Технологические процессы при изготовлении автомобильных шин

Любая движущаяся часть оборудования представляет опасность, если она открыта и доступна для случайного прикосновения.

Опасными вращающимися частями оборудования являются маховики, муфты, эксцентрики, валы, червяки и др. Особенно опасны вращающиеся части, имеющие на наружных поверхностях выступающие детали. Эти части могут нанести травмы ударом или в результате захвата одежды, рук. Опасность такого захвата представляют вальцы, каландры и др. валковые машины.

Техника безопасности - совокупность безопасных методов организации труда.

Основные положения ТБ:

1. Прохождение на территорию предприятия осуществляется через контрольно-пропускной пункт

2. Проносит и распивать спиртные напитки строго запрещено.

3. Курить на территории предприятия разрешено в строго отведенных местах.

4. Необходимо обращать внимание на световые и звуковые сигналы.

5. Нужно ходить по строго установленным проходам

6. Запрещено заходить за ограждение около оборудованию.

8. Не ходить по местам, где ведутся монтажные и строительные работы.

9. Никакие работы нельзя производить самостоятельно.

7. Принципиальные схемы технологических процессов при изготовлении шин. Устройство, принцип работы и техническая характеристика основного технологического оборудования

7.1 Подготовка и обработка материалов

7.1.1 Резка и декристаллизация каучуков

Каучуки и другие материалы, поступающие на шинные заводы, принимают в соответствии с требованиями государственных стандартов (ГОСТ) и технических условий (ТУ). Кипы НК разгружают из вагонов или автомашин при помощи автопогрузчиков. Каучук хранят в контейнерах, на стеллажах или подтоварниках отдельными партиями при 10-15 °С и относительной влажности воздуха 70-75%.

Резка натурального каучука. Кипы натурального каучука массой 100-113 кг разрезают на мощных гидравлических ножах на куски по 10-20 кг для облегчения развески и загрузки на вальцы, в резиносмеситель и другое оборудование.

Декристаллизация натурального каучука. Натуральный каучук поступает на шинные заводы в закристаллизованном виде. Обработка такого каучука может привести к повреждению оборудования поэтому его подвергают декристаллизации, которая сводится к тому, что натуральный каучук нагревают при 40-90 °С в течение определенного времени. В результате декристаллизации каучук из кристаллического состояния переходит в аморфное. Декристаллизацию осуществляют в распарочных камерах периодического или непрерывного действия, обогреваемых паром, или на установках с применением токов высокой частоты. В камерах периодического действия каучук декристаллизуют при 60-80 °С в течение 15-36 ч (в зависимости от времени года и организации производства). В подготовительных цехах заводов ОАО "Белшина" распарку каучука производят при 70-80 °С водяным паром в камерах периодического действия.

Особенности подготовки синтетических каучуков. На шинные заводы синтетические каучуки поступают в брикетах отдельными партиями с необходимой пластичностью и не подвергаются дополнительной обработке. Однако для удобства развески часть брикетов разрезают на дисковых или гидравлических ножах на два-три куска (в зависимости от размера кип). Для обеспечения автоматической развески каучуки целесообразно поставлять также в виде гранул, крошки или шариков, покрытых изолирующей оболочкой для предотвращения слипания.

7.1.2 Пластикация и гранулирование каучуков

После декристаллизации натуральный каучук остается жестким. Вязкость НК в кипах составляет 90-100 (по Муни), а для обработки необходима вязкость 50-55, поэтому каучук для облегчения смешения с ингредиентами и придания необходимых технологических свойств резиновым смесям необходимо подвергать пластикации. Так называется процесс превращения каучука из жесткого состояния в мягкое (пластичное). Во время пластикации на вальцах при низких температурах (40-60 °С) происходит механический разрыв молекул каучука, приводящий к снижению молекулярного веса и тем самым - к повышению пластичности. Кроме того, под действием разрядов статического электричества, возникающих при работе вальцов, из кислорода воздуха образуется озон, который способствует более активному окислению каучука. Все эти факторы обусловливают повышение пластичности каучука. С повышением температуры сверх 130 °С процесс окисления каучука проходит интенсивнее и происходит химический разрыв молекул после присоединения кислорода к каучуку по месту двойных связей.

Наиболее эффективно проходит пластикация НК при температуре 130-160 °С в червячных пластикаторах или резиносмесителях, так как в этом случае более активно протекают термоокислительные процессы. При дальнейшем повышении температуры эффект пластикации снижается.

Для ускорения процесса пластикации в 1,5-2 раза применяют химические ускорители, способствующие окислению каучука: ренацит IV, пептон 22 или каптакс в количестве 0,1-0,3 вес. ч. на 100 вес. ч. каучука. Их используют в виде паст или в смеси с жидкими пластификаторами.

Пластикация натурального каучука на вальцах. При небольших расходах НК его подвергают пластикации на вальцах. Основными рабочими частями вальцов являются два полых валка, вращающихся навстречу друг другу с разными скоростями. Отношение окружной скорости заднего валка к окружной скорости переднего называется фрикцией.

Перед пластикацией НК проверяют исправность и чистоту вальцов и работу аварийного выключателя (при работающих вальцах нажимают на аварийный выключатель; при исправном аварийном выключателе валки незагруженных вальцов должны останавливаться через 0,25 оборота, а при загруженных - немедленно).

Пластикация и гранулирование натурального каучука в червячных пластикаторах. При использовании НК в больших количествах пластикацию его проводят в двухстадийных (с двумя червяками) пластикаторах с червяками диаметром 508 мм (20"). Червяки заключены в цилиндры, которые могут быть расположены последовательно друг за другом или друг над другом. Червяки приводятся в движение от электродвигателя через редуктор и шестерни.

Куски каучука, разогретые до 70 °С в распарочной камере, транспортером загружают в пластикатор, где они захватываются червяком и перемещаются к головке, подвергаясь механической обработке.

Во время пластикации температура головки должна быть равна 110 °С, а готового пластиката, выходящего из машины, - не более 140 °С. Температура регулируется путем подачи охлаждающей воды в полости головки, корпус цилиндра и червяка или пара, подаваемого в головку и корпус. Температурный режим следует тщательно контролировать при помощи термометра сопротивления или потенциометра, так как перегрев рабочих частей машины может привести к осмолению каучука.

В зависимости от конструкции головки пластикат выходит из машины в виде гранул, ленты или трубки. Наиболее удобным является гранулированный пластикат, так как гранулы можно автоматически транспортировать и взвешивать. Гранулы каучука представляют собой цилиндрические кусочки диаметром 12-20 мм и длиной 10-30 мм.

По выходе из головки гранулы охлаждаются до 40-60 °С и пропудриваются путем обрызгивания каолиновой суспензией для предупреждения слипания. Затем на специальной установке гранулы сушат горячим воздухом и пневматически (под вакуумом или давлением воздуха) транспортируют в бункера для хранения. При этом температура их снижается до 25-30 °С.

Рис. 7.2. Схема гранулирования каучука: 1 - диск с отверстиями; 2 - плоские ножи; 3 - мундштуки; 4 - корпус пластикатора; 5 - червяк; б - разгрузочное отверстие; 7 - предохранительная крышка; 8 - транспортер; 9 - гранулы.



Рис. 7.3. Скоростной резиносмеситель высокого давления: а - схема резиносмесителя; б - роторы; 1 - нижний затвор; 2 - передний ротор; 3 - задний ротор; 4 - корпус смесительной камеры; 5 - верхний затвор; в - цилиндр верхнего затвора; 7 - шток; 8 - загрузочная воронка; 9 - каучук (резиновая смесь); 10 - шейки роторов; 11 - гребни роторов.

Пластикация натурального каучука в резиносмесителях. Большое количество НК пластицируется в резиносмесителях периодического действия.

Производительность пластикаторов и грануляторов определяется практически путем взвешивания готовых полуфабрикатов, изготовленных за смену (или сутки) при соблюдении технологического режима.

7.1.3 Подготовка и обработка ингредиентов

Ингредиенты резиновых смесей должны выпускаться в виде дисперсных порошков, гранул, чешуек, цилиндров, обеспечивающих создание равномерного управляемого потока при их транспортировании и легко разрушающихся в процессе смешения и диспергирования.

Приемка, хранение и подача сажи в производство. Активные и полуактивные сажи поступают на шинные заводы в виде гранул без упаковки в специальных железнодорожных вагонах (хопрах). Из хопров сажа самотеком выгружается в приемные устройства (воронки), расположенные под рельсами железнодорожных путей.

Из приемного устройства сажа с помощью закрытой системы ленточных или скребковых транспортеров или шнеков и элеваторов через разгрузочную воронку подается в складской бункер. В этом бункере установлены два мембранных уровнемера, фиксирующие минимальный и максимальный уровень сажи, или электронные сигнализаторы уровня ЭСУ-2. Как только уровень сажи перекроет уровнемер, сажа будет давить на резиновую мембрану. Давление от мембраны передается к микровыключателям через тонкую металлическую пластинку, замыкаются контакты, и загораются сигнальные лампы.

Переключением перекидного клапана сажу можно непосредственно из элеватора по транспортеру-питателю подать в расходный бункер. По системе ленточных транспортеров сажа из складского бункера поступает в питающий элеватор системы подачи сажи к расходному бункеру. Из расходного бункера сажа поступает через автоматические весы на загрузочный транспортер, которым подается в сборную емкость, а затем в резиносмеситель.

Транспортеры с погруженными скребками хорошо работают только при транспортировании сажи одного вида, так как каждый материал требует особой конструкции скребков и кожухов. Винтовые конвейеры работают удовлетворительно при неполной загрузке (примерно на 40-50%). Для транспортирования саж разных типов (гранулированных и негранулированных) лучшими являются ленточные конвейеры, представляющие собой стандартную ленту, к боковым зонам которой приклеены гофрированные борта. Кроме того, для транспортирования сажи из складских бункеров в расходные применяются пневматические установки под вакуумом или давлением воздуха.

Для облегчения управления подачей сажи в производство целесообразно использовать индивидуальные системы для каждого типа сажи или другого материала.

Вся система подачи сажи и других гранулированных материалов из складских бункеров в производство полностью автоматизирована. Заполнение бункеров и переключение задвижек, закрывающих или открывающих загрузочные отверстия бункеров, регулируется автоматически с центрального диспетчерского пункта.

Для хранения малорасходуемых типов саж, порошкообразных и кусковых материалов используются специализированные бункера-контейнеры емкостью 1-3 м 3 и резинотканевые эластичные контейнеры емкостью 1,5 м 8. Бункера-контейнеры транспортируются при помощи полуавтоматической подвесной системы к расходным бункерам, где автоматически разгружаются. В зависимости от организации технологического процесса развеска материалов может осуществляться непосредственно из бункеров-контейнеров. Ингредиенты в пакетах подаются в производство электрокаром.

Подготовка и обработка жидких и густых материалов. Жидкие платификаторы, например масло ПН-6ш и жирные кислоты, поступают в железнодорожных цистернах. Из цистерн через заборные трубы и фильтры они перекачиваются насосами в специальные баки-хранилища, которые снабжены змеевиками или паровыми рубашками для разогрева пластификаторов и сливными кранами для спуска воды и грязи. Если жидкие материалы загустевают в цистерне, их перед сливом из цистерны предварительно разогревают. Для этого цистерну устанавливают в' обогреваемые помещения или опускают в нее змеевик, через который пропускают пар. Часть разогретого материала из цистерны перекачивают насосом в теплообменник, где его подогревают и снова подают в цистерну. Таким образом, весь материал в цистерне разогревается и становится жидким, этим облегчается его перекачивание в баки-хранилища.

Стеарин, микрокристаллический воск и сантофлекс AW предварительно расплавляют в камерах, откуда шестеренчатыми насосами их подают в расходные емкости.

Все жидкие материалы, содержащие повышенное количество влаги и летучих веществ, упариваются в складских баках при 100- 110 ?С. Затем основная часть жидких материалов шестеренчатыми насосами из складских баков и цистерн через систему обогреваемых трубопроводов перекачивается в промежуточные расходные емкости подготовительного цеха. Перед поступлением в расходные баки материал пропускается через сетчатые фильтры для удаления посторонних загрязнений.

Материалы, расходуемые в значительных количествах (олеиновая кислота, масло ПН-6, микроскопический воск, стеарин и сантофлекс), в разогретом, состоянии (при 80-90 °С) из расходных емкостей по обогреваемым трубопроводам шестеренчатыми насосами подаются в циркуляционные системы, из которых они отбираются на автоматические весы резиносмесителей. Вазелиновое масло и другие материалы, используемые в ограниченных количествах для изготовления резиновых смесей, подаются по тупиковой системе к бачкам резиносмесителей. Обогрев линий подачи пластификаторов осуществляется при помощи водяной или паровой трубы, прилегающей к трубопроводу с материалами. Трубы для подачи пластификаторов, воды или пара помещены в общей изоляции. Применение электрообогрева для трубопровода, подающего пластификаторы, вместо горячей воды и пара повышает культуру производства (отсутствие парения), облегчает ремонт и обеспечивает точное поддержание определенной температуры материалов.

7.2 Приготовление резиновых смесей

7.2.1 Способы развески материалов

В зависимости от организации технологического процесса приготовления резиновых смесей применяются централизованная и децентрализованная системы развески материалов. При централизованной системе развески каждый материал автоматически или вручную взвешивают на одном участке. Затем для каждой закладки резиновой смеси комплектуют навески материалов и на подвесном конвейере или электрокаром транспортируют на участок смешения. Если один и тот же материал взвешивают на разных участках (обычно непосредственно у резиносмесителей), то такая развеска называется децентрализованной. При такой развеске обеспечиваются автоматическое взвешивание и непосредственная загрузка всех материалов в резиносмесители. На некоторых заводах применяется комбинированная развеска материалов.

Для автоматического дозирования порошкообразных, гранулированных и жидких материалов используются порционные весы, весы непрерывного действия и объемные дозаторы.

Автоматические весы снабжены фотоэлектрическими указателями (УВФ-3 и УВФ-IV), которые дают информацию о выполненной навеске материала.

Применение автоматических весов дает возможность повысить качество резиновых смесей и производительность труда, а также высвободить рабочих, занятых тяжелым физическим трудом.

7.2.2 Способы смешения

Процесс приготовления резиновых смесей называется смешением. Резиновые смеси приготовляют в резиносмесителях периодического и непрерывного действия, а также на вальцах. Во время смешения ингредиенты дробятся на микроскопические частицы и равномерно распределяются по всей массе, за счет перемешивания и диспергирования, образуя однородную резиновую смесь.

Процесс диспергирования ингредиентов в каучуке продолжается под действием стеарина, олеиновой кислоты и других диспергаторов при вылежке смесей благодаря диффузии. Поэтому для улучшения качества резиновых смесей продолжительность выдержки должна составлять 2-6 ч.

Во время смешения каучук взаимодействует с кислородом воздуха, что приводит к изменению молекулярного веса каучука и внутримолекулярным перегруппировкам вплоть до цис-транс-изомеризации.

При смешении между молекулами каучука и частицами сажи образуются химические или физико-химические связи, которые обусловливают прочность резины.

Периодические процессы смешения в резиносмесителях в основном осуществляются в одну или две стадии. При одностадийном смешении каждая закладка смеси готовится за один прием. При этом вулканизующие вещества и ускорители вводят в смесь в резиносмесителе в конце процесса смешения или на вальцах после выгрузки из смесителя.

При двухстадийном смешении вначале готовят резиновую смесь без вулканизующих веществ и ускорителей, называемую маточной смесью. Затем ее гранулируют или листуют, опудривают и охлаждают. При втором цикле смешения в маточную смесь вводят вулканизующие вещества и ускорители, в результате чего получают готовую резиновую смесь.

При применении саженаполненных или сажемаслонаполненных каучуков двухстадийное смешение можно заменить одностадийным, что резко повышает производительность.

При двухстадийном режиме серу можно вводить в резиновую смесь на второй стадии смешения при низких температурах, что обусловливает повышение прочности и других показателей резин благодаря лучшему перемешиванию и предупреждение подвулканизации (подгорания) смесей. Поэтому резиновые смеси для протекторов на основе жестких бутадиеновых (СКД), бутадиен-стирольных и других каучуков с активными сажами приготовляют в две стадии. Однако по сравнению с одностадийным смешением при двухстадийном смешении усложняется технологический процесс, так как включаются дополнительные операции: гранулирование, пропудривание, охлаждение, транспортировка и хранение маточных смесей. Кроме того, при приготовлении резиновых смесей в резиносмесителях одного типа (например, 250-40) производительность при одностадийном смешении выше, чем при двухстадийном, так как сокращается продолжительность загрузки и разогрева маточной смеси. При применении на первой стадии смешения высокоскоростных резиносмесителей производительность при двухстадийном способе выше, чем при одностадийном.

В зависимости от состава, способа смешения и влияния различных факторов на качество резины составляют режим смешения, в котором указываются: начало и последовательность загрузки материалов в резиносмеситель; продолжительность перемешивания составных частей смеси; температура смешения; продолжительность смешения одной закладки смеси и т. д.

При этом очень важно поддерживать постоянство температуры смешения путем строгого соблюдения времени загрузки материала, так как при выгрузке температура смеси понижается.

Непрерывные процессы смешения осуществляются в одном резиносмесителе непрерывного действия в одну стадию или могут комбинироваться с периодическими по многостадийной системе.

7.2.3 Техника безопасности при приготовлении резиновых смесей

При обслуживании резиносмесителя опасными местами являются движущиеся транспортеры и рабочие части машины. В связи с этим не следует вытаскивать и поправлять куски каучука, застрявшие на работающем загрузочном транспорте, чистить загрузочную воронку без установки верхнего затвора на предохранительный палец и нижний затвор без останова резиносмесителя.

При работе на червячных машинах (грануляторах, стрейнер-грануляторах, пластикаторах и др.) не разрешается вводить руки в загрузочное отверстие машины. Категорически запрещается проталкивать каучук или резиновую смесь в загрузочную воронку червячных машин. Для предупреждения ожога рук необходимо смену сеток, планок и мундштуков производить в рукавицах.

При работе на вальцах опасным местом является зазор между валками, поэтому рабочий должен быть одет в плотно облегающий тело комбинезон с застегнутыми обшлагами. Во время перемешивания смеси нож следует держать ниже горизонтальной оси валка, а рулон смеси поддерживать сверху ладонью (но не пальцами). Для перевода смеси с заднего валка на передний необходимо остановить вальцы. В случае затягивания руки в зазор между валками следует немедленно аварийным выключателем остановить агрегат вальцов.

7.2.4 Автоматическое управление поточными линиями приготовления резиновых смесей

"Управление линиями приготовления резиновых смесей осуществляется при помощи системы автоматического дозирования (САД) или системы управления электронно-вычислительными машинами (У ЭВМ).

Система САД представляет собой совокупность программных устройств, в которых аппаратура управления процессами дозирования, разгрузки и смешения выполнена на бесконтактных элементах, а аппаратура управления системами пылесборки, пневмотранспорта гранул и исполнительными механизмами - на силовых релейно-контактных элементах.

Источником информации служит перфорированная карта, представляющая собой картонный бланк, по горизонтали которого нанесены 45 столбцов цифр от 0 до 9. На этой перфокарте программируются навески материалов, входящие в заданный рецепт резиновой смеси.

7.2.5 Повышение качества, снижение потерь и отходов резиновых смесей

Контроль процесса смешения по контрольно-измерительным приборам. Для обеспечения высокого качества смесей проверяют и регулируют следующие параметры процесса смешения: температуре в смесительной камере, давление воздуха, поступающего для приведения в действие верхнего и нижнего затворов, а также температуру и давление воды, поступающей на охлаждение оборудования.

Температура смешения контролируется при помощи потенциометра. Для этого термопару прибора устанавливают в кармане смесительной камеры. Показания термопары записываются пером прибора на круглой диаграмме или бумажной ленте. При загрузке материалов температура в камере понижается, а при их перемешивании вследствие трения. температура вновь повышается.

При загрузке новой порции материалов температура изменяется аналогично.

При выгрузке смеси из камеры температура понижается за счет поступления в камеру холодного воздуха. По записи на диаграмме, показывающей изменение температуры в смесительной камере, можно проверить соблюдение режима смешения по времени и определить число закладок, изготовленных за смену. Таким образом, контроль смешения производится по зависимости температура - время.

Температуру валков вальцов можно проверять лучковой, а резиновой смеси - игольчатой термопарами.

Давление воздуха и воды определяют по манометрам. Процесс смешения в резиносмесителях характеризуется расходом электроэнергии. Когда смешение заканчивается, расход электроэнергии уменьшается, поэтому окончание смешения можно определить по ваттметрам. Кроме того, окончание процесса смешения отмечают по выравниванию давления в подшипниках роторов.

Контроль процесса смешения в лаборатории. Лабораторный контроль служит для предупреждения пуска в производство некачественных резиновых смесей.

Для точной проверки качества смесей пробы на анализ отбирают из трех разных мест от каждой закладки. Образцы смеси на анализ вместе с паспортом вкладывают в патрон, который пневмотранспортом подается в контрольную лабораторию, а оттуда - к листовальным вальцам.

При подаче смесей прямым потоком на каландрование и шприцевание их проверяют на кольцевой модуль и плотность, а в некоторых случаях - на твердость.

Для большей надежности проверки качества смесей при прямых потоках выборочно проверяют пластичность, сопротивление разрыву, полное и остаточное удлинение; по этим показателям можно более точно судить о качестве смешения.

При отсутствии прямых потоков резиновые смеси проверяют по всем указанным показателям. При полном автоматическом управлении процессом смешения контроль резиновых смесей не требуется.

Резиновые смеси считаются пригодными, если данные результатов испытаний соответствуют нормам, утвержденным технологическим регламентом. Если отдельные показатели отклоняются от установленных, смесь направляется на вторичное перемешивание в резиносмеситель или на вальцы. Окончательно забракованные смеси передают на регенератные заводы или используют для других целей.

Предупреждение брака резиновых смесей. Основными причинами брака резиновых смесей являются применение в производстве материалов низкого качества, неточная развеска материалов, нарушение технологического процесса и неисправность оборудования.

К основным дефектам резиновых смесей относятся отклонения по плотности, пластичности, подвулканизация и недовулканизация, заниженные механические показатели, наличие пор, пузырей и механических примесей. Для предупреждения этих дефектов смесей следует точно взвешивать и дозировать предусмотренные в рецепте материалы, поддерживать заданную температуру смешения и не применять ингредиенты с повышенной влажностью.

Снижение потерь и отходов резиновых смесей является одним из путей экономии дорогостоящих материалов и повышения качества резиновых смесей. Для сбора "распыла" сыпучих ингредиентов в резиносмесителях первой стадии смешения и при одностадийном смешении применяют фильтр, с помощью которого "распыл" ингредиентов отсасывается из неплотностей резиносмесителя, весов, бункеров и возвращается в смесительную камеру. Применение этой установки дает возможность сэкономить материалы и улучшить условия труда.

При выдавливании резиновых смесей, каучука и других материалов через зазоры между уплотнительными кольцами и корпусом смесительной камеры и между нижним затвором и боковиной камеры образуются отходы, называемые выжимками. Для уменьшения их количества следует тщательно контролировать состояние уплотнительных колец и нижнего затвора. Отходы собирают, сортируют и в отдельных случаях используют при изготовлении резиновых смесей, применяемых для ободных лент. Подвулканизованные смеси используются для изготовления кровли.

7.3 Приготовление резиновых клеев, пропиточных и изолирующих составов

7.3.1 Приготовление резиновых клеев

Растворители каучука. Основные требования, предъявляемые к растворителям каучука,- высокая растворяющая способность, инертность к каучуку, достаточная скорость испарения растворителя, минимальная пожаро- и взрывоопасность и нетоксичность. В качестве растворителя каучука применяется бензин Бр-1. Бензин относится к сравнительно мало взрывоопасным и токсичным растворителям.

Бензин в цех подается по трубопроводам под давлением инертного газа (азота) или центробежными шестеренчатыми и ротационными насосами. В цехах бензин можно хранить в специальных расходных баках или другой таре в изолированных огнестойких помещениях. На рабочих местах бензин должен храниться в бачках или банках с плотными крышками.

Виды клеев и их приготовление. В шинном производстве применяются:

густые и жидкие клеи, приготовленные из каучуков (ненаполненные) или из резиновых смесей (наполненные), растворенных в бензине;

сухие клеи, состоящие из каучука, каолина и канифоли.

Для повышения клейкости в состав клея на основе СК вводят канифоль, рубрезин, а для повышения прочности клеевой пленки - сажу. Густые и жидкие клеи применяют для склеивания деталей при сборке покрышек, изготовления камер, обрезинивания резинометаллических вентилей и других деталей. Сухой клей используют для смазки поверхности плечиков металлических барабанов сборочных станков.

Соотношение каучука к бензину (по массе) в густых клеях составляет от 1 : 1 до 1 : 5, а в жидких - от 1 : 5 до 1 : 60.

Чем выше пластичность каучука, тем быстрее он растворяется. Поэтому перед растворением его пластицируют, но если каучук перепластицирован, то клей, приготовленный на его основе, будет иметь слабую склеивающую способность.

Клей, состоящий только из каучука и бензина, не способен вулканизоваться (для того чтобы клей вулканизовался, в резиновые смеси добавляют серу и ускорители). Клеи с повышенным содержанием активных ускорителей, например тиурама, способны самовулканизоваться при температуре 25-30 °С.

Клей должен быть однородным по составу и концентрации, без сгустков, кристаллов серы и посторонних включений. Приготовленный клей и отобранные для анализа пробы хранят в плотно закрытой таре.

Контроль качества клея состоит в проверке его клеящей способности, концентрации и вязкости. Например, клей, применяемый для промазки протекторов, должен иметь клеящую способность не ниже 20 Н до вулканизации и 30 Н после вулканизации. Концентрация клея для промазки протекторов составляет 1,7%, а вязкость - 6-7 с (по времени истечения клея из вискозометра Светлова при диаметре отверстия 8 мм).

7.3.2 Техника безопасности и противопожарные мероприятия

Для предупреждения пожаров и взрывов клеи следует изготовлять под давлением инертного газа (азота) 0,07 МП а, не допускать разлива бензина.

Для предотвращения искрообразования при уборке в помещении разрешается пользоваться только деревянной или медной лопатой, а при работе - омедненным инструментом. Категорически запрещается сливать бензин и другие растворители в канализацию, пользоваться открытым огнем, держать и транспортировать бензин и клей в открытой таре.

Перед проведением ремонтных и сварочных работ клеемешалки, емкости и другие устройства должны быть очищены от растворителя, промыты, пропарены или продуты.

Запрещается выполнять сварочные и паяльные работы около легковоспламеняющихся веществ.

В клеевом отделении все электродвигатели, пусковые устройства и другое электрооборудование должны быть защищены герметичными кожухами.

Освещение нужно устанавливать не в клеевом помещении, а за его пределами. В клеевом отделении нужно иметь взрывобезопасные светильники во взрывозащищенном исполнении. Рекомендуется изготовлять клей в дневное время.

Для отвода зарядов статического электричества воздух увлажняют, корпус и отдельные части клеемешалки заземляют. Резиновые смеси загружают через люк в крышке клеемешалки; при этом снижается количество воздуха, попадающего в клеемешалку.

Более надежный способ предупреждения вспышек и взрывов - ионизация воздуха в клеемешалке радиоактивными веществами.

7.4 Обрезинивание корда и тканей на каландрах

Обрезинивание корда и тканей осуществляется на трех- или четырехвалковых каландрах.

Каландры имеют цифровые обозначения, например 3-710-1800, где 3 - число валков, 710 - диаметр валков (в мм), 1800 -длина валков (в мм).

Резиновые смеси для обеспечения равномерной толщины листов, хорошего обрезинивания корда и ткани, а также для облегчения выпуска других заготовок подогревают на вальцах, в резиносмесителях или в червячных прессах холодного питания с вакуумотсосом.

В результате разогрева резиновая смесь размягчается и повышается ее пластичность (после охлаждения пластичность вновь понижается).

С подогревательных вальцов резиновая смесь в виде ленты по транспортеру подается на питающие вальцы, где дополнительно обрабатывается. Скорость подачи резиновой ленты по транспортеру должна быть несколько больше окружной скорости вращения переднего валка вальцов, с которого она снимается.

В случае применения червячных прессов холодного питания с вакуум-отсосом резиновая смесь для разогрева подается в виде гранул или ленты, намотанной на валик. Благодаря вакуум-отсосу удаляются летучие газы и пары, выделяющиеся при разогреве смеси, что обусловливает требуемое качество каландрования и снижение отходов смесей и тканей.

7.4.1 Обкладка тканей резиновой смесью на каландре

Перед обрезиниванием вискозные, капроновые и анидные ткани для повышения прочности связи с резиной сушат до содержания влаги 1,5%. Повышенное содержание влаги может привести к недопрессовке корда и расслоению покрышек.

Обкладка корда резиновой смесью осуществляется на четырех- и трехвалковых каландрах. Сущность процесса обкладки корда резиновой смесью заключается в том, что резиновая смесь под давлением (прессовкой) покрывает с двух сторон тонким слоем нити основы корда, заполняет пространство между нитями и внедряется между волокнами. В результате каждая нить корда хорошо изолируется резиновой смесью.

Для лучшей изоляции нитей корда резиновой смесью перед каландром устанавливают ширительно-натяжные устройства, через которые пропускают корд при нагрузке на нить 2,5-5,0 Н. При применении ширительно-натяжных устройств обеспечивается равномерное распределение нитей по всей ширине, что в дальнейшем обусловливает равномерную прочность каркаса покрышек. Для того чтобы толщина обрезиненного корда была более равномерной, валки каландра должны иметь гладкую поверхность и одинаковую частоту вращения.

Рис. 7.5. Схема обкладки корда на четырехвалковом каландре: 1 - корд-суровье; 2,7 - направляющие ролики; 3 - прессовочный валик; 4 - валки каландра; 5 - рези новая смесь; 6 - корд, обрезиненный с двух сторон.

Для устранения неравномерности толщины каландрованного листа по ширине, возникающей из-за прогиба валков, предусмотрена установка механизма перекрещивания осей верхнего и нижнего валков относительно среднего. Для получения каландрируемого листа более точного калибра предусматривается механизм выбора люфтов в подшипниках и в звеньях механизмов регулировки рабочих зазоров. При прохождении нижнего каландрованного листа резиновой смеси и корда в зазоре между прессовочным валиком 3 и нижним валком каландра происходит обкладка корда с нижней стороны и предварительная прессовка. Затем корд поступает в зазор между нижним и верхним валками (средний зазор). Здесь каландрованный лист резиновой смеси накладывается на корд с верхней стороны, и после прессования получают обрезиненный корд необходимой толщины. Далее обрезиненный корд проходит устройство для обрезки кромок, компенсатор, охладительные барабаны, вновь проходит через компенсатор и закатывается на валик вместе с прокладкой на закаточном устройстве. При прохождении через охладительные барабаны обрезиненный корд охлаждают, чтобы он не подвулканизовался и не прилип к прокладке. Более совершенный способ закатки корда предусматривает применение кареток, перемещающихся по подвесному монорельсовому пути по заданному адресу. При обкладке корда резиновой смесью, содержащей НК, температура верхнего и нижнего валков обычно должна быть выше температуры выносных валков.

На рис. 7.6 показано, как осуществляется обкладка корда на двух трехвалковых каландрах.

Рис. 7.6. Схема обкладки корда на двух трехвалковых каландрах: 1 - корд-суровье; 2,6, 11 - направляющие ролики; 3 - первый трехвалко-вый каландр; 4 - резиновая смесь; 5 - корд, обрезиненный с одной-стороны; 7- компенсатор; 8 - ширительная дуга; 9 - второй трехвалковый каландр; Ю - корд, обрезиненный с двух сторон.

На двух трехвалковых каландрах можно обкладывать корд разными резинами с каждой стороны, тогда как на четырехвалковом каландре это сделать невозможно. Во время обкладки корда резиновыми смесями поддерживается определенная температура валков первого и второго каландров: верхнего 80-90 °С, среднего 95- 100°С, нижнего 90-95 °С. Температура охладительных барабанов равна 20-35 °С.

Обкладка корда производится при скорости до 80 м/мин в зависимости от устройства каландра и толщины обрезиненного корда. С увеличением толщины обрезиненного корда, как правило, скорость каландра снижается.

Контроль процесса обкладки корда. Контроль и регулирование температуры валков каландра осуществляются автоматически при помощи потенциометра ЭПД со шкалой, отградуированной от 0 до 150 °С. Датчики температуры установлены на валках каландров. Потенциометр указывает и записывает температуру валков каландра на диаграмме с точностью до 1-3 °С. Потенциометр при помощи мембранных клапанов регулирует поступление горячей (80-90 °С) воды в каналы валков каландра, расположенные на расстоянии 40-50 мм от поверхности валков.

В зависимости от конструкции покрышек обрезиненный корд для каркаса изготовляют толщиной 1,05-1,45 мм.

7.4.2 Технологический процесс обрезннивания металлокорда

Из существующих способов обрезинивания металокорда в шинной промышленности следует выделить обработку его в виде безуточного полотна на четырехвалковом каландре и обрезинивание его в головке шприцмашины с последующей навивкой браслета брекера.

Металлокордные нити на специальных катушках (шпулях) помещают в шпулярники, которые располагают в специальных помещениях с температурой на 5-10 °С выше, чем в цехе, чтобы предотвратить конденсацию влаги на металлокорде.

Шпулярников обычно два или три. Пока с одного из них расходуется металлокорд, в остальных перезаряжают шпули. Между шпулярником и каландром установлен пресс с электрообогревом для соединения металлокордных нитей при смене шпулярников. Соединение нитей должно производиться путем вулканизации резиновых прослоек, накладываемых в месте стыка. Нити металлокорда пучками в вертикальной плоскости пропускаются через нитесборник, нитенаправляющие и шагораспределительные устройства (кассеты, ролики, гребенки), которые

распологают их с заданным шагом в виде полотна. Ширина металлокордного полотна не превышает 800 мм при числе шпуль до 840.

Металлокордное полотно обрезинивается на четырехвалковом каландре с дополнительным шаговым роликом, вдавливающим нити корда в нижнюю резиновую обкладку для предотвращения изменения шага между ними при обрезинивании.

Из каландра обрезиненный металлокорд направляется к кромочным ножам для обрезания излишков обкладочной резиновой смеси. Обрезиненный металлокорд охлаждается до 25-30 °С на холодильных барабанах, а затем, пройдя последовательно через компенсатор, центрирующее и тянущее устройства, закатывается в рулон с полиэтиленовой прокладочной пленкой на закаточном устройстве. Натяжное устройство обеспечивает постоянное натяжение полотна металлокорда до 3000 Н. После закатки в рулон 200-270 м полотна металлокорд режут в поперечном направлении с помощью отрезного станка и направляют на раскаточные станки диагонально-резательных машин.

7.5 Раскрой обрезиненных кордов

7.5.1 Раскрой обрезиненных текстильных кордов

Производство шин новых конструкций с высокими выходными характеристиками потребовало повышения качества заготовок каркаса и брекера и точности выполнения технологических операций заготовительных процессов. Так, в соответствии со спецификациями на легковые покрышки оборудование должно обеспечивать точность изготовления слоев каркаса и брекера с погрешностью по ширине раскроенных полос ±2 мм, по углу раскроя ±0,5°, В стандарты на используемое оборудование введены требования по углу раскроя (±0,5°), по обеспечению прямолинейности диагонали и прямолинейности перемещения ножа относительно линии реза, расширен диапазон угла реза для диагонально-резательных машин (ДРМ) для текстильных кордов до 60-75°.

Рис. 7.7. Схема раскроя обрезиненного кордного полотна: а -раскрой полотна на косяки (а - угол закроя); б - косяки состыкованы в непрерывную ленту; в - лента с наложенной прослойкой; 1 - косяки; 2 - стык; 3 - резиновая прослойка

Обрезиненный корд раскраивают под углом, определяемым спецификацией покрышки. Угол раскроя б (рис. 7.7) - это угол, образованный линией реза и линией, перпендикулярной к нитям основы кордного полотна. Для покрышек диагональной конструкции угол раскроя составляет 25-45°, для каркаса радиальных -около 0°, для брекера - 70-80°.

7.5.2 Раскрой обрезиненного металлокорда

Раскрой обрезиненного металлокорда в отечественной шинной промышленности осуществляют на диагонально-резательном агрегате 586-7 под углом 0-60° и агрегате 586-5 под углом 68-78° к перпендикуляру к направлению нитей металлокорда. Агрегат 586-7 выпускается на базе диагонально-резательной машины ДРММ-0-60, а агрегат 586-5 - на базе машины ДРММ-60-80.

Раскрой металлокорда осуществляется системой двух ножей. Один, плоский и неподвижный, закреплен в ножевой балке, вдоль которой перемещается дисковый нож, свободно вращающийся на оси перемещающейся каретки. Оба ножа совместно действуют как ножницы. В момент реза разрезаемое полотно зажимается прижимным устройством пневматического действия. После останова ножевой каретки в конце реза автоматически отключается прижимное устройство режущего механизма и отрезанная полоса перемещается к отборочному транспортеру, сбрасывается механизмом сброса на ленточный транспортер, расположенный вдоль линии реза. Во время обратного хода ножа рабочий вручную стыкует полосы, которые закатываются с прокладкой в кассеты- барабаны. Точность раскроя составляет ±3 мм. Производительность - 4-5-8 резов в минуту.

При резке металлокордного полотна в результате раскручивания стальных проволочек их концы могут выступать по кромкам состыкованного полотна. Для уменьшения этого нежелательного процесса, обеспечения безопасности работы кромки состыкованных полос изолируют резиновыми ленточками на агрегате АИК-300 при скорости до 40 м/мин (рис. 7.8.).

Рис. 7.8.

С катушки 1 полосы металлокорда 2 проходят транспортер 3, центрирующее устройство 5 и поступают на направляющее приспособление 6. Освободившаяся прокладка на транспортере закатывается на бобину 4. Полоса обрезиненного металлокорда проходит под нижним валком трехвалкового каландра 3-500-1250 на приспособление 10, на котором при помощи роликов И резиновые ленточки подворачиваются на кромки металлокордной полосы. Затем полоса корда проходит направляющие ролики 12 и поступает на транспортер 13, где закатывается в валик с прокладочным полотном на закатывающем устройстве 14 или передается для закатки в каретку 75.

Температура верхнего и среднего валка каландра при изоляции резиновой смесью из СКИ-3 должна быть 95-100 °С, нижнего валка 90-95 °С.

К оборудованию для раскроя обрезиненных кордов и тканей предъявляются следующие требования: получение точных по форме и размерам заготовок, минимальные отходы материалов, возможность быстрой переналадки на раскрой заготовок других размеров, максимальная механизация и автоматизация процесса, надежность в эксплуатации и обеспечение высокой производительности. Выполнение всех перечисленных требований на одном оборудовании часто затруднительно. Так, возможность быстрой перестройки с размера на размер, то есть универсальность оборудования, затрудняет механизацию и автоматизацию процессов; при высокой производительности трудно обеспечить получение точных по форме заготовок и т. д. Обеспечение показателей стандарта потребовало создания новых моделей ДРМ, оснащенных системами автоматического отмера полос и новыми видами режущего инструмента.

7.6 Профилирование протекторных заготовок и других деталей шин

Пневматическая шина современной конструкции содержит большое число профилированных деталей: протектор, боковины, профилированные детали каркаса и брекера, бортовые ленты, наполнительные шнуры. Ряд деталей выпускается в виде дублированных заготовок: протектор с минибоковинами, боковина с бортовыми лентами или профилированными деталями брекера и др. В производстве шин ЦМК в виде профильных заготовок выпускается также герметизирующий слой и прослойка на первый слой каркаса.

Формирование профиля протекторной заготовки осуществляется в головке червячного пресса с помощью сменной профильной планки.

Изготовление протекторных заготовок из двух различных резин возможно агрегированием двух червячных машин (дуплексы) с одновременной работой на одну головку. На шинных заводах эксплуатируются сдвоенные червячные машины холодного питания в двух вариантах:

машины устанавливаются в одной горизонтальной плоскости одна напротив другой или под углом друг к другу, а общая Y-образная головка закрепляется между ними;

сдвоенные машины с общей головкой установлены в одной вертикальной плоскости. Одна машина монтируется на фундаменте, вторая - на эстакаде под углом к нижней.

В таких головках соединение потоков резиновых смесей различного рецептурного состава производится так же, как и в сдвоенных машинах: в планках предварительного и окончательного формования. При переходе на новый профиль они заменяются, а при необходимости более сложных изменений конфигурации геометрии внутренней полости головки используются сменные вставки.

Выпуск протекторных заготовок на шинных заводах осуществляется на поточно-автоматических линиях - протекторных агрегатах, в которых объединены питатели, червячные машины, отборочные, весовые и приемные транспортеры, шероховальное и промазочное устройство, усадочный рольганг, ванна для охлаждения, дисковый нож для резки заготовок. Внедрение в производственную практику современных экструзионных агрегатов и линий позволяет получать оптимальную поверхностную и внутреннюю гомогенность профилей, обеспечивать прецизионность размеров заготовок и наилучшее распределение компонентов в резиновой смеси.

Качество протекторных заготовок зависит от многих факторов, и прежде всего, от состава и пластичности резиновой смеси, температурного режима работы червячного пресса и способа его питания, конструкции профилирующего приспособления и качества его установки и настройки, размеров заготовки и соотношения скоростей на различных участках агрегата.

Повышение требований к прецизионности профильных заготовок одновременно повышает требования к равномерности подачи резиновой смеси, ее однородности. В настоящее время в отечественной практике используются два типа питателей:

конвейерный, включающий в себя приемный транспортер с прижимными роликами, режущее устройство и механизм складывания по ширине;

питатели типа "зигзаг", осуществляющие поперечный рез лент попеременно слева и справа на 80% ее ширины перед подачей ее в воронку МЧХ.

Некоторые зарубежные фирмы применяют питатели, которые подают резиновую смесь в МЧХ одновременно с 2-4 поддонов. Питание из нескольких поддонов уменьшает колебания свойств резиновой смеси, которые имеют место в различных заправках, усредняет их пластоэластические свойства и тем самым снижает колебания геометрических размеров заготовок.

Для питания машин штифтового типа во избежание повреждений штифтов в состав питателя вводят устройства для обнаружения металлических включений и их индикации. Разработаны устройства для автоматического удаления металлических включений. При питании с 2-4 поддонов металлоискатель устанавливается на каждом потоке. Применение питателей этого типа является наиболее перспективным направлением совершенствования системы питания, которую целесообразно внедрять в комплекте с червячными машинами штифтового типа.

После переработки резиновой смеси в головке червячной машины на протекторном агрегате следуют процессы охлаждения и усадки. Профилированная заготовка поступает на отборочный транспортер, на котором происходит обрезка кромок и маркировка, и далее проходит весы непрерывного действия для контроля массы погонного метра, шероховальное устройство и покрытый войлоком вращающийся барабан, нижняя часть которого погружена в ванну с клеем. Профилированная лента затем переходит на транспортер сушильной камеры промазанной поверхностью вверх, и поскольку температура в ней около 70-80 °С, клей подсушивается довольно быстро. Для длительного сохранения клейкости на нижнюю часть заготовки накладывают полиэтиленовую пленку, при этом операция промазки клеем исключается.

После усадки и охлаждения следуют заключительные операции намотки в рулоны или кассеты или же автоматическое штабелировние посредством самоукладчиков. При этом качество профилированной ленты непрерывно и автоматически контролируется системой приборов для измерения поперечной конфигурации профиля с помощью лазера, массы, температуры, усадки.

Для управления экструзионными линиями как в момент пуска, так и во время работы нужно одновременно и при этом во многих точках производить замеры данных и выполнять операции регулирования. Достигается это за счет частных систем электронного управления отдельными компонентами и агрегатами, сведенных в общую централизованную систему управления линией посредством ЭВМ. Наиболее существенными величинами, измеряемыми по ходу экструзии, являются температура, давление, потребление тока, выход продукции, геометрия экспедированного профиля. Чтобы получить заготовку требуемого профиля, оператор задает параметры процесса по программе, предусматривающей подготовку экструдера к пуску, включая энергоносители и ввод резиновой смеси; загрузку экструдера; начало экструзии; собственно экструдирование и останов линии по окончании процесса.

При продолжительных сбоях качества заданные значения регулирующих контуров автоматически проверяются и по необходимости корректируются в рамках предусмотренных диапазонов регулирования.

Для систематического контроля качества профильной заготовки непрерывно регистрируются ее размеры, масса, температура на выходе из экструдера и холодильного участка.

Внедрение централизованной системы электронного управления и регулирования экструзионной линией упрощает интерпретацию реологических взаимозависимостей при переработке резиновых смесей, позволяет прогнозировать варианты улучшения процесса как на участке их приготовления, так и при выпуске полуфабрикатов.

Профилирование заготовок в червячных машинах с валковыми головками является перспективным направлением повышения эффективности одночервячных МЧХ. Для выпуска листовых профильных резиновых заготовок, имеющих ширину до 1000 мм (при необходимости и более), таких, как герметизирующий слой легковых и грузовых шин, резиновые прослойки на каркас и брекер применяют МЧХ с головками, имеющих два гладких валка. Червячная машина с валковой головкой (рис. 7.10.) для выпуска герметизирующего слоя имеет широкощелевую головку, в которой происходит предварительное распределение материала по ширине и передача ее в форме полосы толщиной 20 мм в зазор между валками.

Валки формуют резиновую смесь до заданного калиора. Согласование производительности валковой головки и червячной машины производится автоматической корректировкой частоты вращения валков или червяка МЧХ. Геометрические размеры заготовок поддерживаются автоматически за счет изменения зазора между валками или корректировки скорости вращения валков (или червяка), В МЧХ с валковыми головками для удобства чистки предусматривается механизированный отвод или валков, или машины.

...