Технологические процессы при изготовлении автомобильных шин

Важным условием эффективного использования электрических свойств резин в целях контроля является условие сопоставимости результатов, получаемых в результате разных исследований. В процессе изучения электрических свойств рапные исследователи применяют различную по сложности аппаратуру, различные размеры, формы и способы нанесения электродов на поверхности образцов резин, различные условия измерения. Перечисленное выше существенно затрудняет сопоставление результатов, ограничивает возможности обобщения и анализа накопленных данных по электрическим свойствам резин, полученных разными исследователями. К основным электрическим свойствам резин относятся:

относительная диэлектрическая проницаемость;

тангенс угла диэлектрических потерь;

удельное электрическое сопротивление, т. е. электропроводимость. Все перечисленные свойства полностью определяют поведение резин

в постоянных и переменных электрических полях и характер распределения электромагнитной энергии в эластомерах. Каждый электрический метол измерения основан на различии значений тех или иных электрических параметров резин, влияющих на характер распределения физических полей. Электрические свойства резин зависят от рецептурного состава, режима изготовления, частоты поля, температуры и других факторов, поэтому создание экспрессного метода контроля параметров резиновых смесей и вулканизатов следует отнести к классу весьма сложных метрологических задач.

Сущность резонансных методов контроля изготовления резины заключается в использовании различий в электрических свойствах резин. Высокочастотные методы измерений основаны на регистрации процессов поглощения и передачи электромагнитной энергии в резинах, электрические свойства которых зависят от частоты, напряжения, температуры, механических напряжений и других факторов. Резонансный метод является самым распространенным методом измерения на высоких частотах. Это обусловлено широким частотным диапазоном, а также тем, что измерительные резонансные контуры со своими вспомогательными элементами (емкостью, индуктивностью и др.) являются гибкими измерительными приборами, имеющими, по сравнению с мостовыми и компенсационными приборами, весьма простую структурную схему. В резонансных методах измерения используют физические явления, которые происходят в резонансных контурах и генераторах. Существует множество высокочастотных измерительных методов, основанных на использовании электромагнитных колебаний различной частоты. Однако наиболее перспективным является автогенераторный метод измерения, имеющий ряд преимуществ по сравнению с контурными методами при решении задач технологического контроля качества изготовления и переработки резиновых смесей. К ним можно отнести большую чувствительность автогенераторных приборов и простоту структурной схемы. Автогенераторные приборы недороги при изготовлении и надежны в эксплуатации, возможно изготовление малогабаритных приборов (размеры в основном определяются размерами преобразователя и контрольно-регистрирующим прибором). Автогенераторные приборы можно обеспечить высокой помехозащищенностью при достаточной чувствительности к контролируемым параметрам и защитой от воздействия агрессивных факторов окружающей среды. Отмеченные преимущества автогенераторных приборов дают возможность выполнить ряд требований к средствам контроля технологии изготовления резиновых смесей. Для контроля различных этапов технологического процесса изготовления и переработки резиновых смесей широкое применение могут найти автогенераторные приборы контактного и бесконтактного действия. Автогенераторные приборы могут быть применены для оценки качества приготовления резиновых смесей, для контроля качества обрезиненного корда, степени вулканизации резин и готовых изделий, а также для дефектоскопии полуфабрикатов и готовых изделий.

Резиновая смесь и ее вулканиэаты по значению электропроводимости могут занимать любое место в ряду возможных электрических состояний от полупроводника до диэлектрика. Величина электропроводимости всех типов резин сильно зависит от температуры. Изменение электропроводимости в интервале температуры от 20 до 200°С исчисляется несколькими порядками. Температурный ход электропроводности резин может быть различным в зависимости от содержания и типа техуглерода: при небольшом содержании техуглерода электропроводимость изменяется незначительно, а при увеличении его количества наблюдается резкое увеличение электропроводимости. Для различных типов резин отмечается различный характер изменения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь с ростом температуры. Практический интерес представляет использование автогенераторного метода измерения электропроводимости резин для экспресс-контроля содержания различных типов углеродных наполнителей и их комбинаций в резиновых смесях, для оперативного контроля качества резиновых смесей по степени диспергировании технического углерода, т.е. для непосредственного наблюдения за кинетикой перемешивания.

Для контроля степени вулканизации резиновых смесей можно также использовать измерения электропроводимости автогенераторным методом, т.к. любые отклонения в составе рецептуры смеси вызывают изменения степени вулканизации и величины электропроводимости. Таким образом, измерения электропроводимости автогенераторным методом позволяют прогнозировать степень вулканизации резиновых смесей определенного состава без оценки механических свойств их вулканизатов по микротвердости или условному напряжению при 300% удлинении. На предприятиях шинной и резиновой промышленности в случае перепутывания резиновых смесей сортировку их проводят путем механических испытаний. Можно сортировку производить, измеряя электропроводимость смесей автогенераторным методом. Контроль производят сравнением результатов измерения электропроводимости со значениями электропроводимости для этих резиновых смесей, полученными на контрольных образцах данного состава резиновых смесей, в пределах допустимых температурных состояний. Толщина должна быть в пределах допустимых отклонений для всей серии. Этим методом можно производить 100% неповреждающий контроль производственных смесей без предварительной заготовки образцов.

Дефекты, определяемые автогенераторным методом в бортовых кольцах шин, можно условно разделить на следующие группы:

- в виде крупных пустот (разрывы кольца);

- распределенные в объеме контролируемой зоны, обусловленные скоплением пор, неметаллических включений, растрескиванием в виде сетки и др.;

- расположенные параллельно поверхности борта шин, в частности расслоения и вмятины с воздушной прослойкой;

- в виде уводов бортовых колец.

Контроль в этом случае сводится к измерению зазора резинокордной прослойки между преобразователем и поверхностью металлической ленты.

Эффективность экспресс-контроля на основе автогенераторного метода в сравнении с эффективностью общепринятых физико-химических и механических методов достигается за счет сокращения затрат на отбор, обработку образцов и проведения испытаний резин механическими методами; замены длительных, трудоемких методов механических испытаний на экспресс-анализ, а также возможности автоматизации процесса контроля с использованием компьютерной техники, что позволяет осуществлять 100% контроль резиновых смесей, принимать оперативные меры и за счет этого повышать качество готовой продукции.

Автогенераторный метод контроля шин находится в стадии развития, он выгодно отличается от всех рассмотренных выше методов дефектоскопии: высокая чувствительность, надежность, информативность, портативность приборов и простота в изготовлении, оперативность контроля.

14.4 Станочные испытания шин

Для получения предварительных данных о качестве автошин их подвергают станочным испытаниям.

Перед проведением станочных испытаний определяют массу и габаритные размеры камеры и покрышки. Кроме того, у покрышки определяют статический дисбаланс, боковое и радиальное биения. Затем в покрышку закладывают камеру и ободную ленту; шину монтируют на ободе и накачивают сжатым воздухом до установленного нормой внутреннего давления; затем обмеряют длину окружности в ширину ее профиля. Все обмеры надутой и нагруженной шины и замеры температуры в подушечном слое в процессе испытания производят по "легкому" и "тяжелому" местам покрышки. Из результатов двух обмеров находят среднее арифметическое. *

Автомобильную шину устанавливают на обкаточный станок (рис. 23.2), закрепляя ось ступицы болтами. На станке шину нагружают до максимально допустимой установленными нормами нагрузки, затем измеряют радиус качения и ширину профиля по месту деформации.

Далее включают станок для обкатки. Шину обкатывают при постоянной, установленной для данного размера скорости (например, 80 км/ч) по принятой методике. Через 4 ч измеряются внутреннее давление воздуха в шине, температура подушечного слоя по центру беговой дорожки и радиус качения.

При измерении температуры иглы термопары погружаются на определенную глубину в подушечный слой покрышки. Радиус качения измеряется по линейке в горизонтальном направлении между осью ступицы и барабаном станка. Во время испытаний давление в шипе поддерживается постоянным. Допускается снижение давления: для грузовых шин - на величину не более 0,03 МПа, для легковых шин - не более 0,02 МПа.

Рис. 14.2. Станок для обкатки автомобильных шин: 1 - грузы; 2 - передвижные каретки; 3- шины; 4 - испытательное колесо; 5 - электродвигатель.

В процессе обкатки контролируют давление в шине при остановках станка через определенные промежутки времени. При всех остановках записывают показания счетчика и температуру помещения. Если в процессе обкатки давление увеличивается, его не снижают. При понижении внутреннего давления его повышают до величины, достигнутой после обкатки в течение 8 ч. При резком падении внутреннего давления в шине, свидетельствующем о негерметичности камеры или золотника, камеру заменяют и поддувают до первоначального давления, установленного в условиях обкатки шин. В этом случае давление в шине замеряют через 2 ч и доводят до величины, равной максимальному давлению в ранее испытуемой камере.

Автомобильная шина обкатывается до выхода из строя, после чего станок автоматически останавливается.

После выхода шины из строя измеряют температуру в зоне подушечного слоя около места разрушения и в неповрежденном месте. Затем шину снимают со станка и выявляют причины выхода ее из строя. По показанию счетчика определяют километраж, пройденный шиной при обкатке.

14.5 Эксплуатационные испытания автомобильных шин

Эксплуатационные испытания, дающие возможность судить о качестве шин, проводят в автохозяйствах при установленных нормах нагрузки, давления воздуха и скорости движения по дорогам с различным покрытием.

Одновременно с серийными автошинами испытывают и опытные, для изготовления которых использованы новые виды материалов, и шины нового размера и новой конструкции. Автохозяйства, привлекаемые для проведения эксплуатационных испытаний автошин, должны обеспечивать удовлетворительное техническое состояние автомобилей и ежемесячный пробег автомобилей от 2000 до 3000 км (в зависимости от видов машин и дорожных покрытий). Повреждения шин вследствие неисправности автомобиля (неправильный развал и схождение колес, неотрегулированные тормоза, расшатанные крепления передних колес, ослабление подшипников должны быть исключены. Автомобили должны быть снабжены исправными спидометрами.

Перед испытанием с обеих сторон покрышки на верхнюю часть {парей наносят порядковый номер (глубиной не более 1 мм и вымоине менее 30 мм). Затем глубиномером замеряется высота рисунка протектора по центру и углу беговой дорожки в нескольких сечениях, например в месте расположения серийного номера покрики и в месте, диаметрально противоположном ему. В каждом сечении берут две точки. Средняя величина значения высоты рисунка протектора заносится в карточку учета работы шины. У шин типа К замеряется высота рисунка протектора крайних и средних колец.

Все шины, полученные для испытания, закрепляют за автомобилями и водителями.

Шины монтируются только на ходовые колеса автомобиля. Исключение составляют шины новых размеров и моделей, которые выдаются и монтируются также на запасное колесо.

На каждый автомобиль монтируют шины только одной марки или партии. Разность диаметров (диаметр шины определяют путем замера длины окружности шины по центру беговой дорожки протектора) задних сдвоенных шин не должна превышать 5 мм. Для шин PC разность в высоте рисунка протекторных колец одного комплекта не должна превышать 2 мм.

Испытание шин сравниваемых партий проводится непрерывно на автомобилях одной марки, для которых шины предназначены, при одинаковых условиях эксплуатации (аналогичные дорожные покрытия и режим испытаний) в соответствии с "Правилами эксплуатации автомобильных шин".

Если автомобиль ставится на ремонт продолжительностью более 30 дней, то испытываемые шипы с него снимаются и монтируются на другой автомобиль для продолжения испытаний. При этом более надежные шины устанавливают на передней оси автомобиля.

Во избежание неравномерного износа покрышек при техническом осмотре автомобиля следует проверять внутреннее давление во всех шинах и их состояние; кроме того, ежедневно по возвращении автомобилей с линий водители должны осматривать шины и удалять посторонние предметы (камни, гвозди, стекла и др.), застрявшие между сдвоенными шинами и в рисунке протектора. По истечении месяца испытаний глубиномером замеряют оставшуюся высоту рисунка протектора в тех же точках, что до испытания, и среднюю величину заносят в учетную карточку.

Пробег шин определяется показаниями спидометра автомобиля, на котором испытываются шины.

В процессе эксплуатации шины выходят из строя как по производственным, так и по эксплуатационным причинам.

К производственным причинам выхода покрышек из эксплуатации относятся: преждевременный износ рисунка протектора по центру и углам беговой дорожки; разрушение рисунка протектора (слоистость, выкрашивание); отслоение протектора и боковины; расслоение стыка протектора; возможные расслоения в каркасе и брокере; разрыв нитей брокера; оголение нитей металлического корда брекера и съемных протекторных колец; расслоение и разрушение борта.

К производственным дефектам камер относятся пропуск воздуха по стыку и у пятки вентиля, а также отслоение пятки вентиля.

По эксплуатационным причинам автошины выходят из строя при преждевременном одностороннем и неравномерном износе рисунка протектора; при пробоях и порезах с последующим отслоением и отрывом протектора или расслоением и разрывом каркаса; из-за разрушения борта, потери герметичности камер или герметизирующего слоя, отрыва вентиля и других причин.

Рассмотрим эксплуатационные причины выхода автошин из строя. Шины комплектуют в соответствии с ГОСТ и ТУ, а эксплуатируют при соблюдении установленных правил эксплуатации строго по назначению.

При использовании шин не по назначению повышается нагрузка на шину сверх максимально-допускаемой, что приводит к уменьшению ее пробега.

При эксплуатации на мягких грунтовых дорогах автомобили комплектуются шинами с протекторным рисунком повышенной проходимости. При применении этих же шин на дорогах с твердым покрытием их пробег снижается почти в два раза.

Шины следует монтировать только на предназначенные для них колеса. Монтаж шины на другое (близкое по размерам) колесо приводит к преждевременному разрушению борта покрышки вследствие несоответствия конфигурации закраин обода и других размеров. В случае монтажа шины одной конструкции с различным износом рисунка протектора на сдвоенных колесах более новая шина испытывает большую нагрузку и выходит из строя из-за разрушения бортовой части. При установке на автомобилях шин разных конструкций они неравномерно нагружаются, что ускоряет их износ и увеличивает сопротивление движению. В случае применения камеры большего размера образуются складки, а при применении камер меньшего размера может произойти их разрыв.

Для каждой шины устанавливается оптимальное внутреннее давление, в зависимости от условий эксплуатации. При работе шины на больших скоростях и твердом грунте предусматривается большее давление. С повышением нагрузки и снижении скорости давление в шине также повышают. При отклонении внутреннего давления в шине от установленного ускоряется ее износ.

Так, повышение внутреннего давления приводит к увеличению износа средней части протектора, а понижение - к износу по краям беговой дорожки.

К основным причинам, снижающим срок службы шин, относится неправильное вождение автомобиля: резкое трогание с места и торможение, большая скорость движения и резкие повороты, неосторожные наезды на препятствия. Дисбаланс шин вызывает неуравновешенные силы, приводящие к неравномерному износу протектора.

Для повышения общего пробега шин их необходимо своевременно отправлять на восстановление и ремонт.

Во время стоянки автомобилей на шины не должны падать прямые солнечные лучи, вызывающие преждевременное старение резины.

Неисправность механизмов автомобиля также приводит к износу шин. Так, например, неправильное схождение и развал колес вызывают дополнительное проскальзывание элементов протектора и усиление износа шины; неотрегулированность подшипников передних колес, недостаточно жесткое крепление колес к ступицам, изношенность и неотрегулированность соединений рулевых тяг ускоряют износ протектора.

14.6 Специальные дорожные испытания автомобильных шин

Кроме эксплуатационной проверки ходимости шин в автохозяйствах проводятся специальные дорожные испытания шин, организуемые в экспериментальных гаражах научно-исследовательских институтов и заводов.

Специальные дорожные испытания проводят для опытных шин новых и усовершенствованных конструкций.

При дорожных испытаниях не менее важное значение имеет оценка влияния испытуемых шин на технико-эксплуатационные качества автомобилей: динамику, топливную экономичность, проходимость, устойчивость, управляемость и плавность движения.

Влияние шин новых конструкций на основные технико-эксплуатационные качества автомобиля имеет существенное, а иногда и главенствующее значение при решении вопроса о целесообразности их внедрения.

В отличие от эксплуатационных, специальные дорожные испытания проводят при заданных режимах и условиях движения автомобилей, замеряя определенные параметры с помощью приборов и приспособлений.

Перед началом специальных дорожных испытаний измеряют по установленной методике следующие параметры шин:

массу покрышек и шин в сборе;

статический дисбаланс шин (при этом определяют легкий и тяжелый участки);

ширину профиля в свободном состоянии, при внутреннем давлении и под нагрузкой;

длину окружности посередине беговой дорожки в свободном состоянии и после монтажа на колесо при установленном внутреннем давлении;

длину, ширину и площадь отпечатка;

площадь контакта с дорогой;

статический радиус.

Специальные дорожные испытания шин, как правило, проводятся на автомобиле при постоянных нагрузке и распределении массы по осям в соответствии с инструкцией для данного автомобиля. В качестве нагрузки используют балласт - чугунные гири определенной массы (для грузовых автомобилей) или мешки с песком или дробью (для легковых автомобилей). После взвешивания автомобиля по осям закрепляют балласт. Перед началом испытаний проверяют правильность показания спидометра, так как на точность его показаний влияет величина радиуса качения шины.

Испытания проводят по установленной методике при переменной скорости на отдельных участках трассы, с регламентированием времени работы на линии и расхода горючего. Продолжительность испытаний при более жестких условиях и постоянных нагрузках меньше, чем при испытаниях в автохозяйствах.

Наиболее точного воспроизведения условий эксплуатации для оценки общей работоспособности можно добиться при проведении скоростных испытаний на дорожном полигоне. При этом быстрее устанавливаются основные факторы надежности и долговечности шины на полигонах: спорость, температура, нагрузки и др.

По сравнению с лабораторными и стендовыми испытаниями полигонные дают более точные данные о качестве шин.

По сравнению с эксплуатационными, полигонные испытания, проводимые в строго контролируемых условиях, являются ускоренными дают более достоверные результаты. Это объясняется тем, что а полигонные испытания, проводимые в строго контролируемых условиях, не влияют случайные факторы, встречающиеся при эксплуатации шин: изменение дорожного покрытия, климатических условий, механического состояния ходовой части машины, характера и мастерства вождения и т. д. Недостатками полигонных испытаний является их большая продолжительность и дороговизна.

Заключение

В ходе практики изучен технологический процесс обрезинивания текстильного корда 21 КНТС.

В отчете представлены следующие разделы:

? общие сведения о предприятии, где рассматриваются история и перспективы его развития, цели и задачи действующих на предприятии цехов и служб, описана продукция предприятия и рынки ее сбыта, рассмотрены сырьевая и энергетическая базы предприятия;

? подготовительный цех, где описывается технологический процесс производства резиновых смесей, методы транспортировки и развески различных материалов и ингредиентов, описаны рецептуры резиновых смесей;

? технологический раздел, включающий описание и обоснование технологического процесса обрезинивания корда, техническую характеристику оборудования;

? технологические выбросы, где приводится анализ используемого сырья и материалов, дается характеристика выбросов;

? мероприятия по охране труда, включающие в себя инженерные мероприятия по обеспечению безопасности технологического процесса и санитарно-гигиенических условий труда с разработкой комплексных решений обеспечивающих безопасность жизнедеятельности.

Список использованной литературы

1. Рагулин В.В., Вольнов А.А. Технология шинного производства.-М: Химия, 1981

2. Машины и аппараты резинового производства /Под редакцией Л.М. Барского.-М:Химия,1975.

3. Шейн В.С., Шутилин Ю.Ф., Гриб А.П. Основные процессы резинового производства. Л.:Химия,1988.

4. Захаров Н.Д. и др. Оборудование и основы проектирования заводов резиновой промышленности. Л.: Химия,1985.

5. Бекин Н.Г.,Петров Б.И. Оборудование для изготовления пневматических шин.-Л. : Химия,1985.

6. Муратов Э.О., Межуев В.В. и др. Оборудование для производства формовых резиновых изделий. М.: Машиностроение,1978

7. СТП 001-2002

Размещено на Allbest.ru