- •Ю. Н. Никитин технология пневматических шин
- •Оглавление
- •Глава 1. Краткие сведения о пневматических шинах и требования
- •Глава 2. Изготовление полуфабрикатов для шин 57
- •Глава 3. Технологические процессы производства и восстановления
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1.Краткие сведения о пневматических шинах и требования к материалам для их производства
- •1.1. Конструкции пневматических шин
- •1.2. Рабочие характеристики шин
- •1.3. Краткое описание шин различного назначения
- •Техническая характеристика кгш и скгш
- •Техническая характеристика новых шин-гигантов
- •1.4. Требования к шинным резинам, типовые рецепты резиновых смесей и методы их испытания
- •Типовые рецепты протекторных резиновых смесей (мас ч)
- •Типовая рецептура обкладочных резиновых смесей (мас ч)
- •Типовая рецептура изоляционных и промазочных резиновых смесей (мас ч)
- •Рецепты камерных резиновых смесей на основе бк зарубежных фирм (мас ч)
- •Рецепты вентильных резиновых смесей (масс ч)
- •1.5. Материалы для изготовления шин
- •Структура и химический состав изопреновых каучуков
- •Свойства печных марок техуглерода для шинных резин
- •Технические характеристики металлокорда перспективных конструкций
- •Техническая характеристика текстильных кордов
- •Контрольные вопросы к главе 1
- •Глава 2.Изготовление полуфабрикатов для шин
- •2.1. Приемка, складирование, хранение и предварительная подготовка материалов
- •Технические характеристики стандартных контейнеров серии 1
- •2.2. Приготовление резиновых смесей
- •Техническая характеристика высокопроизводительного смесительного оборудования
- •Техническая характеристика дорабатывающего оборудования червячного типа
- •2.3. Профилирование протекторных заготовок и других деталей покрышек
- •Технологические параметры профилирования некоторых деталей покрышки на мчх с валковой головкой из высоковязких резиновых смесей
- •Техническая характеристика мчх с валковыми головками для питания каландров
- •2.4. Обработка и раскрой корда
- •Типовой рецепт пропиточного состава
- •Оптимальные параметры процесса термообработки кордов
- •Технические характеристики отечественной линии лимб-300
- •2.5. Изготовление деталей покрышек
- •Техническая характеристика крыльевых станков
- •Контрольные вопросы к главе 2
- •Глава 3.Технологические процессы производства и восстановления шин и утилизации отходов
- •3.1. Сборка покрышек
- •Сравнительная характеристика оборудования для сборки легковых радиальных шин
- •Типы станков для сборки крупногабаритных шин
- •3.2. Формование, вулканизация и контроль качества покрышек
- •Рецепт смазки для окраски внутренней поверхности покрышек
- •Техническая характеристика отечественных многопозиционных вулканизаторов
- •Основные технико-экономические преимущества впм перед форматорами-вулканизаторами
- •Технические характеристики свч-вулканизатора
- •Технические характеристики свч-установки
- •3.3. Технологический процесс производства ездовых камер
- •Технические характеристики стыковочных станков
- •3.4. Технология производства велосипедных шин
- •Физико-химические и оптические свойства белых пигментов
- •Технические характеристики агрегата 621.071
- •Технические характеристики агрегата ит 3370.00.000
- •Технические характеристики машин для изготовления и изоляции бортовых колец
- •Технические характеристики станков для сборки велопокрышек
- •3.5. Технология восстановления шин и использование отходов
- •Контрольные вопросы к главе 3
- •Библиографический список
1.4. Требования к шинным резинам, типовые рецепты резиновых смесей и методы их испытания
Важными показателями надёжности шин являются ремонтопригодность и ресурс. По прогнозам в ближайшем будущем двухсот тыс км достигнет ходимость грузовых шин, ста тыс км – легковых шин и 70-80% - их ремонтопригодность. Поскольку требования к шинным резинам всё более ужесточаются, следует ожидать повышения на 15-20% их прочностных свойств и износостойкости и снижения на 10-15% гистерезисных потерь. Долговечность шин зависит от условий их эксплуатации, при этом более 73% разрушений приходится на износ протектора из-за недостаточного качества протекторных резин. Материалы для шины выбирают в зависимости от режимов работы её элементов, её конструкции и условий эксплуатации, а основным материалом является резина на основе каучуков общего назначения, способная работать от -50 до +150оС. Совершенствование рецептуры шинных резин идёт в направлении снижения наполнения техуглеродом и маслом, повышения степени сшивания, использования методов многостадийного смешения, применения смесей полимеров и модифицированных каучуков. Общие требования к ним - высокая усталостная выносливость и малое теплообразование.
Усталостная выносливость (утомление) выражается в изменении жёсткости, прочности, износостойкости и других свойств резины при воздействии на шину многократных циклических нагружений, приводящем к снижению срока её службы. Многократные циклические нагружения различают по виду деформации, величине амплитудного (наибольшего) напряжения, частоте нагружения, форме циклов (зависимости напряжения от времени) и длительности перерывов между ними. Усталостную выносливость оценивают числом N циклов периодического нагружения при заданном амплитудном напряжении σ до разрушения материала в результате термофлуктуационного распада химических связей, активированного механическим полем. Усталостная прочность - это напряжение σN, при котором разрушение идёт после заданного числа циклов. Зависимость между N и σN в режиме σ=const выражают графически в виде кривых усталости или аналитически: σN=σ1 N-1/β, где σ1-разрушающее напряжение при одном цикле нагружения образца (исходная прочность резины), β=2-10 - эмпирический показатель выносливости резины. Формула предполагает линейную зависимость кривой усталостной выносливости многослойных резин и резинотканевых материалов до отслаивания в координатах lgσN – lgN.
Теплообразование (повышение температуры) обусловлено высоким внутренним трением в наполненных резинах и проявляется в переходе значительной части механической энергии деформации в теплоту, называемом гистерезисными потерями. При многократных циклических нагружениях вследствие низкой теплопроводности резины высокие гистерезисные потери приводят к её саморазогреву и тепловому разрушению, что снижает усталостную выносливость. Одновременно внутреннее трение способствует затуханию свободных колебаний в резине, тем более сильному, чем больше гистерезисные потери. Поэтому резины с высоким внутренним трением гасят толчки и удары, т.е. являются хорошими амортизаторами.
Резина протектора, кроме общих требований к шинным резинам, должна иметь высокие значения износостойкости и атмосферостойкости, прочности при растяжении и сопротивления раздиру. Различают три вида износа резины, которые легко определяются визуально и существенно влияют на зависимость его интенсивности от коэффициента трения:
скатыванием (последовательным отдиранием) тонкого поверхностного слоя;
абразивным царапанием по твердым выступам поверхности абразива;
усталостным разрушением от механических потерь и теплообразования во время скольжения и качения по неровностям поверхности твердого контртела. Требования к протекторным резинам противоречивы, и те из них, что указаны выше, не совпадают с требованиями обеспечения хороших технологических свойств, высокого коэффициента трения и усталостной выносливости. В каждом случае эти требования дифференцируются в зависимости от типа и размера шин и условий их эксплуатации. Для повышения стойкости радиальных шин к механическим повреждениям целесообразно применение более жёстких резин. С увеличением размера шин возрастает влияние теплообразования на их работоспособность и надёжность и в большегрузных шинах оно становится определяющим. При работе в рудниках протектор должен быть устойчив к проколам и порезам режущими кромками горных пород, а в условиях бездорожья износостойкость определяется упругожёсткостными свойствами.
Особенность отечественной шинной промышленности - применение в производстве 100% СК, поэтому используют их комбинации, компенсирующие недостатки отдельных каучуков и в ряде случаев обеспечивающие улучшение свойств композиций (табл.1.3). Каучуки СКИ и СКД повышают усталостную выносливость протектора. Добавки БСК к СКИ повышают устойчивость смеси к реверсии, а резины - к термоокислительному старению, и улучшают сцепление её с дорогой. Добавки СКИ-3 к БСК и СКД повышают конфекционную клейкость смесей, прочность их связи с брекером и прочность стыка протектора, а добавки до 40мас ч СКД - износостойкость, сопротивление растрескиванию и морозостойкость протекторной резины. Пластичность смесей повышают добавкой мягчителя АСМГ-1 - продукта окисления остатков после прямой перегонки нефти, на поверхность которого нанесено 6-8% техуглерода. Содержание техуглерода и мягчителей определяется требованиями к перерабатываемости смесей и упруго-жёсткостным свойствам вулканизатов.
Таблица 1.3.