книги из ГПНТБ / Восстановительный ремонт шин

передачу — горизонтальной щетке, расположенной между опорными роликами. Расстояние между роликами регулируется в зависимости от размера покрышки перемещением ведомого ролика с помощью штурвала 2. Покрышка располагается в моечной камере между двумя вертикальными щетками с индивидуальным электроприводом 7. Щетки прижимают к боковинам покрышки с помощью пневмо­ цилиндра. Расстояние между щетками регулируется маховиком 8 в зависимости от ширины профиля шины. Горизонтальная и верти­ кальные щетки служат для мойки наружной поверхности шины.

Моечная машина обеспечивает возможность мойки также и вну­

тренней поверхности шин размеров от 200—508 до 320—508. При не­ обходимости мойки внутрен­

ней полости рычаг с профильной пластиной, включают разгру­ зочное устройство. Рычаг последнего, приводимый в действие пневмоцилиндром, выкатывает покрышку из камеры по направля­ ющим. Затем во внутреннюю полость покрышки с помощью пневмо­ тривода вводится эжекционное устройство, откачивающее воду из іокрышки. После удаления воды это устройство выводится из по­ крышки и последняя подается на следующую операцию. Описанная моечная машина может работать как в ручном, так и в автоматиче­ ском режиме управления.

Для мойки крупногабаритных шин большегрузных автомобилей и ведущих колес тракторов используют моечную машину (инд. 800-01) аналогичной конструкции. Ниже приводятся технические характе­ ристики обеих моечных машин.

1В4

Технические характеристики машин для мойки шин массовых размеров и крупногабаритных

Сушка покрышек

Назначение сушки состоит в удалении влаги с поверхности вымытых шин и частично влаги, содержащейся в каркасе.

Накопление влаги в корде каркаса может идти путем капилляр­ ной конденсации вследствие поглощения из влажного воздуха или за счет непосредственного соприкосновения с водой во время эксплуатации шины в случае повреждения покровных резин. В мень­ шей степени влага может накапливаться и в самих покровных и обкладочных резинах, проникая в их трещины и поры, а также вслед­ ствие поглощения гигроскопичными ингредиентами.

Наличие влаги в каркасе поступающих на восстановление шин вызывает существенные изменения в технологии их ремонта.

Методы измерения влажности каркасов. При измерении влаги в покрышках пользуются обычно весовым или электрометрическим методами. Весовым методом' определяют среднюю влажность по­ крышки в целом или (при взвешивании вырезанных участков кар­ каса) отдельных ее зон, а электрическим методом — локальную влажность в данной точке.

165

При определении весовым методом влажность подсчитывают по формуле:

Следует учитывать, что весовой метод определения влажности весьма трудоемок, требует применения лабораторного оборудования, связан с большой затратой времени и, кроме того, дает оценку

лампочек. В том случае, когда не загорается ни одна лампочка, влажность, например, вискозного каркаса менее 2%, если горит одна лампочка, — влажность 2—4%, две — 5—8%, три — более 8%. Электровлагомер необходимо периодически тарировать, поскольку потенциал зажигания неоновых лампочек может со временем изме­ няться. Тарировка производится присоединением к иглам влаго­ мера стандартных сопротивлений 0,5; 1; 2 и 3 МОм. С сопротивле­ нием 0,5 МОм должны гореть три лампочки, 1 МОм — две, 2 МОм — одна; при сопротивлении 3 МОм не должна гореть ни одна лампочка. Для тарирования удобно пользоваться магазином сопротивлений. Техническая характеристика электровлагомера приведена ниже:

Техническая характеристика электровлагомера ИШП-2

166

При работе с электровлагомером типа ИШП-2 его необходимо включить в сеть переменного тока напряжением 220 В, проверить содержание влаги в покрышке не менее, чем в 5—6 точках, для чего ввести иглы-электроды в покрышку примерно на половину толщины каркаса в области поврежденных участков и в надбортовую зону. Поверхность шины при этом должна быть сухой. При контроле влажности шин типа Р с брекером из металлокорда измерение произ­ водят только в области боковины и в надбортовой зоне на участке, расположенном выше дополнительного металлокордного крыла. При контроле влажности каркаса бескамерных шин на корпус вла­ гомера надевают неметаллические колпачки —- ограничители выхода игл-электродов, устраняющие возможность прокалывания гермети­ зирующего слоя.

Рис. VI.13. Распределение покрышек, поступающих в ремонт, по влажности каркаса.

Известны другие конструкции электровлагомеров. Освоено произ­ водство электровлагомера модели НИИАТ 662, у которого в отличие от влагомера ИШП-2 вместо индикаторных неоновых лампочек для измерения электрического сопротивления между иглами-электро­ дами служит стрелочный прибор со шкалой, проградуированной

ввесовых процентах содержания влаги в каркасе. НИИШИНМАШем разработана конструкция стационарной авто­

матической установки для контроля влажности шин (индекс 754.111). Установка предназначена для определения влажности каркаса последовательно в 6 сечениях шины по беговой дорожке и боковинам в надбортовой зоне. Контроль влажности осуществляется так же, как и в описанных выше влагомерах, путем измерения электриче­ ского сопротивления между иглами-электродами, вводимыми в кар­ кас шины. Установка встраивается в поточно-механизированную линию подготовительно-сборочных операций. При этом предусма­ тривается полная автоматизация операций снятия шины с кон­ вейера, загрузки ее на установку, измерения влажности, передачи шины с влажностью каркаса в пределах нормы на последующие

167

технологические операции, а с влажностью выше нормы — на сушку. Производительность установки в среднем 50 шин в час.

Влагосодержание восстанавливаемых покрышек. Количество влаги в каркасе зависит от условий эксплуатации, хранения и тех­ нического состояния шин. Во всех случаях влага, как правило, распределена в каркасе неравномерно. В основном она сосредото­ чивается в зонах местных повреждений каркаса и покровных резин, а также в области борта. Зоны влажности имеют обычно ограничен­

ные размеры, а в их пределах влаго­

5—6 кгс/см2. Если внешнее эффективное прессующее давление или прочность связи между слоями шины окажется ниже указанного уровня, избыточная влага, испаряющаяся в толще каркаса и не имеющая отвода, может вызвать его расслоение, появление вздутий, пузырей, отслоений протектора. Пониженная прочность связи между слоями восстанавливаемых шин или наличие в них небольших де­ фектов в значительной мере усугубляет возможность отслоений и расслоений нагретого каркаса во время или после вулканизации образующимися парами воды. Это особенно часто происходит в зоне ремонта повреждений каркаса. Как видно из рис. VI.14 и приводи-

168

мых ниже данных, с увеличением избыточной влаги в каркасе (более 2—3%) растет число расслоений шин, свулканизованных в замкну­ тых пресс-формах (без принятия специальных мер по предотвраще­ нию расслоений):

Наличие избыточной влаги в рассматриваемом случае приводит не, только к появлению производственного брака, но и к снижению

и раковины, не обнаруживаемые при внешнем осмотре, являются очагами ее разрушения в эксплуатации. Как видно из рисунков чрезмерно «сухие» покрышки (с влажностью каркаса менее 2—3%)

Рис. VI.15. Зависимость прочности связи между слоями каркаса после вулканизации от его влажности при различной темпе­ ратуре сушки:

1 — 120 °С; 2 — 90 °С; 3 — 60 °С.

также имеют после вулканизации пониженную прочность связи между слоями каркаса и пониженный после-

ремонтный пробег. Однако поскольку количество таких шин не­ велико (рис. VI. 13), снижения из-за них среднего уровня после­ ремонтного пробега практически не наблюдается. Более опасцыми яв­ ляются последствия избыточной влажности каркаса, описанные выше.

Меры устранения вредных последствий избыточной влажности шин. В отечественной промышленности до последнего времени в процессе восстановления избыточная влага удалялась из покры­ шек путем их интенсивной сушки. Практиковалась конвективная (горячим воздухом) и терморадиационная (инфракрасным облуче­ нием) сушка восстанавливаемых шин в две стадии: предваритель­ ная — после мойки и окончательная — после шероховки.

189

прочность связи нового восстановленного протектора с материалом покрышки (рис. VI. 17). По мере увеличения продолжительности термообработки прочность связи асимптотически приближается к определенному минимальному уровню, который может быть лишь частично повышен снятием поверхностного слоя резины (подверг­ шегося наибольшему старению) путем шероховки покрышки после ее длительной сушки.

Установлено, что при достаточно эффективном охлаждении восстанавливаемых шин в конце цикла вулканизации можно избе­

1,2, 4 — выносливость при испытании на многократный сдвиг образцов из трех покрышек, отдельные секторы которых после шероховки подвергались сушке в течение различного времени; 3 — то же для покрышки, зашерохованной после сушки.

Охлаждение шин под давлением, превышающим давление пара при температуре вулканизации, исключает возможность парообразова­ ния в каркасе восстанавливаемой шины, и, соответственно, ее расслое­ ния по этой причине.

Эффективное средство предотвращения расслоений шин — дре­ наж, т. е. прокалывание их в надбортовой зоне, где концентрируется наибольшее количество влаги. Отверстия (каналы) в каркасе обеспе­ чивают отвод пара, образующегося в каркасе во время вулканиза­ ции. Для дренажа шин используют пневматическую или электри­ ческую малогабаритную дрель, в которой вместо сверла применяют гладкую иглу из пружинной стали диаметром 2—3 мм. В случае применения пневмодефектоскопии во время осмотра поступающих на восстановление шин и измерения влажности каркаса электро­ влагомером, дренаж шин не требуется, так как отверстия, сделанные в каркасе при выполнении этих операций, играют во время вулкани­ зации роль дренажных каналов.

Практика показала, что при применении для вулканизации вос­ станавливаемых шин пресс-форм неполного профиля (например, типа

170

бандажных), в которых обогревается лишь коронная часть покрышки, расслоений, как правило, не наблюдается даже без охлаждения каркаса и дренажа. В этом случае зона борта, где концентрируется основная часть влаги, содержащейся в шине, остается во время вулканизации холодной. При повышенной влажности шины в обо­ греваемой зоне (например, в области повреждений каркаса по короне) влага во время вулканизации перемещается в холодные участки шины — боковины, борта. Аналогичного эффекта можно достигнуть при применении пресс-форм полного профиля с зонным обогревом и охлаждением, строя режим вулканизации таким образом, чтобы устранялся обогрев борта или обеспечивалось его интенсивное охла­ ждение во время вулканизации.

Как видно из рис. VI. 16, принятие этих мер устраняет снижение послеремонтных пробегов шин, имевших перед восстановлением повышенную влажность каркаса. При этом и число расслоений во время вулканизации уменьшается с 5,5 до 0,4%. Использование только дренажа шин снижает брак по расслоению каркаса при­ мерно до 2,5%.

При применении указанных мер и некотором увеличении про­ должительности сушки после мойки необходимость в повторной сушке после шероховки в большинстве случаев отпадает. Необходи­ мость в такой сушке сохраняется лишь на некоторых предприятиях, работающих в районах с влажным и холодным климатом, или воз­ никает в дождливое время года. В этом случае вводят проверку влажности каркаса после первичной сушки, и шины с большим содержанием влаги (более 8—10%, т. е. при загорании трех индика­ торных лампочек влагомера ИІПП-2) возвращают на повторную сушку в сушильную камеру.

Применение одностадийной сушки покрышек после их мойки позволяет повысить качество восстановления и снизить его себе­ стоимость.

Способы сушки покрышек. В настоящее время наиболее распро­ странен способ сушки покрышек в камерных воздушных сушилках с конвективным тепловлагообменом и терморадиационный способ сушки инфракрасными лучами. Представляет интерес также ва­ куумная сушка покрышек.

Необходимо, чтобы процесс сушки покрышек обеспечивал доста­ точно быстрое равномерное удаление влаги без ухудшения свойств каркасов. Скорость удаления влаги зависит прежде всего от зна­ чения и распределения температуры по каркасу покрышек. По за­ кону термовлагопроводности влага перемещается в направлении меньших температур и влажностей. Поэтому наиболее целесооб­ разно, чтобы максимальные температуры при сушке были в слоях каркаса, где влажность наибольшая.

Как видно из данных табл. VI. 1, при конвективной сушке все части поверхности покрышек нагреваются практически одинаково; при сушке инфракрасными лучами в сушилке ШСБ температура

взоне протектора и борта выше, чем в зоне боковины. Излучатели

всушилке расположены так, что на протектор и борт попадает

171

больше лучистой (тепловой) энергии, чем на боковину. Так как основная часть влаги сосредоточивается в протекторной части и в области борта, характер распределения температур при инфра­ красном излучении создает наиболее благоприятные условия для удаления влаги.

Конвективный теплообмен (температура воздуха 70—80 °С)

Механизм сушки покрышек. Установлено, что влага в покрышке в процессе сушки перераспределяется. Часть влаги выходит на

поверхность и испаряется, часть равномерно распространяется (диф­ фундирует) по каркасу покрышки, увеличивая размеры зон влаж­ ности. Важно, что при этом уменьшаются максимальные значения (концентрация) влажности в зоне. Хотя начальная влажность покры­ шек может быть существенно различна, относительная скорость

1 7 2

сушки (в % к начальной влажности) практически одинакова для всех покрышек.

Как видно из данных рис. VI.18 и VI.19, при конвективной сушке основная часть влаги (55—60% от первоначальной) удаляется за 30—40 ч, при сушке инфракрасными лучами — за 6—8 ч. Процесс сушки как при конвективном, так и при терморадиационном обо­ греве распадается на две стадии, разделенные критической точкой (WKp). Первая стадия — возрастание и постоянная скорость сушки, вторая — снижение скорости (рис. VI.20).

Сушка покрышек до и после критической точки происходит

Коэффициент К зависит от условий тепловлагообмена и является величиной, обратной времени, в течение которого влажность умень­

Расчет изменения влажности шин в течение первого периода сушки, представляющего наибольший практический интерес, можно проводить по следующим простым формулам:

173