一种静电均匀分布的航空轮胎结构及生产工艺的制作方法

1.本发明涉及航空轮胎的技术领域，特别是涉及一种静电均匀分布的航空轮胎结构及生产工艺。


背景技术：

2.飞机在飞行和降落过程中，会产生很高的静电电压，飞机静电通常通过放电刷释放，使机体不会形成高能量的电能聚集。在着陆过程中，机身上静电通过起落架导入航空轮胎上。导电性能较好的航空轮胎可以有效使飞机起落架接触地面瞬间把机体残留电荷释放掉，避免触电情形和发生安全事故。
3.现有技术中对于提高轮胎导电性，通常在轮胎的原料中使用碳纳米管替代炭黑，例如公开号为“cn113929989a”的中国发明专利提出的一种组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎。而且轮胎中的金属子午线也能提高一定的导电性。但是碳纳米管在轮胎橡胶中的添加量较少，不能有效连接成整体的导电网状结构，而金属子午线也为层状结构，金属子午线结合碳纳米管也不能形成整体导电网状结构，导致在飞机飞行过程中，航空轮胎上的局部静电不能导向其他部位，导致轮胎上容易形成电势差，当电势差达到击穿航空轮胎电阻的时候，就会发生击穿放电，会产生电火花，造成危险，因此，需要一种静电平衡的航空轮胎。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供一种在轮胎中构成整体导电网状结构，使静电分布均匀，避免发生击穿放电和电火花，减少危险的静电均匀分布的航空轮胎结构及生产工艺。
5.本发明的一种静电均匀分布的航空轮胎结构，包括外层、内层和子午线层，内层设置在外层的内侧，子午线层设置在外层和内层之间，外层和内层透过子午线层的网格孔连接；还包括导电网和导电绒丝，外层和内层中添加有碳纳米管原料，导电网设置在子午线层上，导电网由导电丝编织成网层状，导电网上设置有大量导电绒丝，导电绒丝为导电丝，多个导电绒丝分散伸入外层和内层中，多个导电绒丝呈弯曲螺旋状，多个导电绒丝与碳纳米管原料接触，子午线层、导电网、导电绒丝结合碳纳米管原料构成整体导电网状结构；通过子午线层、导电网和大量导电绒丝将外层和内层中的碳纳米管原料相互连接起来，构成遍布外层和内层的整体导电网状结构，从而将航空轮胎局部的静电导向全部，使得航空轮胎的静电分布均匀，避免轮胎形成电势差，避免发生击穿放电和电火花，减少危险。
6.优选的，碳纳米管原料与橡胶原料的重量比例为5-30：100；通过上述比例关系，在保证航空轮胎耐磨、弹性和其他机械性能的情况下，提高导电性能，兼顾成本。
7.优选的，还包括防滑纹，大量防滑纹横向均匀布置在外层的外轮面上，防滑纹的一侧设置有与轮胎的径向平行竖直的迎风面，防滑纹的另一侧设置有倾斜到导风面；通过在防滑纹的两侧设置迎风面和导风面，使得轮胎在伸出机身后，空气作用在防滑纹的迎风面上的作用力大于在导风面上的作用力，不平衡的作用力使轮胎转动起来，转动的轮胎与空
气全面接触，减少空气摩擦产生的静电不均匀现象，通过调整轮胎的安装方向，可使轮胎转动的方向与跑道相随，从而减少航空轮胎与跑道相对摩擦，提高实用性。
8.优选的，还包括多个环形槽，多个防滑纹上设置有多个环形槽，多个环形槽与轮胎同轴心；通过设置多个环形槽能够提高轮胎的横向摩擦力。
9.优选的，导电网和导电绒丝的导电丝为碳纤维丝；通过采用碳纤维丝作为导电丝，导电性能高，重量轻，而且碳纤维丝与碳纳米管性能相近，能够使整体导电网状结构得电阻均匀，实用性好。
10.一种静电均匀分布的航空轮胎生产工艺，包括生产设备和生产方法，生产设备包括下模、加料管、上模、内模、绝缘管、电芯和多个导电薄片，下模的内部设置有成型腔室，成型腔室对轮胎的外轮面进行定型，加料管安装在下模上，加料管的输出端与下模的成型腔室连通，下模上设置有取放口，取放口与成型腔室连通，上模安装在取放口上，内模安装在上模的下端面，内模悬空置于下模的成型腔室中，内模对航空轮胎的内腔进行定型，绝缘管转动安装在上模上，绝缘管的下端伸入内模中，绝缘管的内部设置电芯，多个导电薄片安装在绝缘管的下端，多个导电薄片与电芯电性连接，多个导电薄片分别穿过内模伸入下模的成型腔室中，多个导电薄片将导电网支撑布置在内模与下模的成型腔室中；导电网设置在下模的成型腔室内壁和内模之间，并将多个导电薄片与导电网电性连接，电芯通电，通过多个导电薄片向导电网导电，使得多个导电绒丝带同样电荷排斥而相互分离，转动绝缘管将多个导电薄片卷收，使得多个导电薄片与导电网脱离，通过加料管向下模中输入橡胶原料，下模的成型腔室内壁将轮胎外壁定型，内模将轮胎内腔成型。
11.优选的，还包括轴承和凸块，绝缘管的中部通过轴承与上模转动连接；通过设置轴承方便绝缘管平顺转动，通过凸块方便夹持，方便转动绝缘管。
12.优选的，生产方法包括：
13.s1，使用上述生产设备制备航空轮胎包含导电网和导电绒丝的外层复合体a；
14.s2，使用上述生产设备制备航空轮胎包含导电网、子午线层的内层复合体b；
15.s3，使用传统生产设备将复合体a套装粘接在复合体b上。
16.优选的，s1具体为：首先在第一内模的外壁和第一下模的成型腔室的内壁上设置方便脱模的涂层，将导电网套装到第一内模的外壁上，并使导电网与多个第一导电薄片接触，将第一上模安装到第一下模上，将第一电芯与电极连接，通过多个第一导电薄片向导电网的导电绒丝送电，使得大量导电绒丝带同种电荷后相互排斥，从而相互分离，通过凸块转动绝缘管，使多个第一导电薄片卷收在第一绝缘管的下端，使多个第一导电薄片与导电网脱离，通过第一加料管向第一下模的成型腔室中缓慢加入轮胎原料，轮胎原料凝固后，多个导电绒丝均匀布置在外层中，并且多个导电绒丝与外层中的碳纳米管原料充分连接，构成整体的导电网状结构。
17.优选的，s2具体为：首先在第二内模的外壁和第二下模的成型腔室的内壁上设置方便脱模的涂层，将子午线层套装在将第二下模的成型腔室的内壁上，将导电网套装到子午线层内侧，将第二上模安装到第二下模上，使导电网与多个第二导电薄片接触，将第二电芯与电极连接，通过多个第二导电薄片向导电网的导电绒丝送电，使得大量第二导电绒丝带同种电荷后相互排斥，从而相互分离，通过第二凸块转动第二绝缘管，使多个第二导电薄片卷收在第二绝缘管的下端，使多个第二导电薄片与导电网脱离，通过加料管向第二下模
的成型腔室中缓慢加入轮胎原料，轮胎原料凝固后，多个导电绒丝均匀布置在内层中，并且多个导电绒丝与内层中的碳纳米管原料充分连接，构成整体的导电网状结构。
18.本发明的有益效果为：通过子午线层、导电网和大量导电绒丝将外层和内层中的碳纳米管原料相互连接起来，构成遍布外层和内层的整体导电网状结构，从而将航空轮胎局部的静电导向全部，使得航空轮胎的静电分布均匀，避免轮胎形成电势差，避免发生击穿放电和电火花，减少安全隐患。
附图说明
19.图1是本发明的航空轮胎结构示意图；
20.图2是本发明的航空轮胎的前视结构示意图；
21.图3是本发明的航空轮胎的a处局部放大结构示意图；
22.图4是本发明的航空轮胎的生产设备的结构示意图；
23.图5是本发明的航空轮胎的生产设备的分解结构示意图；
24.附图中标记：1、外层；2、内层；3、子午线层；4、导电网；5、导电绒丝；6、防滑纹；7、环形槽；8、下模；9、加料管；10、上模；11、内模；12、绝缘管；13、电芯；14、导电薄片；15、轴承；16、凸块。
具体实施方式
25.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行清晰、完整、准确的描述。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加全面。
26.实施例1
27.一种静电均匀分布的航空轮胎结构及生产工艺，包括外层1、内层2和子午线层3，内层2设置在外层1的内侧，子午线层3设置在外层1和内层2之间，外层1和内层2透过子午线层3的网格孔连接；还包括导电网4和导电绒丝5，外层1和内层2中添加有碳纳米管原料，导电网4设置在子午线层3上，导电网4由导电丝编织成网层状，导电网4上设置有大量导电绒丝5，导电绒丝5为导电丝，多个导电绒丝5分散伸入外层1和内层2中，多个导电绒丝5呈弯曲螺旋状，多个导电绒丝5与碳纳米管原料接触，子午线层3、导电网4、导电绒丝5结合碳纳米管原料构成整体导电网状结构；碳纳米管原料与橡胶原料的重量比例为5-30：上模100；导电网4和导电绒丝5的导电丝为碳纤维丝。
28.通过子午线层3、导电网4和大量导电绒丝5将外层1和内层2中的碳纳米管原料相互连接起来，构成遍布外层1和内层2的整体导电网状结构，从而将航空轮胎局部的静电导向全部，使得航空轮胎的静电分布均匀，避免轮胎形成电势差，避免发生击穿放电和电火花，减少危险，通过上述比例关系，在保证航空轮胎耐磨、弹性和其他机械性能的情况下，提高导电性能，兼顾成本，通过采用碳纤维丝作为导电丝，导电性能高，重量轻，而且碳纤维丝与碳纳米管性能相近，能够使整体导电网状结构得电阻均匀，实用性好。
29.实施例2
30.一种静电均匀分布的航空轮胎结构及生产工艺，包括外层1、内层2和子午线层3，内层2设置在外层1的内侧，子午线层3设置在外层1和内层2之间，外层1和内层2透过子午线
层3的网格孔连接；还包括导电网4和导电绒丝5，外层1和内层2中添加有碳纳米管原料，导电网4设置在子午线层3上，导电网4由导电丝编织成网层状，导电网4上设置有大量导电绒丝5，导电绒丝5为导电丝，多个导电绒丝5分散伸入外层1和内层2中，多个导电绒丝5呈弯曲螺旋状，多个导电绒丝5与碳纳米管原料接触，子午线层3、导电网4、导电绒丝5结合碳纳米管原料构成整体导电网状结构；还包括防滑纹6，大量防滑纹6横向均匀布置在外层1的外轮面上，防滑纹6的一侧设置有与轮胎的径向平行竖直的迎风面，防滑纹6的另一侧设置有倾斜到导风面；还包括多个环形槽7，多个防滑纹6上设置有多个环形槽7，多个环形槽7与轮胎同轴心。
31.通过在防滑纹6的两侧设置迎风面和导风面，使得轮胎在伸出机身后，空气作用在防滑纹6的迎风面上的作用力大于在导风面上的作用力，不平衡的作用力使轮胎转动起来，转动的轮胎与空气全面接触，减少空气摩擦产生的静电不均匀现象，通过调整轮胎的安装方向，可使轮胎转动的方向与跑道相随，从而减少航空轮胎与跑道相对摩擦，提高实用性，通过设置多个环形槽7能够提高轮胎的横向摩擦力。
32.实施例3
33.生产设备包括下模8、加料管9、上模10、内模11、绝缘管12、电芯13和多个导电薄片14，下模8的内部设置有成型腔室，成型腔室对轮胎的外轮面进行定型，加料管9安装在下模8上，加料管9的输出端与下模8的成型腔室连通，下模8上设置有取放口，取放口与成型腔室连通，上模10安装在取放口上，内模11安装在上模10的下端面，内模11悬空置于下模8的成型腔室中，内模11对航空轮胎的内腔进行定型，绝缘管12转动安装在上模10上，绝缘管12的下端伸入内模11中，绝缘管12的内部设置电芯13，多个导电薄片14安装在绝缘管12的下端，多个导电薄片14与电芯13电性连接，多个导电薄片14分别穿过内模11伸入下模8的成型腔室中，多个导电薄片14将导电网4支撑布置在内模11与下模8的成型腔室中，还包括轴承15，绝缘管12的中部通过轴承15与上模10转动连接；还包括凸块16，凸块16设置在绝缘管12的上端外壁上。
34.导电网4设置在下模8的成型腔室内壁和内模11之间，并将多个导电薄片14与导电网4电性连接，电芯13通电，通过多个导电薄片14向导电网4导电，使得多个导电绒丝5带同样电荷排斥而相互分离，转动绝缘管12将多个导电薄片14卷收，使得多个导电薄片14与导电网4脱离，通过加料管9向下模8中输入橡胶原料，下模8的成型腔室内壁将轮胎外壁定型，内模11将轮胎内腔成型，通过设置轴承15方便绝缘管12平顺转动，通过凸块16方便夹持转动绝缘管12。
35.如图4和图5所示，本发明的一种静电均匀分布的航空轮胎结构及生产工艺，其在工作时，首先在第一内模11的外壁和第一下模8的成型腔室的内壁上设置方便脱模的涂层，将导电网4套装到第一内模11的外壁上，并使导电网4与多个第一导电薄片14接触，将第一上模10安装到第一下模8上，将第一电芯13与电极连接，通过多个第一导电薄片14向导电网4的导电绒丝5送电，使得大量导电绒丝5带同种电荷后相互排斥，从而相互分离，通过凸块16转动绝缘管12，使多个第一导电薄片14卷收在第一绝缘管12的下端，使多个第一导电薄片14与导电网4脱离，通过第一加料管9向第一下模8的成型腔室中缓慢加入轮胎原料，轮胎原料凝固后，多个导电绒丝5均匀布置在外层1中，并且多个导电绒丝5与外层1中的碳纳米管原料充分连接，构成整体的导电网状结构，其次在第二内模11的外壁和第二下模8的成型
腔室的内壁上设置方便脱模的涂层，将子午线层3套装在将第二下模8的成型腔室的内壁上，将导电网4套装到子午线层3内侧，将第二上模10安装到第二下模8上，使导电网4与多个第二导电薄片14接触，将第二电芯13与电极连接，通过多个第二导电薄片14向导电网4的导电绒丝5送电，使得大量第二导电绒丝5带同种电荷后相互排斥，从而相互分离，通过第二凸块16转动第二绝缘管12，使多个第二导电薄片14卷收在第二绝缘管12的下端，使多个第二导电薄片14与导电网4脱离，通过加料管9向第二下模8的成型腔室中缓慢加入轮胎原料，轮胎原料凝固后，多个导电绒丝5均匀布置在内层2中，并且多个导电绒丝5与内层2中的碳纳米管原料充分连接，构成整体的导电网状结构，然后使用传统生产设备将复合体a套装粘接在复合体b上即可。
36.本发明所实现的主要功能为：
37.1、在轮胎中构成整体导电网状结构，使静电分布均匀，避免发生击穿放电和电火花，降低风险，减少安全隐患的发生；
38.2、轮胎在风里作用下转动，减少空气摩擦产生静电不均匀现象；
39.3、通过调整轮胎的安装方向，可使轮胎转动的方向与跑道相随，
40.从而减少航空轮胎与跑道的相对摩擦。
41.本发明的一种静电均匀分布的航空轮胎结构及生产工艺，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本发明的一种静电均匀分布的航空轮胎结构及生产工艺的下模8、加料管9、上模10、内模11、绝缘管12、电芯13、导电薄片14、轴承15、凸块16、碳纳米管、碳纤维丝为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可，而无需本领域的技术人员付出创造性劳动。
42.本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
43.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种静电均匀分布的航空轮胎结构，包括外层(1)、内层(2)和子午线层(3)，内层(2)设置在外层(1)的内侧，子午线层(3)设置在外层(1)和内层(2)之间，外层(1)和内层(2)透过子午线层(3)的网格孔连接；其特征在于，还包括导电网(4)和导电绒丝(5)，外层(1)和内层(2)中添加有碳纳米管原料，导电网(4)设置在子午线层(3)上，导电网(4)由导电丝编织成网层状，导电网(4)上设置有大量导电绒丝(5)，导电绒丝(5)为导电丝，多个导电绒丝(5)分散伸入外层(1)和内层(2)中，多个导电绒丝(5)呈弯曲螺旋状，多个导电绒丝(5)与碳纳米管原料接触，子午线层(3)、导电网(4)、导电绒丝(5)结合碳纳米管原料构成整体导电网状结构。2.如权利要求1所述的一种静电均匀分布的航空轮胎结构，其特征在于，碳纳米管原料与橡胶原料的重量比例为5-30：100。3.如权利要求1所述的一种静电均匀分布的航空轮胎结构，其特征在于，还包括防滑纹(6)，大量防滑纹(6)横向均匀布置在外层(1)的外轮面上，防滑纹(6)的一侧设置有与轮胎的径向平行竖直的迎风面，防滑纹(6)的另一侧设置有倾斜到导风面。4.如权利要求3所述的一种静电均匀分布的航空轮胎结构，其特征在于，还包括多个环形槽(7)，多个防滑纹(6)上设置有多个环形槽(7)，多个环形槽(7)与轮胎同轴心。5.如权利要求1所述的一种静电均匀分布的航空轮胎结构，其特征在于，导电网(4)和导电绒丝(5)的导电丝为碳纤维丝。6.一种静电均匀分布的航空轮胎生产工艺，其特征在于，包括生产设备和生产方法，生产设备包括下模(8)、加料管(9)、上模(10)、内模(11)、绝缘管(12)、电芯(13)和多个导电薄片(14)，下模(8)的内部设置有成型腔室，成型腔室对轮胎的外轮面进行定型，加料管(9)安装在下模(8)上，加料管(9)的输出端与下模(8)的成型腔室连通，下模(8)上设置有取放口，取放口与成型腔室连通，上模(10)安装在取放口上，内模(11)安装在上模(10)的下端面，内模(11)悬空置于下模(8)的成型腔室中，内模(11)对航空轮胎的内腔进行定型，绝缘管(12)转动安装在上模(10)上，绝缘管(12)的下端伸入内模(11)中，绝缘管(12)的内部设置电芯(13)，多个导电薄片(14)安装在绝缘管(12)的下端，多个导电薄片(14)与电芯(13)电性连接，多个导电薄片(14)分别穿过内模(11)伸入下模(8)的成型腔室中，多个导电薄片(14)将导电网(4)支撑布置在内模(11)与下模(8)的成型腔室中。7.如权利要求6所述的一种静电均匀分布的航空轮胎生产工艺，其特征在于，还包括轴承(15)和凸块(16)，绝缘管(12)的中部通过轴承(15)与上模(10)转动连接，凸块(16)设置在绝缘管(12)的上端外壁上。8.如权利要求6或7所述的一种静电均匀分布的航空轮胎生产工艺，其特征在于，生产方法包括：s1，使用上述生产设备制备航空轮胎包含导电网(4)和导电绒丝(5)的外层(1)复合体a；s2，使用上述生产设备制备航空轮胎包含导电网(4)、子午线层(3)的内层(2)复合体b；s3，使用传统生产设备将复合体a套装粘接在复合体b上。9.如权利要求8所述的一种静电均匀分布的航空轮胎生产工艺，其特征在于，s1具体为：首先在第一内模(11)的外壁和第一下模(8)的成型腔室的内壁上设置方便脱模的涂层，将导电网(4)套装到第一内模(11)的外壁上，并使导电网(4)与多个第一导电薄片(14)接
触，将第一上模(10)安装到第一下模(8)上，将第一电芯(13)与电极连接，通过多个第一导电薄片(14)向导电网(4)的导电绒丝(5)送电，使得大量导电绒丝(5)带同种电荷后相互排斥，从而相互分离，通过凸块(16)转动绝缘管(12)，使多个第一导电薄片(14)卷收在第一绝缘管(12)的下端，使多个第一导电薄片(14)与导电网(4)脱离，通过第一加料管(9)向第一下模(8)的成型腔室中缓慢加入轮胎原料，轮胎原料凝固后，多个导电绒丝(5)均匀布置在外层(1)中，并且多个导电绒丝(5)与外层(1)中的碳纳米管原料充分连接，构成整体的导电网状结构。10.如权利要求8所述的一种静电均匀分布的航空轮胎生产工艺，其特征在于，s2具体为：首先在第二内模(11)的外壁和第二下模(8)的成型腔室的内壁上设置方便脱模的涂层，将子午线层(3)套装在将第二下模(8)的成型腔室的内壁上，将导电网(4)套装到子午线层(3)内侧，将第二上模(10)安装到第二下模(8)上，使导电网(4)与多个第二导电薄片(14)接触，将第二电芯(13)与电极连接，通过多个第二导电薄片(14)向导电网(4)的导电绒丝(5)送电，使得大量第二导电绒丝(5)带同种电荷后相互排斥，从而相互分离，通过第二凸块(16)转动第二绝缘管(12)，使多个第二导电薄片(14)卷收在第二绝缘管(12)的下端，使多个第二导电薄片(14)与导电网(4)脱离，通过加料管(9)向第二下模(8)的成型腔室中缓慢加入轮胎原料，轮胎原料凝固后，多个导电绒丝(5)均匀布置在内层(2)中，并且多个导电绒丝(5)与内层(2)中的碳纳米管原料充分连接，构成整体的导电网状结构。

技术总结
本发明涉及航空轮胎的技术领域，特别是涉及一种静电均匀分布的航空轮胎结构及生产工艺，其在轮胎中构成整体导电网状结构，使静电分布均匀，避免发生击穿放电和电火花，减少危险；包括外层、内层和子午线层，内层设置在外层的内侧，子午线层设置在外层和内层之间，外层和内层透过子午线层的网格孔连接；还包括导电网和导电绒丝，外层和内层中添加有碳纳米管原料，导电网设置在子午线层上，导电网由导电丝编织成网层状，导电网上设置有大量导电绒丝，导电绒丝为导电丝，多个导电绒丝分散伸入外层和内层中，多个导电绒丝呈弯曲螺旋状，多个导电绒丝与碳纳米管原料接触，子午线层、导电网、导电绒丝结合碳纳米管原料构成整体导电网状结构。结构。结构。


技术研发人员：施建新 李佳嵘 于祥钊 臧家慧 陈克胜
受保护的技术使用者：青岛海润博橡胶制品有限公司
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/10/6