книги из ГПНТБ / Восстановительный ремонт шин

время окисление затрагивает столь глубокие слои вулканизата, что даже после шероховки на поверхности оказывается сильно окислен­ ный слой, вследствие чего прочность связи начинает падать. После первых суток старения при шероховке удаляется сильно окисленный поверхностный слой и обнажается слой, содержащий лишь не­ большое число полярных групп. Наличие незначительного коли­ чества полярных групп в поверхностном слое может оказаться даже полезным с точки зрения прочности связи, поскольку, не ока­ зывая существенного влияния на смачиваемость подложки, может способствовать появлению наведенных диполей в молекулах каучука невулканизованной резиновой смеси и тем самым способствовать повышению индукционного взаимодействия. С этим может быть связано также упомянутое выше некоторое повышение прочности связи в отдельных системах с увеличением степени вулканизации ранее вулканизованного слоя.

Как показали исследования Б. А. Догадкина и сотр., при совулканизации сдублированных резин на основе несовмещающихся каучуков, например GKG и НК, они практически не образуют непре­ рывной пространственной сетки, т. е. не возникают химические связи между макромолекулами соседних слоев. Аналогичное положение, очевидно, имеет место и при совулканизации резиновой смеси и вулканизата. Таким образом, в процессе вулканизации природа адгезионного взаимодействия качественно не меняется и основная роль при этом принадлежит ван-дер-ваальсовским силам. Это не означает, что невозможно образование какого-то количества хими­ ческих связей. Однако тот факт, что адгезионное взаимодействие в таких системах обусловлено главным образом межмолекулярными силами, подтверждается тем, что рассчитанные из температурной зависимости прочности связи (рис. IV. 16) значения кажущейся

Практически важным является вопрос о том, как зависит проч­ ность связи от типа каучука, на основе которого приготовлены дублируемые резина и резиновая смесь. Очевидно, исходя из изло­ женных соображений, следует считать, что при прочих равных условиях прочность связи будет зависеть от конформационной совместимости макромолекул каучуков обеих резин. Поэтому можно ожидать, что при дублировании резины с резиновыми смесями на основе различных каучуков наиболее высокая прочность связи должна быть достигнута в тех системах, в которых смесь изготов­ лена из того же каучука, что и резина. В действительности же, как видно из рис. IV.17, наиболее высокая прочность связи независимо от типа каучука в вулканизованном слое достигается при использо­ вании резиновых смесей на основе НК, а наименьшая — резиновых смесей из GKG. С другой стороны, независимо от типа каучука

133

в резиновой смеси наибольшая прочность связи обеспечивается в слу­ чаях дублирования с вулканизатом из НК, а наименьшая — с вулканизатом из GKC. Это может быть объяснено следующими при­ чинами.

1. Макромолекулы НК обладают максимальной гибкостью вслед­ ствие линейного строения, отсутствия боковых цепей, легкости вращения вокруг связей С—С и низкого внутреннего трения. Поэтому они способны обеспечить наиболее выгодные конформацию и взаимо­ действие в зоне контакта. Макромолекулы бутадиенового и стироль­ ного каучуков имеют винильные или стирольные боковые подвески,

поэтому изменения их конформаций затруднены вследствие высо­ ких потенциальных барьеров вращения вокруг связей С—С и по чисто стерическим причинам.

2.Бутадиен-стирольный каучук является сравнительно жест­ ким полимером, и смеси на его основе обладают низкой пластич­ ностью. Поэтому такие смеси плохо заполняют неровности поверх­ ности вулканизата и при прочих равных условиях, очевидно, обеспе­ чивают наименьшую площадь истинного контакта и, следовательно, минимальную прочность связи.

3.Бутадиен-стирольный каучук имеет большое число легко поляризующихся групп (стирольных), и вследствие этого его вулканизаты содержат значительное число наведенных диполей и имеют более высокую полярность, чем вулканизаты других каучуков общего назначения. Следовательно, адгезионная активность таких

134

вулканизатов по отношению к резиновым смесям из неполярных каучуков меньше.

Соотношение прочности связи в системах из резин на основе различных каучуков не изменяется и при использовании клеевых прослоек между ними. Однако в зависимости от природы применя­ емого клея абсолютные значения прочности связи могут быть различ­ ными. Основная роль клеевой прослойки состоит, по-видимому, в обеспечении более полного заполнения всех мельчайших неров­ ностей микрорельефа поверхности вулканизата и более полного

Рис. IV.19. Зависимость статической и динамической прочности связи в мо­ дельных образцах от содержания сажи в клеевой резиновой смеси на основе НК:

і — сопротивление расслаиванию резиновых пластинок, склеенных клеем с различным со­ держанием сажи (конфекционные свойства клея); 2 — выносливость модельных образцов при многократном сжатии (динамическая прочность связи после совулканизации); 3 — изме­ нение модуля клеевой резины при растяжении 400%.

контакта дублируемых поверхностей. Но при этом большую роль играют механические свойства и химическая природа клеевой пленки. Все соображения, высказанные выше относительно влияния на прочность связи природы каучука, на основе которого изготовлена резиновая смесь, очевидно, в равной мере относятся и к каучуку клеевой пленки. Что касается механических свойств клеевой пленки, то они должны приближаться к механическим свойствам склеива­ емых материалов. Иначе при деформации системы в граничном слое может возникать концентрация сдвиговых напряжений, приводящая к ее преждевременному разрушению. Это, вероятно, является одной из причин того, что прочность связи в системах с ненаполненным клеем на основе НК значительно уступает прочности связи в систе­ мах с саженаполненным клеем на основе того же каучука (рис. IV. 18).

135

Введение сажи в клеевую резину может также способствовать повышению прочности связи вследствие возможного образования дополнительных связей типа каучук — сажа. Количество введен­ ной в клеевую резину сажи оказывает существенное влияние на прочность связи (рис. IV.19). С увеличением дозировки сажи в клее­ вой резине прочность связи повышается, проходит через максимум,

ван тем, что такие материалы обеспечивают наибольшую прочность связи независимо от типа каучука в вулканизате, а при восстанов­ лении шин практически невозможно бывает установить тип протек­ торной резины в восстанавливаемой шине.

Следует, однако, иметь в виду, что при креплении резиновой смеси из СКС к вулканизату из того же каучука с помощью клеев

-из СКС или его комбинации с НК достигается более высокая проч­ ность связи, чем при применении клея из НК, причем невулкани­

зованная резиновая смесь из каучука СКС-ЗОА обеспечивает такую же прочность связи, как и резиновая смесь из НК с клеем из НК.

Применение таких клеев позволяет существенно повысить также прочность связи резиновой смеси из СКС с вулканизатами из других каучуков. Это, вероятно, объясняется тем, что клеи обеспечивают большую полноту контакта, чем резиновые смеси, и в результате этого реализуются преимущества СКС, связанные с наличием легко поляризующихся стирольных групп. Далее, необходимо учитывать,

136

что при креплении к вулканизату резиновых смесей на основе СКС прочность связи в системе повышается в ряду СКС-ЗОА <[ СКС-ЗОАМ < СКС-ЗОАРКМ, т. е. изменяется соответственно повышению пла­ стичности каучуков. Более того, при применении резиновых смесей на основе комбинации НК и СКС-ЗОАРКМ прочность связи при креплении к вулканизату из СКС повышается по мере увеличения содержания последнего.

Учитывая, что в последние годы протекторные резины, приме­ няемые в шинной промышленности, получают главным образом на основе СКС, а также стереорегулярных каучуков СКД и СКИ, можно считать возможным переход к применению прослоечных ре­ зин на основе бутадиен-стирольных и дивиниловых каучуков повы­ шенного качества. Ограничением в этом, однако, могут явиться сравнительно не­ высокие конфекционные свойства смесей, особенно на основе СКС.

Другой путь замены натурального кау­

резин на основе различных каучуков проч­ ность связи с увеличением продолжитель­ ности вулканизации сначала возрастает,

проходит через максимум и затем снижается. При этом оптимум вулка­ низации по прочности связи не совпадает с оптимумом вулканизации входящей в систему невулканизованной резиновой смеси по физико­ механическим показателям.

В работах Б. А. Догадкина, М. М. Резниковского и др. при рассмотрении механизма совулканизации резиновых смесей в много­ слойных изделиях подчеркивается значение диффузии из слоя в слой низкомолекулярных компонентов смесей, в первую очередь серы и ускорителей вулканизации. Диффузия серы, протекающая при температурах вулканизации с высокой скоростью, вызывает воз­ никновение в граничных слоях повышенных концентраций вулкани­ зующего агента, наличие которых определяет, в свою очередь, свой­ ства граничного слоя и в конечном итоге прочность связи в много­ слойном изделии. Поэтому можно ожидать, что и в рассматриваемых системах, характеризующихся резким скачком концентрации сво­ бодной серы при переходе от резиновой смеси к вулканизату, диф­ фузия серы оказывает существенное влияние на кинетику совулка­ низации и соответственно на прочность связи между слоями.

137

Г Л А В А t

Технологическа я схема процесса восстановления шин, виды и способы восстановительного ремонта

Разнообразие ассортимента, конструкций и условий эксплуата­ ции восстановленных шин, различие в их техническом состоянии при поступлении на восстановление, а также особенности техниче­ ского оснащения отдельных шиноремонтных предприятий обуслов­ ливают многообразие видов и способов восстановительного ремонта. Несмотря на это принципиальная технологическая схема процесса восстановительного ремонта шин остается неизменной.

Технологическая схема процесса восстановления шин

Технологический процесс восстановления шин складывается из ряда основных и вспомогательных операций. Как видно из схемы, представленной на рис. Ѵ.1, все основные операции, последователь­ ность которых показана в средней части схемы, можно разбить на три группы: операции, связанные с подготовкой шин к наложению протектора и ремонту (заделке) повреждений каркаса и покровных резин; операции наложения протектора и других материалов; опе­ рации вулканизации восстанавливаемых шин и отделки готовой продукции.

Влевой и правой частях схемы укрупненно показаны две группы вспомогательных операций: операции подготовки шиноремонтных материалов и операции изготовления диафрагм и варочных камер.

Всоответствии с такой схемой крупные шиноремонтные пред­ приятия имеют несколько производственных участков /Процесс вос­ становительного ремонта начинается с тщательного ; осмотра шин, целью которого является определение пригодности к восстановле­ нию, группы, вида и способа восстановления. При осмотре устанав­ ливается степень износа протектора, наличие повреждений брекера, каркаса, покровных резин, борта. Осмотр производится с исполь­ зованием станков, приспособлений и инструментов, облегчающих выявление повреждений. В случае необходимости для обнаружения скрытых дефектов (например, расслоений каркаса) применяются различные методы дефектоскопии. По результатам осмотра в соот­ ветствии с действующими техническими условиями определяется группа восстановления; в зависимости от особенностей конструкции

иназначения шин и с учетом технических возможностей данного шиноремонтного предприятия выбирается вид и способ восста­ новительного ремонта. Пригодные к восстановлению покрышки

139

Рис. Ѵ.1. Схема технологического процесса восстановления шин наложением нового протектора.

и бескамерные шины получают соответствующую маркировку и на­ правляются на операцию мойки. Вымытые шины проходят сушку ц поступают на склад ремонтного фонда (пригодных к восстановле­ нию шиіВаДИ минуя его в производство.

------Этгій^следнего времени в отечественной шиноремонтной промыш­ ленности практиковалась двухстадийная сушка восстанавливаемых

изношенного протектора и обработки повреждений каркаса и покров­ ных резин, производилась проверка влажности каркаса и при нали­ чии избыточной влажности шины подвергались повторной сушке. При отсутствии средств контроля влажности производилась повтор­ ная сушка всех восстанавливаемых шин. Однако в последние годы установлено, что при достаточно эффективном охлаждении восста­ навливаемых шин в конце цикла вулканизации и при условии неко­ торого увеличения продолжительности сушки шин после мойки необходимость в повторной сушке в большинстве случаев отпадает. Такая необходимость сохраняется лишь на некоторых предприятиях, работающих в районах с влажным и холодным климатом, или возни­ кает в соответствующее время года. В основном, однако, и в этих случаях достаточно проверять влажность каркаса после первичной сушки и шины с повышенной влажностью возвращать на повторную сушку в ту же сушильную камеру. Это и показано на технологи­ ческой схеме (рис. Ѵ.1) пунктиром, как один из вариантов органи­ зации процесса.

Для ряда предприятий, особенно при недостаточной пропускной способности моечного и сушильного оборудования, более рациональ­ ной оказывается такая организация процесса, когда после осмотра шины, пригодные к восстановлению, направляются на склад ремонт­ ного фонда, а уже затем по мере необходимости их подвергают после­ довательно мойке и сушке, перед направлением в производство. Такой вариант организации технологического процесса также по­ казан на схеме пунктиром.

ТТТипы, прошедшие мойку и сушку, со склада ремонтного фонда или непосредственно после сушки поступают в производство на опе­ рацию удаления остатков рисунка изношенного протектора и шероховки поверхности. Эта операция является основной на стадии подготовки шин к наложению нового протектора. От качества ее выполнения зависит соответствие размеров шин размерам приме­ няемых вулканизационных форм и прочность соединения вновь наложенного протектора с шиной. Характер обработки, прежде всего величина снимаемого слоя, может быть различным в зависи­ мости от вида восстановительного ремонта. В большинстве случаев обработка производится с таким расчетом, чтобы сохранить примерно половину толщины подканавочного слоя. Однако в некоторых слу­ чаях сохраняется часть выступов старого рисунка протектора. В дру­ гих случаях полностью удаляется подканавочный слой, а иногда — полностью или частично — брекер.

Отшерохованные шины поступают на операцию обработки участ­

1 4 2

ков повреждений каркаса и покровных резин. Здесь производится вырезка поврежденного материала на всю глубину повреждения. После удаления поврежденного участка покровной резины или корда границы (стенки) вырезки подшероховывают. Затем производят шероховку внутренней поверхности шины вокруг повреждения (под пластырь). Гвоздевые проколы и неглубокие повреждения по­ кровных резин обрабатываются без вырезки. Поврежденные участки покровных резин шерохуются, а сквозные проколы — прочищаются.

Заключительной операцией подготовки шин к наложению нового протектора и заделке повреждений является контрольный обмер

иосмотр. Предварительно с отшерохованной поверхности беговой части шин и участков повреждений каркаса и покровных резин тщательно удаляют оставшуюся шероховальную пыль. Обмер произ­ водят с целью проверки соответствия размеров (длины окружности

ипериметра профиля) обработанных шин установленным нормам. При осмотре основное внимание обращают на характер и размеры имеющихся повреждений каркаса и покровных резин. По результа­ там осмотра уточняют группу, а иногда — вид и способ восстанови­ тельного ремонта.

Втех случаях, когда по условиям производства (из-за невоз­ можности обеспечить эффективное охлаждение в конце вулканиза­ ции или по другим причинам) принята технологическая схема с двух­ стадийной сушкой, одновременно с осмотром производят проверку

влажности каркаса восстанавливаемых шин и при необходимости направляют шины на сушку.

Вторая стадия технологического процесса восстановления шин — заделка местных повреждений и наложение нового протектора — начинается с выполнения всех работ, связанных с ремонтом повреж­ дений каркаса и покровных резин. Непосредственно после удаления шероховальной пыли, контрольного осмотра и уточнения группы восстановления или после повторной сушки шины поступают на операцию промазки поврежденных участков клеем. Клей наносят равномерным слоем на всю площадь отшероховэнных участков во­ круг повреждений на наружной и внутренней поверхности шин. После его просушки приступают к выполнению дальнейших опера­ ций. При наличии сквозных повреждений прежде всего на внутрен­ нюю поверхность накладывают подготовленный резинокордный пла­ стырь. При ремонте методом внутреннего пластыря непосредственно после этого стенки сквозного повреждения обкладывают обрезиненным кордом. Операции промазки повреждений клеем и наложения пластыря могут производиться на одном рабочем месте, поэтому в приведенной технологической схеме они объединены. При механи­ зированной заделке повреждений на этом же рабочем месте произво­ дят обкладку стенок повреждений обрезиненным кордом в случае использования метода внутреннего пластыря. Если же механизиро­ ванная заделка отсутствует, то эту операцию целесообразнее объеди­ нить с операцией заделки повреждений вручную.

В случае необходимости ремонта повреждений каркаса, вырезае­ мых внутренним конусом, промазка клеем отшерохованного участка

143