a分别向对应的第一花纹沟冠边113a及第二花纹沟冠边113b延伸。其中，第一花纹沟冠边113a和第二花纹沟冠边113b可设计为直线边或者圆弧边线。花纹沟110的头部在胎冠101上形成有与第一花纹沟冠边113a和第二花纹沟冠边113b相接的花纹沟头冠部115，且花纹沟头冠部115分别与第一花纹沟冠边113a和第二花纹沟冠边113b相切过渡，进而第一胎冠区沟壁1120a和第二胎冠区沟壁1120b在花纹沟110的头部也是相切过渡。

请参阅图3和图4，第一胎侧区沟壁1121a和第二胎侧区沟壁1121b分别在胎侧103形成对应的第一胎侧沟沿114a及第二胎侧沟沿114b，进一步的，定义第一胎侧区沟壁1121a和第二胎侧区沟壁1121b上形成的花纹加强筋1123为第二花纹加强筋1123b，并且第一胎侧区沟壁1121a上的第二花纹加强筋1123b由沟底111向第一胎侧沟沿114a延伸，第二胎侧区沟壁1121b上的第二花纹加强筋1123b由沟底111向靠近第二胎侧沟沿114b的方向延伸。

进一步的，沟底111在胎侧103形成有与第一胎侧沟沿114a和第二胎侧沟沿114b相接的第三胎侧沟沿116。其中，第一胎侧沟沿114a和第二胎侧沟沿114b关于沟底111的中心线对称，且第一胎侧沟沿114a和第二胎侧沟沿114b的对称面与第三胎侧沟沿116垂直，使得花纹块120在胎侧103的形状为棱柱状，提高港机防裂花纹的自洁能力，更利于港机防裂花纹的散热。同时对港机轮胎100的侧面支撑作用更强，进而提高港机轮胎100行驶中的稳定性。

第三胎侧沟沿116与第一胎侧沟沿114a和第二胎侧沟沿114b的相接处均倒有圆角，进一步提高自洁能力。

可选地，该圆角的半径为15mm-30mm。

进一步的，第三胎侧沟沿116分别与第一胎侧沟沿114a和第二胎侧沟沿114b之间形成的夹角为95°～105°，以提高自洁能力，侧向稳定性更好，提高花纹沟110的抗破坏能力。

在一些实施例中，第三胎侧沟沿116分别与第一胎侧沟沿114a和第二胎侧沟沿114b之间形成的夹角为98°～102°。

可选地，第三胎侧沟沿116分别与第一胎侧沟沿114a和第二胎侧沟沿114b之间形成的夹角还可选择为98.5°、98.9°、99°、99.2°、99.6°、100°、100.5°、101°、101.3°或101.8°。应当理解的，上述仅是举例说明，不作为本申请保护范围的限制。

本实施例还一并提供了一种港机防裂花纹，具体涉及的是一种预防港机轮胎横向花纹沟裂的轮胎花纹。其中港机防裂花纹的结构在上述已经详细阐述，在此不再赘述。

为了证明本实施例提供的港机防裂花纹相比于传统的通用花纹的优势，利用商业有限元软件进行仿真分析，并得到如下数据：

表1：等效应力数据对比表

表2：剪切应力数据对比表

通过上述表1和表2可知，在相同条件下，本实施例提供的港机防裂花纹相比传统的通用花纹，本实施例提供的港机防裂花纹的等效应力和剪切应力都得到了明显的改善，且应力减少的百分比明显。

再一并结合图8和图9，可知本实施例提供的花纹沟110的头部受等效应力黑色区域面积明显减小，花纹沟110的沟底111受剪切应力黑色区域面积也明显减小，同时峰值应力更小，进而本实施例提供的港机防裂花纹的抗破坏能力更好。

综上，相比于现有技术，本实施例提供的港机防裂花纹，具备如下优点：

(1)胎冠101的中心线两侧的花纹沟110反向排布的方式，可提高港机防裂花纹抗扭转能力，更好的减弱港机轮胎100高频转向对港机防裂花纹带来的破坏。

(2)选用0.10～0.18范围的花纹块节距指数，使得花纹块节距100a数量设计更合理，同时增大了花纹块120的体积，进而可增加胎冠101与地面接触的面积，港机防裂花纹的刚度也得到提升，使得轮胎横向稳定性更强，优化了接地面积，缓解了花纹沟110在胎冠101受到的应力破坏，花纹沟110抗破坏能力更强，以使得整个港机防裂花纹的抗破坏能力得到增强。

(3)选用0.10～0.18范围的花纹块节距指数，便于花纹沟110能进行有效的加宽，港机轮胎100工作时产生的热量能得到更快散发，同时提高了港机轮胎100的抓地能力(可理解为牵引力)，驱动能力更显著。

(4)第一沟壁112a和第二沟壁112b相对沟底111加工出较大的倾斜角度，进而降低花纹沟110的沟底111所受应力值，提高了花纹沟110的抗破坏能力，避免花纹沟110在使用过程中被破坏开裂，进而提高港机防裂花纹整体的抗破坏能力，延长使用寿命。

(5)在第一沟壁112a和第二沟壁112b与沟底111相接处形成波浪形的接合曲线，以分散沟底111受到的应力，同时改善了剪切应力分布情况，进而提高花纹沟110的抗破坏能力。同时，第一沟壁112a和第二沟壁112b对应接合曲线的凸弧部1123c形成有隆起的花纹加强筋1123，以对第一沟壁112a、第二沟壁112b及沟底111起到加强保护的作用，有效减缓了花纹沟110在使用过程中被破坏开裂，进而提高港机防裂花纹整体的抗破坏能力，延长使用寿命。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。