一种轮胎胎面花纹结构及一种轮胎的制作方法

1.本技术轮胎技术领域，具体涉及一种轮胎胎面花纹结构及一种轮胎。


背景技术：

2.随着我国农业机械化程度不断提升，大功率农机等农机装备的保有量持续增长，在一定程度上提高了农业生产效率，但是大功率农机牵引性能必须与路面相互作用才可得以发挥，而轮胎是农机装备与路面接触的唯一部件，其牵引力性能是评价其与农田路面附着能力的重要指标，直接影响农机设备行驶可靠性和安全性，因此需要对轮胎及其花纹结构进行改进，以此保证农机设备行驶可靠性和安全性。
3.目前新型农业灌溉系统大多使用斜交轮胎或者是人字形花纹的农业轮胎，部分性能不能满足，如双向驱动等农业灌溉系统的使用要求，因此越来越多的场合使用农业子午线轮胎，农业子午线轮胎具有行驶速度快、负荷能力大、接地面积大、通过性强、低生热、节油环保、乘坐舒适等优异性能，相比传统斜交轮胎，在作业效率和寿命上，有明显的优势。
4.如现有技术中，申请号为：cn202120445609.5农业子午线轮胎花纹，其提供了一种技术方案，包括，胎面和胎肩，胎面中心线两侧交替排列人字形结构的主花纹块，主花纹块靠近胎肩一端部位宽度与中间部位宽度之比为1.15-1.2，主花纹块靠近胎肩部位与径向角度为28
°
—35
°
，主花纹块远离胎肩一端的部位与中间部位宽度之比为1.5—1.6，胎面中心线的垂直方向与主花纹块之间的角度为48
°
—52
°
，胎面主花纹块之间设置有花纹沟槽；胎面主花纹块靠近胎面中心线位置设置花纹加强台一，胎肩侧部设置肩部花纹块，肩部花纹块设置花纹加强台二；本实用新型腰形人字型胎面花纹块由多角度组成，能够增加胎面中心花纹块的接地面积，提高胎面耐磨，延长轮胎使用寿命。
5.该申请中的采用人字形结构的主花纹块，人字形结构的主花纹块的设计，使前后角角度不同，不能够满足双向驱动及正反方向牵引力相同的要求。
6.因此，需要提供一种新的技术方案来解决上述技术问题。


技术实现要素：

7.本发明提供一种轮胎胎面花纹结构，包括轮胎胎面中心线两侧交错设置的花纹块，花纹块的中心线与胎面中心线垂直设置，所述花纹块包括横向块，及设置于所述横向块一端的耐磨块，所述耐磨块包括耐磨块顶面和耐磨块侧壁，耐磨块顶面包括第一弧形边，所述第一弧形边与第一直边连接，第一直边与第一斜边连接，第一斜边与第二斜边连接，所述第二斜边与第二直边连接，第二直边与第二弧形边连接，所述第一直边与第二直边之间的宽度大于横向块的宽度；耐磨块侧壁与轮胎胎面连接。
8.作为一种优选方案，所述耐磨块侧壁与轮胎胎面之间具有斜度。
9.作为一种优选方案，所述横向块呈一字形设置。
10.作为一种优选方案，所述轮胎胎面的中部设有加强凸起结构，所述花纹块交错的设置在加强凸起结构的两侧，花纹块的耐磨块延伸至加强凸起结构上。
11.作为一种优选方案，所述耐磨块侧壁的底部与轮胎胎面和/或加强凸起通过过渡圆弧一连接。
12.作为一种优选方案，所述花纹块与轮胎胎面的块面比为10％—20％。
13.作为一种优选方案，所述花纹块与轮胎胎面的块面比为16.11％。
14.作为一种优选方案，所述花纹块顶部的边缘处设有凸起。
15.作为一种优选方案，所述花纹块的另一端延伸至轮胎侧壁，延伸至轮胎侧壁的花纹块的端部上开设有散热凹槽。
16.作为一种优选方案，所述轮胎侧壁上设有凸台组。
17.作为一种优选方案，所述轮胎胎面中心线一侧相邻的花纹块之间设有自洁凹槽。
18.作为一种优选方案，所述自洁凹槽相对于轮胎胎面的深度为0.1—5mm。
19.作为一种优选方案，所述加强凸起结构上的花纹块与自洁凹槽之间设有洒水指示。
20.作为一种优选方案，自洁凹槽包括自洁凹槽顶面，自洁凹槽顶面包括自洁凹槽弧形边一，自洁凹槽弧形边一与自洁凹槽直边一连接，自洁凹槽直边一与自洁凹槽斜边一连接，自洁凹槽斜边一与自洁凹槽斜边二连接，自洁凹槽斜边一与自洁凹槽斜边二之间设有外圆弧，自洁凹槽斜边二与自洁凹槽斜边三连接，自洁凹槽斜边二与自洁凹槽斜边三之间设有内圆弧，自洁凹槽斜边三与自洁凹槽斜边四连接，自洁凹槽斜边三与自洁凹槽斜边四设有外圆弧，所述自洁凹槽斜边四与自洁凹槽直边二连接，自洁凹槽直边二与自洁凹槽弧形边二连接，自洁凹槽弧形边一与自洁凹槽弧形边二分别与自洁凹槽纵边连接。
21.作为一种优选方案，自洁凹槽斜边一、自洁凹槽斜边二、自洁凹槽斜边三、自洁凹槽斜边四的长度相等。
22.一种轮胎，包括上述任意一项轮胎胎面花纹结构。
23.作为一种优选方案，所述轮胎为农业子午线轮胎。
24.本技术与现有技术相比，具有如下优点：
25.(1)轮胎整体花纹块设计的块面比和花纹深度适中，在一定程度上可减少轮胎对土壤的压实和扰动，在保护土壤的基础上可提高农作物产量；
26.(2)第一直边、第二直边的设置能够提高耐磨块整体与地面的接触面积，保证了较好的耐磨性，且第一直边、第二直边直接与土壤接触，保证较好的牵引效果，能够保证合理程度内的扰动，也不会损坏农作物，最大程度提高生产效率；
27.(3)本技术设计的花纹块，立体感强，保证了轮胎良好的抓着力，保证了良好的牵引性能；花纹块的中心线与胎面中心线垂直设置，即花纹块行驶面成90
°
排列，成“一字”形，保证前后角的角度相同，完全满足双向驱动及正反向的牵引力相同的要求；
28.(4)耐磨块和整圈加强凸起结构的设计，保证轮胎具有优越的耐磨性；
29.(5)自洁凹槽的设计有利于轮胎在持续潮湿环境下的排泥提高其自洁性能；不同于凸起的设计，凹槽不会对土壤起到较大的扰动，仅对土壤起到松动的作用，进一步可提高农作物产量；
30.(6)散热凹槽的设计有利于轮胎行驶过程中散热，可以提高轮胎的使用寿命，并且保证了轮胎的轻量化；
31.(7)轮胎胎面的侧壁上的凸台可有效保护轮胎侧壁的耐刺性，延长使用寿命；
32.(8)花纹块顶部的边缘处设置的凸起结构，既可以对土壤起到更好的松动作用，也能够起到磨损警示的作用，当凸起磨平的时候，可以作为替换轮胎的警戒，从而更好的实现生产。
附图说明
33.图1是本技术的轮胎胎面花纹结构示意图；
34.图2是本技术的花纹块的结构示意图；
35.图3是图2的d-d’的截面图；
36.图4是图2的e-e’的截面图；
37.图5是图2的a-a’的截面图；
38.图6是图2的b-b’的截面图；
39.图7是图2的c-c’的截面图；
40.图8是加强凸起结构的结构示意图；
41.图9是散热凹槽的结构示意图；
42.图10是图9的f-f’的截面图；
43.图11是自洁凹槽的结构示意图；
44.图12是本技术的轮胎的角度一的示意图；
45.图13是本技术的轮胎的角度二的示意图；
46.图14是本技术的轮胎的角度三的示意图；
47.图15是本技术的轮胎断面轮廓示意图；
48.图16是斜交人字形轮胎的接地印痕及接地应力的分析示意图；
49.图17是无向型农业子午线轮胎的接地印痕及接地应力的分析示意图；
50.图18是实施例一的胎面花纹结构的力值-位移曲线图；
51.图19是人字形花纹结构的力值-位移曲线图；
52.图20是人字形花纹结构下压过程中力和位移的关系图；
53.图21是人字形花纹结构移动过程中力和位移的关系图；
54.图22是实施例一的花纹结构下压过程中力和位移的关系图；
55.图23是实施例一的花纹结构移动过程中力和位移的关系图；
56.图24是下压过程中人字形花纹和实施例一的花纹结构的力和位移的关系图；
57.图25是下压过程中单位面积上人字形花纹和实施例一的花纹结构的力和位移的关系图；
58.图26是移动过程中人字形花纹和实施例一的花纹结构力和位移的关系图；
59.图27是耐磨块的另外一种结构；
60.图28表示实施例二的花纹结构的力值-位移曲线的结构图；
61.图29表示下压过程中实施例一的花纹结构和实施例二的花纹结构力和位移的关系图；
62.图30表示移动过程中实施例一的花纹结构和实施例二的花纹结构力和位移的关系图；
63.图31是实施例二的花纹结构下压过程中力和位移的关系图；
64.图32实施例二的花纹结构移动过程中力和位移的关系图；
65.附图标记：
66.1、轮胎胎面中心线2、花纹块3、轮胎胎面
67.4、横向块5、耐磨块6、加强凸起结构7、侧面
68.8、过渡圆弧9、顶面10、第一弧形边11、第一直边
69.12、第一斜边13、第二斜边14、斜边过渡圆弧
70.15、第二直边16、第二弧形边17、耐磨块侧壁
71.18、过渡圆弧一19、耐磨块顶面20、凸起
72.21、轮胎侧壁22、凸台组23、第一加强斜线
73.24、第二加强斜线25、第三加强斜线26、加强斜线过渡圆弧一
74.27、第四加强斜线28、加强斜线过渡圆弧二29、散热凹槽
75.30、散热底边31、散热顶边32、散热侧边33、散热过度圆弧
76.34、自洁凹槽35、自洁凹槽弧形边一36、自洁凹槽直边一
77.37、自洁凹槽斜边一38、自洁凹槽斜边二39、外圆弧
78.40、自洁凹槽斜边三41、内圆弧42、自洁凹槽斜边四
79.43、自洁凹槽直边二44、自洁凹槽弧形边二45、自洁凹槽纵边
80.46、洒水指示47、虚线48、中心线49、弧形边一
81.50、斜边一51、斜边二52、弧形边二。
具体实施方式
82.以下结合附图1至附图31对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
83.实施例一：
84.如图1所示，本实施例提供一种轮胎胎面花纹结构，包括轮胎胎面中心线1两侧交错设置的花纹块2，花纹块2的高度优选为2-10mm，花纹块2的中心线48与轮胎胎面中心线1垂直设置，花纹块2的上下两侧关于花纹块2的中心线对称设置，即花纹块2与行驶面成90
°
排列，成“一字”形，保证前后角的角度相同，完全满足双向驱动及正反向的牵引力相同的要求。
85.图1是本发明的轮胎胎面花纹的俯视图，图1中的虚线47表示了轮胎胎面4与轮胎侧壁21之间连接线的大概位置。
86.优选地，所述花纹块2与轮胎胎面3的块面比为10％—20％，更优选为，16.11％，本实施例中的块面比在一定程度上可减少轮胎对土壤的压实和扰动，在保护土壤的基础上可提高农作物产量。
87.具体地，如图2所示，所述花纹块2包括呈一字形设置的横向块4及设置于所述横向块4一端的耐磨块5，横向块4与耐磨块5一体成型；横向块4的侧面7与轮胎胎面3之间具有斜度，横向块4的顶面的宽度h1为26mm，横向块的顶面的长度h2为93mm，横向块4的侧面7的底部与轮胎胎面3通过过渡圆弧8连接，如图3和图4所示，横向块4的截面d-d’和e-e’中，d-d’的高度小于e-e’的高度，优选地，d-d’的高度为35-45mm，具体为40.7mm，e-e’的高度为40-55mm，具体为47.4mm；d-d’的横向块4的侧面7与轮胎胎面3的过度圆弧8的半径小于e-e’的
横向块4的侧面7与轮胎胎面3的过度圆弧8的半径，优选地，d-d’的过度圆弧8的半径为20mm，e-e’的过度圆弧8的半径为25mm；横向块4截面d-d’的侧面7与横向块4的顶面9之间的夹角小于横向块4截面e-e’的侧面7与顶面9之间的夹角，优选地，截面d-d’的侧面7与顶面9之间的夹角为107
°
，截面e-e’的侧面7与顶面9之间的夹角为110
°
。
88.如图2所示，耐磨块5的设计可以保证轮胎具有耐磨性，所述耐磨块5包括耐磨块顶面19，耐磨块顶面19包括第一弧形边10，第一弧形边10与横向块4连接，具体地，第一弧形边10的圆弧半径为200mm，所述第一弧形边10与第一直边11连接，第一弧形边10和第一直边11的连接处设置有圆弧，圆弧的半径为10mm，第一直边11的长度为24mm，第一直边11与第一斜边12连接，第一直边11与第一斜边12的连接处设置有圆弧，圆弧的半径为10mm，第一斜边12的长度为16mm，第一斜边12与第二斜边13连接，第一斜边12与第二斜边13之间设有斜边过渡圆弧14，斜边过渡圆弧14的半径为30mm，斜边过渡圆弧14的顶点至加强凸起结构6之间的距离为20mm，所述第二斜边13与第二直边15连接，第二斜边14与第二直边15的连接处设置有圆弧，圆弧的半径为10mm，第二直边15的长度为24mm，第二直边15与第二弧形边16连接，第二弧形边16与横向块4连接，第二直边15与第二弧形边16连接处设有圆弧，圆弧的半径为10mm，第二弧形边16的圆弧半径为200mm，斜边过渡圆弧14的顶点至横向块4之间的距离为106mm；所述第一直边11与第二直边15之间的宽度大于横向块4的宽度h1；第一直边11与第二直边15之间的宽度为44mm；耐磨块侧壁17与轮胎胎面3之间具有斜度，且与轮胎胎面3通过过渡圆弧一18连接，具体地，如图5、图6、图7所示，耐磨块5的截面a-a’、b-b’、c-c’中，a-a’截面耐磨块侧壁17与轮胎胎面3之间过渡圆弧一18的半径、b-b’截面耐磨块侧壁17与轮胎胎面3之间过渡圆弧一18的半径、c-c’截面耐磨块侧壁17与轮胎胎面3之间过渡圆弧一18的半径依次增大，分别为10mm、12mm、15mm；a-a’截面的耐磨块侧壁17与耐磨块顶面19之间的角度、b-b’截面的耐磨块侧壁17与耐磨块顶面19之间的角度相等，角度为102
°
，a-a’截面的耐磨块侧壁17与耐磨块顶面19之间的角度、b-b’截面的耐磨块侧壁17与耐磨块顶面19之间的角度小于c-c’截面的耐磨块侧壁17与耐磨块顶面19之间的角度，c-c’截面的耐磨块侧壁17与耐磨块顶面19之间的角度为105
°
；上述第一直边11和第二直边15的设置能够提高耐磨块5整体的面积，从而提高与地面的接触面积，保证了较好的耐磨性，且第一直边11、第二直边15直接与土壤接触，能够保证合理程度最大的扰动，不损坏农作物的前提下，最大程度提高生产效率。
89.优选地，所述花纹块2顶部的边缘处设有凸起20，凸起20的截面优选为半圆状，半圆的半径为0.75mm；凸起20既可以对土壤起到更好的松动作用，也能够起到磨损警示的作用，当凸起20磨平的时候，可以作为替换轮胎的警戒，从而更好的实现生产。
90.优选地，可有效保护轮胎侧壁21的耐刺性，延长使用寿命，所述轮胎侧壁21上设有多个间隔设置的凸台组22，每个凸台组有22由多个凸台构成，凸台的形状为s状。
91.对实施例一的轮胎胎面花纹结构以及人字形花纹结构进行牵引力实验：
92.牵引力实验步骤为:
93.步骤一：按照花纹块缩比5：1制作花纹块硫化模具；花纹块包括本技术的实施例一轮胎胎面花纹结构以及人字形花纹结构；
94.步骤二：根据模具硫化制作对应的花纹块；具体为使用专用胎面胶料填充花纹块硫化模具，加热加压硫化得到花纹块试件；花纹块试件包括本技术的实施例一轮胎胎面花
纹结构试件以及人字形花纹结构试件；
95.步骤三：按照实验要求准备土壤，将上述花纹块试件安装在测试设备上准备进行实验；具体为：测试设备采用胎面花纹与路面摩擦综合测试平台，该测试设备加载方式采用电机加载，水平方向采用伺服驱动的方式，法向加载载荷及花纹块与土壤等路面之间的摩擦力(花纹块变形剪切力)可由测力传感器测出，在电脑上实时显示；
96.步骤四：将花纹块压入土壤中；优选为：深度设定为4mm，下降速度设定为20mm/min；
97.步骤五：将花纹块在土壤中移动，测试出力-位移曲线；具体为：移动距离为10mm，移动速度设定为20mm/min；
98.步骤六：得到测试出力值-位移曲线；本技术的实施例一轮胎胎面花纹结构的力值-位移曲线如图18所示，人字形花纹结构的力值-位移曲线如图19所示。
99.根据附图20可以看出，人字形花纹结构下压过程中，力和位移的关系，具体为花纹块下压过程n-y斜率拟合平均值为14.3，力值最大时的平均值为39.2；
100.根据附图21可以看出，人字形花纹结构移动过程中，力和位移的关系，具体为：花纹块移动过程n-y斜率拟合平均值为28.33，力值最大时的平均值为6.99；
101.根据附图22可以看出，本技术实施例一的花纹结构下压过程中，力和位移的关系，具体为花纹块下压过程n-y斜率拟合平均值为9.8，力值最大时的平均值为33.77；根据附图23可以看出，本技术的实施例一的花纹结构移动过程中，力和位移的关系，具体为：花纹块移动过程n-y斜率拟合平均值为19.6，力值最大时的平均值为5.70。
102.上述实验结果可知，两种花纹结构分别在3次实验的条件下，均一性较好。如图24表示了下压过程中人字形花纹(rz)和本技术的实施例一的花纹结构(wx)力和位移的关系，通过图中的斜率可以看出，人字形花纹与土壤的抗变形刚度为14.3n/mm，本技术的为9.87n/mm，主要是由于人字形的花纹饱和度高导致的，所以图25中，对比单位面积上的人字形花纹与土壤的抗变形刚度为0.005mpa/mm，本技术的为0.004mpa/mm，差距明显接近；
103.如图26表示移动过程中，人字形花纹(rz)和本技术的实施例一的花纹结构(wx)力和位移的关系，从图中可以看出人字形花纹在未破坏土壤时，最大静态牵引力比本技术的花纹结构的大1.22n，但是在破坏后稳定时本技术的花纹结构牵引力为2.50n，而人字形花纹为1.97n，本技术比人字形花纹大21.2％；上述表明，本技术的花纹结构的牵引性能比人字形花纹好，能够克服工作时产生的工作阻力，更好的应用于农业。
104.实施例二：
105.如图27所示，本技术提供了耐磨块5的另外一种结构，包括耐磨块顶面19，耐磨块顶面19包括弧形边一49，弧形边一49与横向块4连接，优选地，所述弧形边一49与横向块4之间设有圆弧，圆弧的半径优选为30mm，所述弧形边一49与斜边一50连接，弧形边一49的半径为129mm，弧形边一49与斜边一50的连接处设置有圆弧，圆弧的半径为15mm，所述斜边一50与斜边二51连接，斜边一50与斜边二51的连接处设置有圆弧，圆弧的半径为15mm，所述斜边二51与弧形边二52连接，斜边二51与弧形边二52的连接处设置有圆弧，圆弧的半径为15mm，所述弧形边二52的半径为129mm；斜边一50和斜边二51的长度相等，采用28mm；该花纹块结构中，未设置直边；
106.对实施例一中的花纹结构实施例二中的花纹结构进行牵引力实验：
107.牵引力实验步骤为:
108.步骤一：按照花纹块缩比5：1制作花纹块硫化模具；花纹块包括实施例一中的花纹块和实施例二中花纹块；
109.步骤二：根据模具硫化制作对应的花纹块；具体为使用专用胎面胶料填充花纹块硫化模具，加热加压硫化得到花纹块试件；花纹块试件包括实施例一中的花纹块结构试件和实施例二中花纹块结构试件；
110.步骤三：按照实验要求准备土壤，将上述花纹块试件安装在测试设备上准备进行实验；具体为：测试设备采用胎面花纹与路面摩擦综合测试平台，该测试设备加载方式采用电机加载，水平方向采用伺服驱动的方式，法向加载载荷及花纹块与土壤等路面之间的摩擦力(花纹块变形剪切力)可由测力传感器测出，在电脑上实时显示；
111.步骤四：将花纹块压入土壤中；优选为：深度设定为4mm，下降速度设定为20mm/min；
112.步骤五：将花纹块在土壤中移动，测试出力-位移曲线；具体为：移动距离为10mm，移动速度设定为20mm/min；
113.步骤六：得到测试出力值-位移曲线；实施例一的花纹结构力值-位移曲线如图18所示，实施例二的花纹结构力值-位移曲线如图28所示。
114.如图29表示了下压过程中实施例一的花纹结构(ssl1)和实施例二的花纹结构(ssl2)力和位移的关系，通过图中的斜率可以看出，实施例一花纹与土壤的抗变形刚度为9.8n/mm，本实施例的抗变形刚度为8.8n/mm；数值越大，说明牵引力越大，因此采用实施例一中的花纹结构比采用本实施例中的花纹结构产生的牵引力大。
115.如图30表示移动过程中，实施例一的花纹结构(ssl1)和实施例二的花纹结构(ssl2)力和位移的关系，从图中可以看出，实施例一的花纹在未破坏土壤时，最大静态牵引力比实施例二的花纹大0.3n，但是在破坏后稳定时实施例一的花纹牵引力为2.50n，而实施例二的花纹牵引力仅有1.72n，实施例一花纹的牵引力比实施例二花纹的牵引力大了31.2％；上述表明，实施例一的花纹结构的牵引性能更好，能够克服工作时产生的工作阻力，实施例一的花纹结构能够提高耐磨块整体与地面的接触面积，保证了较好的耐磨性，且实施例一的花纹结构直接与土壤接触，能够保证合理程度内的扰动，也不会损坏农作物。
116.根据附图31可以看出，本实施例中的花纹结构下压过程中，力和位移的关系，具体为花纹块下压过程n-y斜率拟合平均值为8.95，力值最大时的平均值为31.5；数值均小于实施例一中花纹结构下压过程的数据；
117.如图32所示，本实施例中的花纹结构移动过程中，力和位移的关系，具体为：花纹块移动过程n-y斜率拟合平均值为17.4，力值最大时的平均值为5.4；数值均小于实施例一中花纹结构移动过程的n-y数据。
118.图31、图32的中三条曲线，表明进行了三次实验，从实验结果来看，本实施例中的花纹机构在3次实验的条件下，均一性较好。
119.实施例三：
120.本实施例进一步保证了轮胎具有优越的耐磨性；
121.具体地：如图8所示，所述轮胎胎面3的中部设有加强凸起结构6，加强凸起结构6的高度优选为5mm；加强凸起结构6围绕轮胎整周设计，加强凸起结构6包括凸起上表面，凸起
上表面包括平行设置的第一加强斜线23和第二加强斜线24，所述第一加强斜线23与第三加强斜线25连接，第一加强斜线23与第三加强斜线25连接之间设有加强斜线过渡圆弧一26，所述第二加强斜线24与第四加强斜线27连接，第二加强斜线24与第四加强斜线27之间设有加强斜线过渡圆弧二28；第三加强斜线25与第四加强斜线27平行设置，第一加强斜线23与第三加强斜线25之间的角度、第二加强斜线24与第四加强斜线27之间的角度为150-165
°
，优选为158
°
；其中加强斜线过渡圆弧一26、加强斜线过渡圆弧二28的半径为30mm，第一加强斜线23和第二加强斜线24之间的距离、第三加强斜线25和第四加强斜线27之间的距离为72mm，第一加强斜线23、第二加强斜线24、第三加强斜线25、第四加强斜线27的长度为90-110mm，优选为99mm；加强凸起结构6的侧壁与轮胎胎面3通过过度圆弧连接。
122.上述第三加强斜线25的下部与第一加强斜线23连接，第四加强斜线27的下部与第二加强斜线24连接，依次连接，实现整周的设置。
123.上述斜边过渡圆弧14的顶点至加强斜线过渡圆弧一26、加强斜线过渡圆弧二28顶点之间的距离为20mm。
124.所述花纹块2交错的设置在加强凸起结构6的两侧，花纹块2的一端延伸至加强凸起结构6上，更具体为耐磨块5延伸至加强凸起结构6上；所述花纹块2的侧面与轮胎胎面3、加强凸起结构6通过过渡圆弧连接，具体地，如图5、图6、图7所示，耐磨块5的截面a-a’、b-b’、c-c’中，截面a-a’的耐磨块侧壁17与加强凸起结构6凸起上表面之间过渡圆弧8的半径、截面b-b’耐磨块侧壁17与加强凸起结构6凸起上表面之间过渡圆弧8的半径、截面c-c’的耐磨块侧壁17与轮胎胎面3之间过渡圆弧8的半径依次增大，分别为10mm、12mm、15mm。
125.实施例四：
126.本实施例中可以对轮胎进行散热，提高轮胎的使用寿命，具体地：
127.如图9所示，所述花纹块2的另一端延伸至轮胎侧壁21，延伸至轮胎侧壁21的花纹块2的端部上开设有散热凹槽29，散热凹槽29的设计有利于轮胎行驶过程中散热，可以提高轮胎的使用寿命，并且保证了轮胎的轻量化；更具体为散热凹槽29开设在横向块4的端部，散热凹槽29包括散热底边30和散热顶边31，散热顶边31的长度小于散热底边30的长度，散热底边30和散热顶边31通过散热侧边32连接，散热侧边32距离横向块4的边缘处具有一定的距离h3，优选为8mm；散热顶边31与散热侧边32之间设有圆弧，圆弧的半径优选为6mm；根据图10中所示的f-f’截面，散热侧边32与轮胎侧壁21之间的角度为110
°
，散热凹槽29的深度s1为2mm，散热凹槽29与轮胎侧壁21之间的散热过度圆弧33半径为10mm。
128.实施例五：
129.本实施例中能保证轮胎在持续潮湿环境下的排泥，提高其自洁性能；
130.具体地，如图10、图11所示，所述加强凸起结构6一侧相邻的花纹块2之间设有自洁凹槽34，所述自洁凹槽34现对于轮胎胎面3的深度为0.1—5mm，优选为2mm；
131.不同于自洁凸起的设计，凹槽不会对土壤起到较大的扰动，仅对土壤起到松动的作用，还进一步可提高农作物产量。
132.自洁凹槽34包括自洁凹槽顶面，自洁凹槽顶面包括自洁凹槽弧形边一35，自洁凹槽弧形边一35的半径为300mm，自洁凹槽弧形边一35与自洁凹槽直边一36连接，自洁凹槽直边一36的长度为41mm，自洁凹槽直边一36与自洁凹槽斜边一37连接，自洁凹槽直边一36与自洁凹槽斜边一37之间设有圆弧，圆弧的半径为10mm；自洁凹槽斜边一37与自洁凹槽斜边
二38连接，自洁凹槽斜边一37与自洁凹槽斜边二38之间设有外圆弧39，外圆弧39的半径为10mm，自洁凹槽斜边一37与自洁凹槽斜边二38之间的角度为120
°
；自洁凹槽斜边二38与自洁凹槽斜边三40连接，自洁凹槽斜边二38与自洁凹槽斜边三40之间设有内圆弧41，内圆弧41的半径为20mm，自洁凹槽斜边三40与自洁凹槽斜边四42连接，自洁凹槽斜边三40与自洁凹槽斜边四42设有外圆弧39，外圆弧39的半径为10mm，自洁凹槽斜边三40与自洁凹槽斜边四42之间的角度为120
°
，自洁凹槽斜边一37、自洁凹槽斜边二38、自洁凹槽斜边三40、自洁凹槽斜边四42的长度相等，所述自洁凹槽斜边四42与自洁凹槽直边二43连接，自洁凹槽斜边四42与自洁凹槽直边二43之间设有圆弧，圆弧的半径为10mm，自洁凹槽直边二43的长度为41mm，自洁凹槽直边二43与自洁凹槽直边一36之间的距离为100mm，自洁凹槽直边二43与自洁凹槽弧形边二44连接，自洁凹槽弧形边二44的半径为300mm，自洁凹槽弧形边一35与自洁凹槽弧形边二44分别与自洁凹槽纵边45连接，自洁凹槽纵边45与自洁凹槽弧形边一35与自洁凹槽弧形边二44之间均设有圆弧，圆弧的半径为15mm，自洁凹槽纵边45的长度为48mm。
133.所述加强凸起结构6上的花纹块2与自洁凹槽34之间设有洒水指示46，洒水指示46采用喷水形的凸起设计，喷水形的凸起高度优选为1mm的高度；喷水形设计，在说明其用于灌溉机械的同时更加美观。
134.实施例六：
135.如图12、图13、图14所示，本实施例在实施例一至实施例五任一实施例的基础上，提供一种轮胎，其包括实施例一至实施例五任一实施例所述的轮胎胎面花纹结构。
136.更具体地：所述轮胎为农业子午线轮胎。
137.如图15所示，所述轮胎断面高度h和轮胎断面宽度b之间的比值为0.1-1.5，具体为0.8778；
138.本技术通过有限元分析对斜交人字形轮胎和无向型农业子午线轮胎进行分析，所述有线元分析为在测试胶料、胎体材料、带束层材料的应力应变等数据的基础上，依据材料的材料分布图划分网格，在一定充气压力及负荷下进而对轮胎的受力情况、接地面积、下沉率等进行分析。
139.受力情况分析：
140.如图16、图17所示，分别为斜交人字形轮胎和无向型农业子午线轮胎在充气压力为160kpa、负荷为2900kg条件下的接地印痕及接地应力的分析示意图；从图中的分析结果可以得出在充气压力是160kpa，负荷是2900kg的条件下，斜交人字形轮胎在接地时，胎面变形大，受力不均匀；无向型农业子午线轮胎因带束箍紧作用，充气后行驶面较为平整，接地印痕呈矩形，接地面积更大，受力更均匀，使得无向型农业子午线轮胎的胎面磨损均匀，进而提高轮胎使用寿命。
141.接地面积、下沉率分析：
142.如表1中提供的具体示例：
[0143][0144]
表1
[0145]
上述示例表明
[0146]
1、相同气压及负荷下，子午线轮胎的接地面积提高9.86％，下沉率增加6.78％；
[0147]
2、相同2900kg的负荷下，子午线轮胎的气压为160/kpa，斜交轮胎的气压为180/kpa时，子午线轮胎的接地面积提高21.26％，下沉率增加9.09％；同时在相同2300kg的负荷、相同180/kpa的气压下，子午线轮胎的接地面积增加18.38％，下沉率增加9.42％；
[0148]
3、在极限负荷5吨的情况下，子午线轮胎的接地面积及下沉率同样提高；
[0149]
综上，子午线轮胎因带束层箍紧作用，充气后行驶面较为平整，静负荷半径较小、接地面积增大、下沉率提高，使得轮胎在使用时运行更加平稳，胎面磨损更加均匀，对土地损伤减小，预计轮胎使用寿命提升10％左右。
[0150]
本技术具有如下优点：
[0151]
1、轮胎整体花纹块设计的块面比和花纹深度适中，在一定程度上可减少轮胎对土壤的压实和扰动，在保护土壤的基础上可提高农作物产量；
[0152]
2、第一直边、第二直边的设置能够提高耐磨块整体与地面的接触面积，保证了较好的耐磨性，且第一直边、第二直边直接与土壤接触，保证较好的牵引效果，能够保证合理程度内的扰动，也不会损坏农作物，最大程度提高生产效率；
[0153]
3、本技术设计的花纹块，立体感强，保证了轮胎良好的抓着力，保证了良好的牵引性能；花纹块的中心线与胎面中心线垂直设置，即花纹块行驶面成90
°
排列，成“一字”形，保证前后角的角度相同，完全满足双向驱动及正反向的牵引力相同的要求；
[0154]
4、耐磨块和整圈加强凸起结构的设计，保证轮胎具有优越的耐磨性；
[0155]
5、自洁凹槽的设计有利于轮胎在持续潮湿环境下的排泥提高其自洁性能；不同于凸起的设计，凹槽不会对土壤起到较大的扰动，仅对土壤起到松动的作用，进一步可提高农
作物产量；
[0156]
6、散热凹槽的设计有利于轮胎行驶过程中散热，可以提高轮胎的使用寿命，并且保证了轮胎的轻量化；
[0157]
7、轮胎胎面的侧壁上的凸台可有效保护轮胎侧壁的耐刺性，延长使用寿命；
[0158]
8、花纹块顶部的边缘处设置的凸起结构，既可以对土壤起到更好的松动作用，也能够起到磨损警示的作用，当凸起磨平的时候，可以作为替换轮胎的警戒，从而更好的实现生产。
[0159]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0160]
以上结合附图详细描述了本技术的优选方式，但是，本技术并不限于上述实施方式中的具体细节，在本技术的技术构思范围内，可以对本技术的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本技术的保护范围。
[0161]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本技术各种可能的组合方式不再另行说明。
[0162]
此外，本技术的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本技术的思想，申请其同样应当视为本技术所公开的内容。

技术特征：
1.一种轮胎胎面花纹结构，包括轮胎胎面中心线(1)两侧交错设置的花纹块(2)，花纹块(2)的中心线(48)与轮胎胎面中心线(1)垂直设置，其特征在于，所述花纹块(2)包括横向块(4)，及设置于所述横向块(4)一端的耐磨块(5)，所述耐磨块(5)包括耐磨块顶面(19)和耐磨块侧壁(17)，耐磨块顶面(19)包括第一弧形边(10)，所述第一弧形边(10)与第一直边(11)连接，第一直边(11)与第一斜边(12)连接，第一斜边(12)与第二斜边(13)连接，所述第二斜边(13)与第二直边(15)连接，第二直边(15)与第二弧形边(16)连接，所述第一直边(11)与第二直边(15)之间的宽度大于横向块(4)的宽度；耐磨块侧壁(17)与轮胎胎面(3)连接。2.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于，所述耐磨块侧壁(17)与轮胎胎面(3)之间具有斜度。3.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于，所述横向块(4)呈一字形设置。4.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于，所述轮胎胎面(3)的中部设有加强凸起结构(6)，所述花纹块(2)交错的设置在加强凸起结构(3)的两侧，花纹块(2)的耐磨块(5)延伸至加强凸起结构(6)上。5.根据权利要求4所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于，耐磨块侧壁(17)的底部与轮胎胎面(3)和/或加强凸起结构(6)通过过渡圆弧一(18)连接。6.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于，所述花纹块(2)顶部的边缘处设有凸起(20)。7.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于，所述花纹块(2)的另一端延伸至轮胎侧壁(21)，延伸至轮胎侧壁(21)的花纹块(2)的端部上开设有散热凹槽(29)。8.根据权利要求1所述的一种轮胎胎面花纹结构，其特征在于，所述轮胎胎面中心线(1)一侧相邻的花纹块(2)之间设有自洁凹槽(34)。9.一种轮胎，其特征在于，包括上述权利要求1至8任意一项轮胎胎面花纹结构。10.根据权利要求9所述的一种轮胎，其特征在于，所述轮胎为农业子午线轮胎。

技术总结
本发明提供一种轮胎胎面花纹结构，包括轮胎胎面中心线两侧交错设置的花纹块，花纹块的中心线与胎面中心线垂直设置，花纹块包括横向块，及设置于横向块一端的耐磨块，耐磨块包括耐磨块顶面和耐磨块侧壁，耐磨块顶面包括第一弧形边，第一弧形边与第一直边连接，第一直边与第一斜边连接，第一斜边与第二斜边连接，第二斜边与第二直边连接，第二直边与第二弧形边连接，第一直边与第二直边之间的宽度大于横向块的宽度，耐磨块侧壁与轮胎胎面连接；本发明还提供了一种具有上述轮胎胎面花纹结构的轮胎；本申请能够保证较好的耐磨性，且第一直边、第二直边直接与土壤接触，保证较好的牵引效果，能够保证合理程度内对土壤的最大扰动，最大程度提高生产效率。大程度提高生产效率。大程度提高生产效率。


技术研发人员：黄书达 闫杰琼 郭全富 孟祥菲 吕德兴 马海平 杨国涛 张莉
受保护的技术使用者：中策橡胶（天津）有限公司
技术研发日：2023.05.09
技术公布日：2023/6/28