Технологические процессы при изготовлении автомобильных шин

Рис. 7.10. Схема экструдера штифтового типа с валковой головкой для выпуска герметизирующего слоя

7.7 Изготовление деталей покрышек

Технологический процесс сборочных цехов включает изготовление ряда деталей покрышек, которые принято относить к заготовительным операциям. На заготовительном участке сборочного цеха осуществляют раскрой металлокорда для слоев брекера и каркаса, крыльевых лент, раскрой кордов и тканей для бортовых лент, профилирование наполнительного шнура и усилительных ленточек, изготовление бортовых колец.

Операцию изоляции кромок полос для металлокордного брекера часто совмещают с наложением подбрекерного или надбрекерного резинового слоя, что сокращает затраты на производство покрышек.

На современных автоматизированных поточных линиях операции раскроя, отбора, стыковки полос, изоляции кромок и закатки объединены в непрерывный процесс. Выпускается линия для раскроя, стыковки, изоляции кромки и закатки металлокорда под углом от 0 до 60° (ЛИРСИ-0-60) и вторая - для раскроя под углом от 68 до 78° (ЛИРСИ-60-80).

Изготовление браслетов. Браслеты - кольцевые заготовки из резинокордного полотна, изготовленные из нескольких слоев обрезиненного корда. В зависимости от конструкции покрышки различают каркасные и брекерные браслеты. Для диагональных покрышек браслеты собирают из четного числа слоев (2,4 или б), причем нити корда в соседних слоях перекрещиваются. Слои корда при сборке браслетов смещают относительно друг друга со ступенькой шириной 15-20 мм, что обеспечивает более плавный переход при сборке и предотвращает образование воздушных пузырей между деталями после вулканизации покрышки. Двухслойные браслеты обычно не имеют ступенек.

Браслеты изготавливают на барабанных и универсальных браслетных станках путем дублирования слоев в кольцевую заготовку с размерами в соответствии со спецификацией покрышки.

Для сборки двух- и трехслойных браслетов применяют браслетные барабанные станки, основной частью которых является сменный барабан. Длина окружности этого барабана должна быть равна внутренней длине браслета. Поэтому на каждом станке изготавливают браслеты определенной длины.

Сборка браслетов производится следующим образом. Первый слой корда левым углом накладывают на барабан, который проворачивают на один оборот. Когда слой расположится по всей окружности барабана, его отмеривают по длине окружности барабана, отрывают и концы стыкуют внахлестку. Затем на. барабан накладывают правым углом второй слой корда так, чтобы образовались ступеньки. При изготовлении трех- и четырехслойных браслетов последовательно накладывают третий и четвертый слои корда на барабан, отрывают их, стыкуют и прикатывают. Когда браслет собран, из отверстий, имеющихся в барабане, подают сжатый воздух. Под его давлением браслет отходит от барабана, затем его снимают, навешивают на полки конвейера, подающего его на сборку покрышек.

Браслетные станки барабанного типа разделяют на две группы: браслетные станки со сменными барабанами, диаметры которых соответствуют размерам собираемых браслетов, и универсальные с постоянным барабаном, в которых размер браслета определяется положением вспомогательного натяжного валика. Универсальные браслетные станки могут входить в состав поточных линий для изготовления браслетов (рис.7.12).

Рис. 7.12. Схема поточной линии для изготовления браслетов различных размеров: 1 - агрегат ДРМ; 2,7,9 - браслетные станки со вспомогательными транспортерами; 3,6,10 - станки для готовых брас¬летов; 4 - конвейер для транспортировки браслетов на участок сборки: 5 - стеллаж для браслетов; 8 - отборочный транспортер

Раскроенные полосы обрезиненного корда с диагонально-резательной машины 1 отборочным транспортером 8 прямым потоком подаются на вспомогательные транспортеры 2, 7 и 9 браслетных станков.

На отдельном вспомогательном столе производят стыковку и заготовку полосы корда по длине для первого слоя браслета. Подготовленный слой подают к универсальному сборочному станку, на котором можно собирать браслеты различной длины. Слой заправляют левым углом на стол браслетного станка и стыкуют в виде кольца. Далее берут другую полосу корда, дублируемую с прослоенной резиной, накладывают на первый слой правым углом и продолжают сборку браслета так же, как на барабанном станке.

В шинной промышленности используют универсальные браслетные станки типов ЯМО-310М, ЯМО-315М ЯМО-ЗЗОИ которые имеют различные диаметры приводного барабана (соответственно 60,90 и 120 дюймов). В комплекте с ними используют автоматизированные роликопрокладочные питатели башенного (револьверного) типа.

При изготовлении браслетов особенно внимательно проверяют их качество. Использование узких браслетов может служить причиной дефектов покрышки после вулканизации - "узкий борт". Чрезмерно широкие браслеты при сборке покрышек приходится обрезать, в результате чего уменьшается производительность сборочных станков и увеличиваются отходы обрезиненного корда. Нельзя допускать совпадения и перекрещивания стыков корда в рядом расположенных слоях. Широкие стыки, складки, перекосы ступенек, параллельное расположение нитей корда в рядом лежащих слоях и другие дефекты приводят к ухудшению качества покрышек, расслоению каркаса при вулканизации и могут быть причиной преждевременного выхода ее из строя в процессе эксплуатации.

Изготовление бортовых колец и крыльев. Процесс изготовления бортовых крыльев включает следующие операции: раскатка и обрезинивание проволоки, навивка бортовых колец, обертка кольца промазанной бязевой ленточкой, наложение наполнительного шнура и крыльевой ленты.

Бортовое кольцо служит для придания нерастяжимости, необходимой прочности и жесткости бортовой части покрышки.

В зависимости от конструкции покрышки, прочности борта, определяемой расчетом, бортовое кольцо изготавливается из нескольких оборотов обрезиненной стальной латунированной проволоки диаметром 1,0 мм.

Проволока поставляется на шинные заводы в металлических катушках массой до 500 кг, которые устанавливаются в раскаточные стойки шпулярника 9 без перемотки и рихтовки. Число катушек в шпулярнике зависит от числа проволок (ширины проволочной ленты) в одном витке проволочного кольца. По выходе из него отдельные проволоки собираются в прядь в собирающем узле 5, представляющего собой ролик с выемками или гребенку из вертикальных роликов.

Для увеличения прочности связи между резиновой смесью и поверхностью проволоки при обрезинивании ее пропускают через установку для нагрева 7, в которой ее подогревают до 50-80 °С. Применяют электрический обогрев током большой силы при малом напряжении. При прохождении проволоки между блоками 7 включается ток и проволока нагревается. Температура подогрева регулируется изменением силы тока. Недопустим сильный перегрев проволоки, так как это может привести к уменьшению ее твердости и упругости.

Нагретые нити проволоки протягиваются через головку червячной машины холодного питания 6 с Т-образной головкой. В головке червячной машины проволока изолируется резиновой смесью и образует обрезиненную ленту, которая проходит через охладительную ванну, обдувается воздухом для удаления капель воды с поверхности, протягивается с помощью протяжных барабанов через компенсатор 3 и подается в замок шаблона колыдеде-лательного автомата 1 или 2, закрепляется и наматывается на шаблон для получения заданного числа витков. По окончании намотки шаблон автоматически останавливается, лента обрубается пневматическим ножом, замок открывается, готовое кольцо сбрасывается с шаблона. Стык шириной 80-120 мм закрепляют ленточкой из бязи шириной 25-30 мм, промазанной с двух сторон на каландре резиновой смесью. Готовое бортовое кольцо подается в агрегат для подвулканизации стыка. В современных кольцеделательных агрегатах одновременно наматывается 2-3 кольца, что повышает производительность в 1,7-2,3 раза.

Стык бортового кольца по всей длине нахлеста укрепляют путем местной подвулканизации на полуавтоматических станках карусельного типа. Для колец диаметром 381-1095 мм, шириной 10 мм, высотой 12 мм применяют полуавтомат ИЖ-25162 с 18 прессформами с электрическим обогревом, который применяется в цехах с большим объемом производства. Бортовое кольцо после снятия с шаблона намоточного станка кольцеделательного агрегата закладывают в нижнюю половину прессформы по ходу вращения, затем полуформы закрывают и стыки подвулканизовыва-ют при температуре 180-190 °С в течение 1-2 мин. Раскрытие и выгрузка колец осуществляется автоматически. Производительность полуавтомата ИЖ-25162 составляет 11-12 шт/мин.

Для подвулканизации стыков бортовых колец диаметром 356-508 мм, шириной в сечении 7,5 мм, высотой 8,5 мм применяют станок 540-4, который состоит из пневмоцилиндров, верхней и нижней полу форм с электрообогревом. Число одновременно подвулканизуемых колец 4. Продолжительность подвулканизации 1-2 мин при температуре 180-200 °С.

Готовые бортовые кольца навешивают на вешала, где проверяется их качество. Они должны иметь допуски по ширине и высоте ±0,5 мм. При выпадении из стыка отдельных проволок из-за неправильной закладки их в пресс-формы стык обертывают бязевой ленточкой.

В ряде конструкций покрышек требуются бортовые кольца не только с прямоугольными, но и с другими формами сечения. Для получения колец повышенной прочности их иногда наматывают из одиночной обрезиненной проволоки. Обрезиненная одиночная проволока наматывается в кольцо без стыков, что обусловливает их повышенную прочность. Для некоторых типов покрышек применяют спиральновитые бортовые кольца с круглым сечением.

Обертка бортовых колец рекомендуются для шин, в конструкции которых предусмотрен наполнительный шнур или требуется повышенная монолитность борта. Она осуществляется ленточкой из промазанной бязи или резиновой смеси, предварительно раскроенной под углом 45° на диагонально-резательном агрегате. Стыкованные полосы подаются к продольно-резательным машинам, где раскраиваются в продольном направлении на ленты шириной 50-150 мм для продольной обертки и шириной 15-20 мм - для спиральной, которые наматывают на металлические шпули (диаметр намотки около 120 мм).

На шинных заводах применяют спиральную или продольную обертку. Спиральную обертку бортовых колец ведут на станке 101-04, принцип действия которого основан на вращении шпули с ленточкой вокруг кольца, поворачивающегося по мере обмотки. Когда бортовое кольцо сделает один оборот, лента с катушки полностью обернет его по спирали. Обернутое кольцо снимают со станка и, проверив его качество, навешивают на стойку.

На спирально-оберточных станках производят также изоляцию резиновой ленточкой витых бортовых колец.

При продольной обертке колец применяют наполнительные шнуры, которые накладывают на бортовое кольцо под обертку. Прямая обертка применяется ограниченно, так как считается менее качественной для придания монолитности. Наполнительные шнуры изготавливают на каландре с профильным валком, имеющим канавки, или профилированием на МЧХ-125.

Бортовые ленты из резиновой смеси профилируют на червячной машине и по две штуки закатывают на валики, которые подают к питателям сборочных станков.

Наложение крыльевой ленты. После обертки на бортовое кольцо покрышки накладывают наполнительный шнур и обрезиненную кордную ленту - так называемую крыльевую ленту -флиппер. Крыльевые ленты изготавливают из обрезиненного корда, который с продольно-резательных машин при помощи валиков транспортируется к крыльевым станкам.

Сборку крыльев грузовых покрышек осуществляют на крыльевых станках СКФ-3, СКФ-4, СКФ-6, легковых покрышек - СКФ-4.

В шинах конструкции радиальных шин предусматривается усиленный борт, для чего кроме наполнительного шнура применяют дополнительное крыло, содержащее сердечник из двух витков обрезиненной металлокордной нити или кольцо из проволоки диаметром 1,5-2 мм и перегнутую со ступенькой металлокордную крыльевую ленту. Дополнительные крылья изготавливают на крыльевых станках. На полосу обрезиненного металлокорда накладывают сердечник, края металлокордной ленты заворачивают вокруг сердечника и дублируют.

В последние годы в шинной технологии появились новые заготовительные операции, что вызвано изменениями в конструкции шин и в процессе сборки. Для экранирующих слоев брекера заготавливаются узкие ленточки шириной 10-20 мм из продольно раскроенного обрезиненного корда. Вначале обрезиненное полотно раскраивается на ленты шириной 200 мм, которые закатываются на бобины. Затем на втором станке производится продольный раскрой и закатка узких лент.

7.8 Сборка шин

В технологии шинного производства сборка занимает особое место и является одним из самых ответственных и трудоемких процессов. Значение и важность ее заключается в том, что она является завершающей для многих предварительных технологических операций (обрезинивание корда, его раскрой, профилирование заготовок и др.).

Сборка покрышек представляет собою совокупность операций подачи и соединения, склеивания и дублирования деталей в единую конструкцию, осуществляемую на сборочном барабане. Качество готового изделия во многом зависит от качества выполнения предварительных технологических операций, так как заключительная технологическая операция - вулканизация покрышек не может исправить возможных дефектов, заложенных в изделие в процессе сборки.

Сборка является одним из наиболее трудоемких и сложных процессов, на долю которого приходится 35-45 % от общей трудоемкости изготовления шин, а число рабочих 30-40 % от общей численности рабочих, занятых в производстве шин. Высокая трудоемкость процесса сборки объясняется многокомпонентностью изделия, ведения процесса на индивидуальных машинах с участием сборщика, использующего более десятка различных полуфабрикатов и заготовок.

Несмотря на механизацию и автоматизацию основных трудоемких операций доля ручных операций все еще велика (закрепление кромок деталей на барабане, отрез заготовок, ориентирование и стыковка полуфабрикатов, заделка стыков и др.). Индивидуальные особенности сборщиков вносят определенную нестабильность в качество изделий. В тоже время в настоящее время в отечественной шинной промышленности все большее внимание уделяется повышению однородности шин, повышению их качества и обеспечение конкурентоспособности за рубежом.

Требования к оборудованию для сборки покрышек. На повышение работоспособности шины, наряду с применением новых конструкций шин и высокопрочных конструкционных материалов, большое влияние оказывает качество выполнения технологических операций и переходов процесса сборки покрышек. Технологический процесс сборочного цеха должен обеспечивать однородное распределение материалов в каркасе, брекере и протекторе, позволяющих снизить дисбаланс покрышки. Поэтому к сборочному оборудованию предъявляются требования прецизионности и стабильности выполнения технологических операций;

соблюдение спецификаций и ГОСТов по выполнению допустимых отклонений деталей покрышки и шины в целом;

обеспечение точности наложения слоев корда; "разгон" ступенек корда должен соответствовать принятой спецификации сборки, ступенька должна быть равномерной по ширине с минимальным допуском (± 1 мм);

обеспечение стабильных размеров ширины борта покрышки (отклонение не должно превышать ±1,5 мм);

равномерное размещение стыков слоев корда по периметру каркаса;

центрирование деталей слоев корда, брекера и протектора (до ±1 мм);

качественная прикатка всех деталей каркаса. Прикаточные механизмы должны обеспечивать полное удаление воздуха и получение необходимой прочности связи без нарушения структуры нитей корда и покровного слоя резины.

Одним из наиболее важных условий для изготовления прецизионных покрышек служит достижение одинакового натяжение нитей корда в слоях каркаса. Если бы это условие выполнялось идеально, то можно было уменьшить коэффициент запаса прочности и, соответственно, слойность покрышек.

Способы сборки покрышек классифицируют по применяемым сборочным барабанам, способу наложения слоев, назначению сборочных станков.

Сборочный барабан является основным узлом сборочного станка и во многом определяет качество собираемых покрышек, ее однородность, прочность, надежность и долговечность, а так же возможность механизации и автоматизации отдельных технологических операций. К сборочным барабанам в современных станках предъявляются повышенные требования в отношении их прочности, жесткости, устойчивости, стабильности геометрических размеров и параметров в сложенном и развернутом положениях и др.

Все барабаны для сборки покрышек объединяют в две большие группы: барабаны для сборки покрышек с диагональным или радиальным расположением нитей корда в каркасе. По форме образующей наружной поверхности различают сборочные барабаны полуплоские, полудорновые и дорновые (рис. 7.14.). В свою очередь для сборки покрышек сборочные барабаны разделяют на складывающиеся, разборные и разжимные; с изменяющимися и неизменяющимися геометрическим размерами в процессе сборки.

Рис. 7.14. Поперечное сечение сборочных барабанов с собранными покрышками: а - покрышка на дорновом барабане; б - покрышка на полудорновом барабане; в - покрышка на полуплоском барабане; 1 - дорновый барабан; 2 - собранная покрышка; 3 - полудорновый барабан; 4 - полуплоский барабан

Полуплоские сборочные барабаны отличаются главным образом выпуклой формой плечиков и высотой короны барабана (разность между наружным диаметром барабана и внутренним диаметром крыла покрышки, деленная пополам). Форму и величину плечиков выбирают с таким расчетом, чтобы их размеры соответствовали принятой конструкции борта покрышки, на них было удобно прикатывать корд.

Сборка покрышек на станке с полуплоским сборочным барабаном является наиболее производительной и самой простой из всех способов. Собранная покрышка имеет форму цилиндра (браслета), в котором борта располагаются почти на одной прямой с каркасом, что обуславливается выпуклой формой заплечиков. Перед вулканизацией собранная покрышка подвергается формованию. При этом каркас подвергается сильной вытяжке, изменяется форма поперечного сечения заготовки, так как слои покрышки и борта поворачиваются вокруг бортового кольца. Если в покрышке имеется два и более крыла, то при повороте слоев вокруг одного из колец происходит непоправимое разрушение борта. Поэтому на полуплоском сборочном барабане собирают покрышки только с одним крылом в борту. К ним относятся грузовые покрышки, имеющие не более восьми слоев в каркасе, и малогабаритные для легковых автомобилей, мотоциклов и сельскохозяйственных машин.

Полудорновый сборочный барабан имеет особую вогнутую форму плечиков, которая обеспечивает такое расположение бортов покрышек, которое при дальнейших операциях не изменяется. На полудорновых барабанах собирают многослойные покрышки с несколькими (двумя и более) крыльями в борте. При их сборке бортам сразу придают такую форму, какую они имеют в вулканизованной покрышке.

Для сборки покрышек размера, например 14.00-20 и более, на отечественных шинных заводах применяют складывающиеся четырехсегментные барабаны со съемными бортовыми плечиками или разборно-складывающиеся барабаны с шестью или восемью сегментами, у которых съемными являются не только плечики, но и отдельные сегменты.

Дорновые барабаны позволяют получать заготовку покрышки, близкую по форме к готовому изделию и не требующей формования пред вулканизацией. Однако из-за сложности снятия покрышки с барабана и механизации технологического процесса сборки широкого распространения в отечественной шинной промышленности они не получили.

Комбинированные сборочно-формующие барабаны сочетают в себе элементы эластичных формующих и жестких сборочных барабанов. В конструкцию таких барабанов добавляется эластичная диафрагма.

Диаметр сборочного барабана выбирают исходя из заданной величины вытяжки при формовании и вулканизации покрышек и диаметра крыла.

При выборе сборочных станков используют их классификацию по назначению, согласно которой все станки разделяют на шесть групп. К первой, второй, третьей и четвертой группам относят соответственно станки для сборки вело- и мотопокрышек, легковых и грузовых покрышек, к пятой - для изготовления крупногабаритных, к шестой - для сборки авиапокрышек и некоторых специальных типов. Типоразмеры и основные параметры сборочных станков предусматриваются ГОСТ 15940-80.

По способу наложения слоев различают три основных метода сборки: послойный, браслетный и комбинированный.

Послойный способ сборки покрышек получил широкое распространение, так как он в большей степени отвечает требованиям, необходимым для создания прецизионных шин. На сборочный барабан последовательно накладывают и прикатывают слои обрезиненного корда, закроенные под заданным углом, резиновые прослойки, усилительные ленточки, детали бортов, протектора и боковин.

При послойном способе обеспечивается более точное центрирование слоев и большая однородность расположения нитей корда в каркасе по всему периметру покрышки. Колебания угла наклона нитей корда не превышают 1-2 %, что позволяет получать покрышки более высокого качества, имеющие на 5-10 % больший запас прочности. Обеспечение равномерной вытяжки в слоях корда в процессе сборки, меньшая ее величина и высокая точность наложения слоев корда относительно центральной линии сборочного барабана позволяют уменьшить величину дисбаланса покрышки и тем самым повысить ее ходимость.

Подача деталей к сборочным станкам в зависимости от организации производства осуществляется различными способами. Каретки с валками, на каждый из которых наматывается определенное количество слоя обрезиненного корда данной марки, с помощью автоматизированной транспортной системы (рис. 100) доставляются к питателям сборочных станков. Число питающих валиков, на которые наматываются слои, зависит от числа слоев собираемой покрышки.

Слои с валиков кареток перематываются на валики специализированных питателей. На каждом валике питателя сборочного станка намотан, как правило, определенный слой в соответствии со спецификацией покрышки. Если питатель оборудован восемью валиками, то на них может одновременно находиться восемь различных слоев и с его помощью может быть собрана покрышка с числом слоев до восьми.

Сборочные станки могут комплектоваться питателями: механизированными ролико-прокладочными со сменными бобинами, автоматизированными ролико-прокладочными различных конструкций (башенные, карусельные, с перемещающимися каретками и др.), типа многоярусных ленточных или других транспортеров. Важен выбор конструкции питателя, который должен обеспечивать:

надежное хранение деталей покрышки без нарушения их

геометрических размеров;

зарядку и подачу слоев корда на сборочный барабан без натяжения, с точно контролируемой вытяжкой (не превышающей 1-2%);

точное наложение (центрирование) каждой детали на сборочный барабан без смещений;

удобство обслуживания (запитку, смену рабочих положений бобин, раскатку и т.д.).

В шинной промышленности в цехах сборки легковых и грузовых покрышек используются автоматизированные ролико-прокладочные питатели башенного типа, снабженные механизмами для питания станков брекерами, бортовыми лентами и протекторами. К недостаткам таких питателей следует отнести их громоздкость при относительно небольшом хранении в них материала.

Ролико-прокладачные питатели барабанного типа обеспечивают подачу слоев корда и других деталей с меньшей вытяжкой и лучшей центровкой. Они более компактны, занимают меньшую площадь и меньше по высоте, имеют большую емкость бобин. Такими питателями комплектуются станки для сборки легковых покрышек и покрышек, собираемых из уширенных слоев корда.

Передвижные ролико-прокладочные питатели могут перемещаться параллельно оси сборочного барабана и предназначены для литания сборочных станков только слоями обрезиненного корда для сборки легковых, грузовых и большегрузных покрышек. Их целесообразно использовать для питания сборочных станков первой стадии сборки каркасов радиальных покрышек.

Эти питатели еще более компактны и занимают меньше места, чем башенные и барабанные.

Наибольшее распространение получили питатели, в которых запитка осуществляется сменными бобинами, установленными на сердечник питателя без перемотки или картушами и питатели кассетного типа. Основное преимущество картушей отсутствие необходимости в перезарядке корда после диагонально-резательных машин и большая емкость бобин. Применение картушей способствует уменьшению количества обслуживающего персонала, повышению качества сборки покрышек за счет исключения дополнительной вытяжки корда при запитке питателя, более точному наложению деталей покрышки за счет возможности центрирования корда.

В питателях кассетного типа кордный материал транспортируется не отдельными картушами, а кассетами, включающими в себя несколько бобин с кордом. Питатели, в которых запитка осуществляется без перемотки с помощью бобин, применяют ведущие зарубежные фирмы "Continental", "Pirelli" и др.

В отечественной промышленности подобный питатель разработан к станку СПРА 360-500 для сборки радиальных покрышек к легковым автомобилям. Технологический процесс с применением этого питателя построен таким образом, что запитка его мерными слоями каркаса осуществляется непосредственно в линии агрегата раскроя корда по длине с точным центрированием слоев корда в каретки питателя.

Питатели типа многоярусных транспортеров обеспечивают питание станков для сборки крупногабаритных покрышек слоями шириной 1400-2000 мм. В них предусмотрена возможность стыковки косяков обрезиненого корда с образованием непрерывной ленты, наложение на нее и дублирование резиновых прослоек, отмеривание и отрезание слоев корда и резиновых прослоек по длине, подачу, наложение слоев корда и резиновых прослоек на сборочный барабан. Например, на питателе П-2600 к станку модели СПД-1600-2600 корд подается транспортером, протектор -рольгангом, резиновые прослойки - с бобин питателя.

Браслетный способ сборки покрышек, когда на сборочный барабан надевают готовые каркасные и брекерные браслеты, состоящие из двух и более слоев корда. Сборка браслетным способом осуществляется на полудорновых станках аналогично послойному, но имеет ряд особенностей. Надевание и центрирование первого браслета производят с помощью приспособлений при сложенном барабане на питатель-расширитель и расширяется до заданного размера. Затем расширитель поворачивается на 90° в позицию надевания браслета, который захватывается натягивающем механизмом и натягивается на сборочный барабан. Центрирование браслета на барабане производится по центральной линии браслета с помощью оптического указателя при периодической остановке механизма надевания. Затем осуществляют прикатку браслета по цилиндрической части сборочного барабана, обжим вручную кромок по плечикам и их прикатку.

Установка бортовых крыльев осуществляется при помощи механизмов обработки борта после надевания первого и второго браслета. С помощью механизмов осуществляют заворот кромок браслетов на крыло и прикатку их бортовыми прикатчиками.

Надевание последующих браслетов производится аналогично. После надевания брекерного браслета осуществляют наложение бортовой ленты, навивку беговой части протектора из резиновой ленты с наложением боковин.

Навивку горячего протектора осуществляют непосредственно с каландра или шприц-машины широкой или узкой лентой разного сечения. Спроектированы установки для наложения горячего протектора узкой и широкой шприцованной лентой постоянной и переменной ширины.

Срезанная с каландра лента поступает на охлаждающие барабаны для предупреждения подвулканизации резиновой смеси при навивке протектора большой массы (до 1000 кг). Затем лента транспортером подается в навивочную головку установки для навивки протектора. Из головки лента перемещается транспортером к первому сборочному станку, где происходит навивка беговой части протектора. При навивке беговой части протектора из двух резин последовательно применяются два шаблона.

После окончания навивки протекторная лента подается транспортером к другому сборочному станку, а затем к третьему и т.д. Одна установка обслуживает 3-5 сборочных станков.

Способ навивки горячего протектора имеет следующие основные преимущества: отсутствие стыков по длине протектора, уменьшение дисбаланса, улучшение связи протектора с каркасом, уменьшение отходов резиновых смесей. Кроме того, отпадает необходимость в промежуточных операциях, таких как охлаждение, шерохование. промазка и стыковка протектора, резка по длине, вылежка, хранение и др.

Браслетный способ сборки имеет ряд существенных недостатков, ограничивающих ее применение в промышленности: невозможность обеспечения равномерной вытяжки слоев корда по всему периметру покрышки; дополнительные деформации при транспортировке браслетов, приводящие к местному разряжению нитей корда; необходимость съема изготовленных браслетов со станка и их транспортирование на участок сборки; не исключается вероятность при их транспортировке попадания посторонних включений, снижающих качество готовых изделий и др.

Браслетная сборка продолжает совершенствоваться: разра батываются новые сборочные станки, оригинальные устройства для механизированного надевания браслет на сборочный барабан с целью предотвращения местных вытяжек, применяются устройства, которые автоматически фиксируют браслет относительно середины барабана. Вместе с тем, признается перспективность послойного способа, в большей степени обеспечивающего прецизионность собираемых покрышек.

Комбинированный способ сборки применяют в производстве отдельных видов покрышек. Способ заключается в том, что первые слои корда в виде браслетов надевают на сложенный барабан, а последующие слои каркаса и брекера в виде отдельных полос накладывают на барабан, как при послойном способе.

Сборка покрышек из уширенных слоев освоена в производстве диагональных покрышек и покрышек типа Р к мотоциклам, легковым автомобилям и сельскохозяйственным машинам на разжимных плоских сборочных барабанах с низкой короной (начальный диаметр барабана меньше диаметра бортового кольца). Схема такой покрышки на барабане сборочного станка показана на рис. 7.15.)

Рис.7.15. Схема покрышки, собранной из уширенных слоев корда: 1 - барабан; 2 - бортовое кольцо; 3- бортовая лента; 4, 5 -слои каркаса; 6 - протектор

Сборочные станки для сборки покрышек из уширенных слоев оснащены специальными барабанами, находящихся в сжатом состоянии при наложении слоев корда и надевании бортовых колец и затем расширяющихся так, что крылья входят в соответствующие пазы (канавки) на барабане. В станках используются механизмы для заворачивания левой и правой стороны состыкованного на барабане слоя корда, а также для опрессовки собранной покрышки. Заворачивание слоев корда производится при помощи камеры с наружной обечайкой, пружинных сегментов или катящейся пружины.

Повышение производительности сборки достигается за счет того, что при разжиме сборочного барабана происходит дублирование слоев каркаса, и дополнительная прикатка слоев корда не требуется. Протектор тоже не прикатывается, а опрессовывается диафрагмой, которая одновременно служит и для съема покрышки.

Вместе с тем, использование разжимных барабанов для сборки каркасов покрышек типа Р приводит к повышенной их усадке при переносе на вторую стадию, повышенному и неравномерному разряжению нитей корда, снижающему сортность покрышек при формировании каркасов на второй стадии. Запас прочности покрышек, собранных из уширенных слоев корда, меньше запаса прочности по сравнению со сборкой покрышек полуплоским и полудорновым способами.

С переходом шинной промышленности на производство покрышек радиальной конструкции, имеющих повышенную жесткость и малую растяжимость брекерного пояса, потребовало введения в технологический процесс сборки новой операции формование каркаса до наложения брекерного пояса. Потребовалось изменение конструкции сборочного оборудования, в первую очередь создания сборочного барабана изменяющейся формы для экспандирования каркаса, изменяющего его конфигурацию из цилиндрической в торообразную.

Известны два основных принципа построения процесса двухстадийной сборки - совмещенная сборка на одном сборочном барабане и раздельная - на двух и более сборочных барабанах, установленных на разных станках или в одном агрегате.

Достоинством раздельной сборки является возможность рассредоточения механизмов, выполняющих переходы и операции технологического процесса сборки, и систем питания станков кордом и другими деталями покрышки. С другой стороны, при совмещенном способе отпадает необходимость в передаче каркаса с одного барабана на другой, а также необходимость центрирования каркаса во избежание перекосов. В зависимости от количества применяемых барабанов станки для раздельной сборки покрышек типа Р могут быть двух- или трехпозиционными. Применяют различные варианты сборки, в том числе изготовление брекерно-протекторного браслета на специализированном сборочном станке.

Целесообразность того или иного способа сборки зависит от назначения шин, их конструкции, особенностей производства. Для основного ассортимента покрышек, особенно шин типа Р, наиболее перспективна послойная или комбинированная сборка на полуплоских и полудорновых барабанах; для покрышек к малогабаритным машинам - послойная сборка на плоских барабанах из уширенных слоев.

Выбор того или иного сборочного оборудования зависит от целей, которые преследует производитель шин: освоение нового вида продукции; обеспечение повышения качества изделия; повышение производительности труда; снижение трудоемкости процесса; освоение более прогрессивной технологии; механизация и автоматизация технологического процесса сборки. Кроме перечисленных причин выбор оборудования зависит так же от уровня машиностроения, технологии предыдущих заготовительных и последующих (вулканизация) процессов; обеспеченности конструкционными материалами соответствующего качества; наличия квалифицированного инженерно-технического персонала для его обслуживания.

Сборка малогабаритных покрышек. Учитывая преимущества покрышек радиальной конструкции и увеличение объема их производства, основное внимание уделяется совершенствованию процессов их сборки. Для обеспечения высокого качества и однородности шин такой конструкции необходимо использовать оборудование, позволяющее вести процессы сборки с точно заданными технологическими параметрами. Сборочное оборудование, включая систему питания и управления процессом, должно обладать рядом специфических требований, учитывающих особенности технологии.

В производстве используются двухпозиционные станки для совмещенной сборки: сборка брекерно-протектороного браслета на самостоятельном барабане, изготовление каркаса, формование и окончательная сборка на другом барабане (жесткой конструкции). Наиболее массовым является раздельный способ сборки на двух станках: 1 стадия - на металлическом барабане; 2 стадия - на резиновой диафрагме (или без диафрагмы).

Большинство зарубежных фирм использует процесс раздельной сборки покрышек на двух станках. С целью повышения производительности процесса сборки второй стадии используются двухпозиционные станки-агрегаты с выделением сборки бре-керно-протектороного браслета на самостоятельной позиции и автоматической передачей браслета к сформованному каркасу. Фирма "Пирелли" (Италия) применяет станки А-70 (1 стадия) и TR-П (2 стадия), фирма "Континенталь" (ФРГ) - станки КМ-70 (1 стадия) и РУ-15 (2-стадия), фирма "Юниройал" (США) -станки ДД (1 стадия с двумя сборочными барабанами) и РИ-65 (2 стадия). Используются двухпозиционные станки-агрегаты с проведением сборки брекерно-протектороного браслета на отдельной позиции.

Сборка каркаса на станке А-70 производится послойным способом на металлическом четырехсекторном складывающемся барабане. На станке производятся следующие технологические операции: заправка бортовых крыльев, раскрытие барабана, наложение бортовых крыльев, раскрытие барабана, наложение слоев корда, прикатка слоев, посадка крыльев и обработка борта, наложение боковин, сдублированных с бортовыми резиновыми лентами, прикатка каркаса, складывание барабана и съем каркаса. Наложение деталей производится в режиме "одного оборота" вращения барабана.

Боковина выпускается сдублированной с резиновой бортовой лентой, что уменьшает количество деталей на сборке, повышает производительность труда и каркасность боковин при хранении. Наложение боковин на первой стадии привело к изменению взаимного расположения боковин и протектора. Чтобы кромка протектора не попадала на боковину (не была "открытой", что приводит при эксплуатации к трещинам и отслоению протектора), заготовка протектора также выпускается из двух резин: кромки заготовки изготовлены из резины боковины ("мини"-боковины). После наложения протектора "мини"-боковины надежно дублируются с однородной резиновой основой части боковины.

Собранный каркас после съема с барабана помещается в устройство для подпрессовки стыка, которыми оснашены все станки А-70. Производится подпрессовка стыка боковин и в случае изготовления однослойных шин - стыка каркаса. Эти технологические операции совмещены во времени с процессом сборки последующего каркаса.

Сборочные станки оснащены системой световых указателей для визуального контроля точности наложения деталей каркаса на барабан в процессе сборки. Лотки и ролики питателей оснащены центрирующими устройствами для точной подачи заготовок к сборочному барабану. Таким образом, при правильно настроенном оборудовании и соответствующей квалификации сборщика точность совмещения деталей каркаса зависит в основном от точности геометрических параметров полуфабрикатов.

Для экспандирования каркаса большинство производителей покрышек используют резиновую формующую диафрагму как наиболее простой по конструкции элемент. При формовании каркаса на станке Т-10 проводятся следующие технологические операции: одевание каркаса на барабан, фиксация каркаса, его формование, наложение слоев брекера, наложение протектора, его прикатка, расформовка барабана, съем собранной покрышки. Ряд фирм рекомендуют для легковых радиальных шин бездиа-фрагменное формование, когда сжатый воздух подается непосредственно в каркас, герметично установленный в сборочном станке.

Наложение слоев металлокордного брекера производится на брекерные шаблоны с лотков питателя и контролируется визуально по световым указателям. Периметр сформованного каркаса ограничивается брекерными шаблонами. Надбортовая часть каркаса в процессе формования ограничена дисками, принудительно задающими форму сформованного каркаса в этой зоне.

После наложения и стыковки протектора брекерные шаблоны отводятся и производится прикатка с помощью специальных статических и динамических прикатчиков. Например, прикатку углов протектора и зоны "мини"-боковины с боковиной производят динамические прикатчики.

Фирма "Пирелли" с целью увеличения производительности осуществила модернизацию станка А-70, которая заключалась в изменении конструкции питателя с введением более рациональной кинематической схемы раскатки боковин. Прикатка боковин нижними прикатчиками заменена дублированием круглыми жесткими щетками в процессе наложения. Производительность модернизированного станка А-70 с учетом К".0= 0,88 составляет 21,6 каркасов/ч.

Станок TR-11 оснащен формующим барабаном с резиновой диафрагмой, соосно с которым распложен барабан для сборки брекерно-протекторного браслета. Он состоит из металлических секторов разжимной конструкции, поверхность которых имеет магнитные вставки для фиксации и удержания слоя металло-кордного брекера. Оба барабана снабжены световыми указателями для контроля правильности сборки брекрно-протекторного браслета и контроля центра собранной покрышки.

Технологические операции, производимые на станке: разжим брекерного барабана, наложение слоев металлокордного брекера, наложение протектора, подвод перекладчика, фиксация брекерно-протекторного браслета, сжатие брекерного барабана, отвод перекладчика с браслетом, одевание каркаса на формующий барабан, формование каркаса.

На отечественных шинных заводах внедрен трехпозиционный станок-агрегат АСПР-360-600 для сборки легковых радиальных покрышек с посадочным диаметром обода 13-15" с осуществлением полного цикла сборки. На первой позиции производится сборка каркаса, включая наложение и дублирование боковин, на второй - сборка брекерно-протекторного браслета и на третьей - окончательная сборка. Элементы покрышки передаются с позиции на позицию автоматически с помощью манипулятора: с первой позиции на третью - каркас, со второй позиции на третью брекерно-протекторный браслет. Агрегат обслуживают два сборщика.

На агрегате АСПР-360-600 выполняются следующие технологические операции: первая позиция - заправка бортовых крыльев на шаблоны, разжим основного и дополнительного барабанов, наложение слоев корда, складывание дополнительных барабанов, обжим кромок корда механизмами лепесткового типа, посадка бортовых колец, разжим дополнительных барабанов, прикатка борта бортовыми прикатчиками, наложение боковин сдублированных с бортовыми лентами, прикатка боковин нижними прикатчиками, перевод перекладчика, фиксация каркаса, съем каркаса перекладчиком.

Третья позиция - разжим брекерного барабана, наложение слоев брекера, протектора, подвод перекладчика брекера, фиксация брекерно-протекторного браслета, сжатие брекерного барабана, отвод перекладчика.

Вторая позиция - подвод перекладчика каркаса, фиксация бортов каркаса фланцами формующего барабана, расфиксаци каркаса перекладчиком и отвод перекладчика каркаса, подвод перекладчика брекерно-протекторного браслета, формование каркаса и совмещение с брекерно-протекторным браслетом, фиксация браслета перекладчиком и отвод перекладчика, прикатка покрышки, расформовка барабана и съем собранной покрышки.

Для обеспечения равномерности структуры каркаса основной и дополнительный барабаны покрыты единой резиновой оболочкой. Заворот слоев корда на крыло производится надувными резиновыми камерами, которые образуют резиновую дополнительную оболочку дополнительных барабанов.

Передача каркаса с первой позиции на вторую и брекерно-протекторного браслета с третьей позиции на вторую осуществляется манипулятором-перекладчиком. Точность передач каркаса и брекерно-протекторного браслета на формующий барабан ±1,0 мм. Все позиции снабжены световыми указателями для визуального контроля точности выполнения технологических операций сборки.

Станок-агрегат АСПР-360-600 снабжен системой управления, обеспечивающей заданную последовательность технологических операций и группу операций в автоматическом режиме: автоматический разворот сборочных барабанов с целью разнесения стыков деталей по периметру покрышки, последовтельность включения световых указателей, автоматическую работ}/ питателей и манипулятора-перекладчика.

Станок TR-20 фирмы "Пирели" для второй стадии сборки относится к современному сборочному оборудованию. Процессы сборки металлокордного браслета, суперформования браслета на жестком барабане, наложение слоя брекера и протектора, формования каркаса и совмещения его с брекерно-протекторным поясом осуществляется на трех сооснорасположенных барабанах. Связь между позициями сборки осуществляет автоматический манипулятор-перекладчик. Станок оснащен автоматизированной системой заправки питателя слоями брекера и протектора из непрерывной ленты, отмера деталей по длине и их стыковки. Расчленение операций и их автоматизация позволяют повысить производительность.

Передача каркаса с первой позиции на вторую и брекерно-протекторного браслета с третьей позиции на вторую осуществляется манипулятором-перекладчиком. Точность передач каркаса и брекерно-протекторного браслета на формующий барабан ±1,0 мм. Все позиции снабжены световыми указателями для визуального контроля точности выполнения технологических операций сборки.

Экспериментальный образец станка фирмы "Крупп" для второй стадии сборки с системами питания работает в автоматическом режиме практически без участия сборщика-оператора. Средства автоматического контроля и управления обеспечивают достаточно жесткие допуски при отмере и отрезе подаваемых на барабан деталей, тем самым обусловливается возможность автоматической стыковки деталей с требуемым качеством. Производительность станка составляет 60 штук в час.

Раздельная сборка легковых радиальных покрышек с текстильным каркасом в отечественной шинной промышленности осуществляется в основном на станках СПП-470-800 (СПП-66) на первой стадии и СПР-330-300 - на второй.

Сборку каркаса на первой стадии осуществляют на складном четырехсекторном барабане, исходный диаметр которого больше диаметра кольца бортового крыла (полуплоский метод).

Первая стадия сборки включает в себя следующие операции: а - наложение на барабан бортовых лент и одного или нескольких слоев каркаса покрышки; б - начало операции формирования борта, захват слоев корда каркаса кольцевой пружиной и обжимным рычагом; в - обжатие слоев каркаса по периметру заплечиков барабана и посадка бортовых крыльев шаблоном; г - заворот слоев каркаса на крыло; д - заворот слоев каркаса на цилиндрическую часть барабана; е - отвод кольцевой пружины и распорных рычагов в исходное положение.

Вторая стадия сборки состоит из следующих технологических операций, выполняемых на втором, эластичном сборочном барабане второго сборочного станка с dg< dK: ж - установка и центрирование собранного каркаса покрышки на эластичный барабан с подвижными фланцами; з - формирование каркаса и надевание брекерно-протекторного браслета; и - опрес-совка и прикатка брекерно-протекторного пояса к каркасу покрышки; к - снятие сформованной покрышки с эластичного барабана, транспортирование сформованной покрышки на вулканизацию.

Станок оснащен питателем для хранения и подачи протектора, питатель слоев брекера имеет четыре пары бобин емкостью 60 п.м. каждая, установленных под углом к оси вала барабана. Боковины разматываются с катушки и по рольгангам подаются к сборочному барабану, дублируются к сформованному каркасу профильным роликом.

В модернизированных станках введена синхронизация движения брекерных шаблонов, что исключает перекос брекера и протектора относительно центра сформованного каркаса. Проведенная модернизация повысила уровень механизации процесса сборки, облегчила труд сборщика и в значительной степени стабилизировала качество собираемых шин.

Интенсивное развитие отечественной шинной промышленности в 50-60-е годы, в том числе организация производства радиальных шин, потребовало качественного изменения вулканизационного оборудования. Решающим толчком послужило создание эластичной диафрагмы, используемой как для формования так и для вулканизации покрышек, а также совмещение этих операций в одном агрегате - форматоре-вулканизаторе.

Применение форматоров-вулканизаторов упрощает технологический процесс благодаря ликвидации операций, присущих применяемому ранее оборудованию (автоклав-прессы, индивидуальные вулканизаторы), таких как формование покрышек на форматорах (экспендерах), удаление воды из варочных камер и их выемка из вулканизованных покрышек. Все это позволило автоматизировать технологический процесс, повысить производительность труда, сократить расход теплоносителей. Использование тонкостенных диафрагм с циркуляцией теплоносителей позволило до 25% сократить продолжительность вулканизации покрышек. В настоящее время отсутствует альтернатива применения диафрагм, поэтому в перспективе она останется основным формующим и опрессовывающим элементом в различных вулканизаторах. Технологический процесс вулканизации покрышек на вулканизационном оборудовании включает подготовку покрышек и пресс-форм, формование и вулканизацию, заключительные операции.

7.9 Подготовка покрышек к вулканизации

Перед вулканизацией внутреннюю и наружную поверхность покрышек покрывают смазкой, содержащей тонкодисперсные (с размером частиц 10 мкм) тальк и слюду, а так же хозяйственное мыло с содержанием жирных кислот 60% и силиконовую эмульсию, распределенные в воде или бензине. Благодаря образованию слоя смазки на внутренней поверхности покрышки облегчается закладывание в ее полость диафрагмы, выход воздуха между диафрагмой и каркасом, предотвращается привулканизация диафрагмы к внутренней поверхности каркаса, а также прилипание ездовой камеры к покрышке при эксплуатации. Наружная смазка покрышек обеспечивает растекание резиновой смеси по форме во время формования и вулканизации, создает шершавую поверхность, по которой выходит воздух, заключенный между стенкой формы и поверхностью покрышки. При этом облегчается выемка покрышек из форм после вулканизации, готовая продукция получается с четким, хорошо оформленным рисунком.

В шинной промышленности применяются специальные станки, одновременно промазывающие внутреннюю и наружную стороны покрышек. Внутренняя поверхность смазывается методом распыления с помощью пистолета. Возникающее при окраске облако улавливается орошаемой водой или отсасывающим устройством. Часть очищенного воздуха возвращается в рабочую зону. Наружная часть покрышки опрыскивается через пневматические форсунки. По окончании смазки покрышка передвигается в зону сушки, а затем к участку отбора, где она передается на подъемный стол, с помощью которого автоматически навешивается на подвесной цепной конвейер.

Для хранения сырых покрышек используют специальные конвейерные склады. Срок хранения сырых покрышек от четырех часов до 7 дней. Считается, что при 4-х часовом хранении обеспечивается получение покрышек надлежащего качества и, кроме того, за это время полностью высыхает водная смазка. При длительном хранении покрышки на ее поверхность выцветает сера, материал становится жестким, теряет текучесть (так называемые "сухари"), что приводит к расслаиваю при формовании. Поэтому необходим постоянный запас покрышек на складе, в течение которого покрышки выдерживались одинаковое время. Это дает возможность обеспечить ритмичную работу цеха вулканизации и хорошее качество готовой продукции.