Технология пневматических шин

· -агрегаты сдвоенных МЧХ со штифтованными цилиндрами АМЧХ-200/125, АМЧХ-200/160 и АМЧХ-250/160 профилирования протекторных лент для легковых и грузовых радиальных шин в составе автоматизированных линий;

· -агрегат сдвоенных машин со щелевой головкой для сдублированных заготовок гермослоя и технологической прослойки грузовых ЦМК-шин;

· -МЧХ с валковой головкой к установке для навивки протектора узкой шприцованной лентой;

· одиночные МЧХ для всего диапазона типоразмеров пневматических шин.

Конструкции головок агрегатов 2-червячных, 3-червячных и 4-червячных машин позволяют выпускать профильные детали из различных резин (рис.2.33).

Рис. 2.33. Схемы совмещения профилированных деталей из 2-4 различных резин: А-детали с агрегата 2-червячных машин, Б-детали с агрегата 3-червячных машин, В-детали с агрегата 4-червячных машин.

Профиль протекторной ленты формуется в головке, выходное отверстие которой имеет форму щели (рис.2.34). Окончательная конфигурация поперечного сечения ленты формируется с помощью сменной профильной планки 2, которая прижимается к корпусу головки 1 посредством планки и конусной зажимной гребенки 3 (а). В головке идут процессы перераспределения потока резиновой смеси в направлении придания ему формы, соответствующей сечению профилируемой ленты. Головки современных машин делают разъёмными в виде двух полуматриц, шарнирно закрепленных на корпусе машины, которые могут перемещаться в вертикальном направлении с помощью гидроцилиндров низкого давления 4. Смена профилирующих планок в разъёмных головках значительно упрощается и не требует много времени.

Рис. 2.34. Схема головки червячной машины для профилирования протекторной ленты (а) и схема работы двух червячных машин с общей головкой - дуплексов (б): 1-корпус головки, 2-профильная планка, 3-конусная зажимная гребенка, 4-гидроцилиндр, 5 - полость для нагрева или охлаждения, 6 - червяк.

При выпуске протекторной ленты с одной червячной машины во внутреннюю полость головки могут вставляться вкладыши и распределители, позволяющие изменять её объем и конфигурацию. Оптимальная геометрия литниковых каналов для различных профилей достигается применением оформляющих вставок, позволяющих сократить время нахождения смеси в головке и снизить температуру экструзии. В таких головках смесь течёт по оптимальному пути при меньшем противодавлении её движению, что увеличивает производительность червячной машины. Изготовление протекторных лент из двух различных резин возможно одновременной работой двух агрегированных МЧХ - дуплексов (б) на одну головку (рис.2.35).

Рис. 2.35. Схема общей головки сдвоенных червячных машин: 1,2-цилиндры червячных машин; 3,9-корпуса головки; 4,7-съёмные оформляющие вставки; 5,8-нижний и верхний клиновые зажимы; 6-профильная планка.

Для профилей повышенной прецизионности разработаны головки со сложной конфигурацией внутренней поверхности и дополнительным элементом - планкой предварительного формования, повышающей плавность перехода из формовой зоны в профильное отверстие. Планка окончательного формования придаёт профилю конечную форму, и на её поверхности со стороны планки предварительного формования имеются специальные выемки, образующие камеру смешения, в которой происходит встреча двух потоков резин, их дублирование и формование стыка. Совмещенные заготовки поступают в зазор, образованный планкой окончательного формования и опорной планкой, в котором и происходит окончательное формирование профиля.

Установка двух МЧХ с общей головкой (рис.2.36) по одному варианту (а) - в вертикальной плоскости: одной нижней машины на фундаменте, а второй под углом к ней на эстакаде. По другому варианту (б) две МЧХ устанавливают в горизонтальной плоскости одна напротив другой или под определённым углом друг к другу, а У-образную головку закрепляют между ними. Оба варианта головок позволяют выпускать ленты в один и в два ручья, но в головке второго типа два потока смесей выходят вниз через предформующие полости к профильной планке, где совмещаются, дублируются и профилируются. В головке первого типа траектория потоков значительно проще. Профильная оснастка крепится к головке с помощью клиновидной планки, которая приводится в действие посредством гидроцилиндра. Совмещение двух потоков осуществляется или в планке предварительного формования, или в планке окончательного формования. Такая головка обеспечивает лучшее распределение и совмещение потоков смесей и отличается удобством обслуживания.

а б

Рис. 2.36. Схемы установки двух МЧХ - в вертикальной (а) и горизонтальной (б) плоскости с общей головкой для выпуска двухслойных протекторных лент: 1-верхний червячный пресс, 2-нижний червячный пресс; 3,6-комбинированные головки, 4-левый червячный пресс, 5-правый червячный пресс.

Для выпуска многослойных протекторных лент грузовых шин из резиновых смесей различного состава на одну общую головку разработаны варианты агрегирования трёх (триплексы) и четырёх (квадруплексы) червячных машин в вертикальной плоскости (рис.2.37).

Рис. 2.37. Варианты агрегирования трех (а,б) и четырех (в,г) червячных машин для профилирования многослойных заготовок: 1-4 - червячные машины; 5-головка; 6-направление отбора заготовок.

Агрегаты для выпуска протекторных лент на современных шинных заводах - это поточно-автоматические линии, в которых объединены питатели, червячные машины холодного питания, отборочные, весовые и приёмные транспортёры. Ряд зарубежных фирм применяет питатели подачи смеси в МЧХ одновременно с 2-4 поддонов, что усредняет её свойства и снижает колебания размеров заготовок. В агрегаты включают также шероховальное и промазочное устройство, усадочный рольганг, тензометрические весы и дисковый нож для резки ленты на заготовки, которые после измерения их массы на штучных весах укладывают на тележки-книжки. Общие встроенные головки для триплексов и квадруплексов являются сочетанием прямоточной и угловых головок в вертикальной плоскости (рис.2.38). Соединение потоков смесей разного состава происходит в них так же в планках предварительного и окончательного формования. При переходе на новый профиль они заменяются, а при более сложных изменениях конфигурации внутренней полости головки используются сменные вставки. В агрегат "Триплекс" входят три штифтовых экструдера холодного питания друг над другом с диаметрами шнеков 200, 150 и 120мм соответственно и общей экструзионной головкой, которые включаются в зависимости от сложности профилируемой детали покрышки.

а б

Рис. 2.38. Схемы головки агрегироанных трех (а) и четырех (б) червячных машин: 1,7-нижний и верхний откидывающиеся корпуса головки; 2,5(3,5)-нижний и верхний клиновые зажимы; 3,6(2,6)-съёмные вставки, 4-профильные планки.

В агрегате "Триплекс" может быть запущен любой из трёх один экструдер, а могут - одновременно два или три экструдера. Один экструдер включается для профилирования простой протекторной ленты (с диаметром шнека 200мм) или дополнительных деталей (с диаметром шнека 150мм), а два экструдера - единой детали боковины и бортовой ленты. Три экструдера включают для выпуска трехслойных протекторных заготовок с подканавочным слоем, который накладывается при прохождении профилированной ленты через двухвалковый каландр, питающийся разогретой резиновой смесью от дополнительного экструдера с диаметром шнека 90мм. После этого профилированная лента проходит через тензометрические весы для непрерывного контроля массы, подаётся в четырёхярусную ванну для охлаждения и усадки, после чего обдувается и высушивается с помощью пяти воздушных шаберов. Высушенная лента подаётся на транспортёр резательной машины для поперечного раскроя дисковым ножом на заготовки заданных значений длины и угла резания, которые после удаления воды поступают на штучные весы для измерения массы. Весы информируют световым индикатором о прохождении заготовками контроля и маркируют мелом забракованные.

Одночервячные МЧХ штифтового типа с валковыми головками, состоящими из нижнего и верхнего профилирующего валков и ролика отбора ленты, - перспективное направление профилирования листовых резиновых заготовок шириной до 1000мм (рис.2.39). Экструдер для профилирования герметизирующего слоя легковых и грузовых шин или резиновых прослоек на каркас и брекер имеет широкощелевую головку, в которой резиновая смесь перераспределяется по ширине и передаётся в форме полосы толщиной 20мм в зазор между валками для формования до заданного калибра (а). Автоматически поддерживаются геометрические размеры заготовки, согласовываются производительности червячной машины и валковой головки, а для удобства чистки отводятся валки или машина. На Ярославском шинном заводе работает линия выпуска гермослоя толщиной до 5-6мм на экструдере с двухвалковой головкой, у которой скорлупу профилирующего валка можно менять. Для выпуска протекторных и других заготовок толщиной до 40мм применяют двухвалковую головку с верхним профильным валком или одновалковую, в которой заданная конфигурация заготовок образуется за счёт профильной планки в верхней части головки. Валок является нижней частью головки и может перемещаться в вертикальном направлении с помощью гидроцилиндров, что позволяет регулировать зазор между ним и планкой при настройке калибра. МЧХ с двухвалковыми головками применяются также в установках навивки протектора узкой шприцованной лентой (б). МЧХ с валковой головкой оборудуются автоматическими системами управления электроприводом, регулирования температурного режима по зонам цилиндра, червяка и валков головки, а также регулирования ширины ленты.

а б

Рис.2.39. Схемы МЧХ с валковыми головками для выпуска герметизирующего слоя (а) и узких профильных заготовок (б).

Валковые головки благодаря низкому давлению в них позволяют профилировать из высоковязких резиновых смесей наполнительные шнуры для бортов покрышки или детали брекера и бортовых лент, а при смене профиля верхний валок легко заменяют валком нужной конфигурации.

Профилирование наполнительных шнуров, надбрекерных лент, бортовых лент, износостойких лент на кромки боковин, и др. осуществляют на машинах МЧХ-125 и МЧХ-150 (табл.2.16), снабжённых набором профильных шайб для установки в головке. Профилированные ленты и шнуры из головки шприцмашины поступают в охладительную ванну длиной 7,5м и по выходе из неё обдуваются сжатым воздухом для удаления влаги и подаются на отборочный транспортёр, где разрезаются на заготовки определённой длины.

На некоторых агрегатах профилированные ленты сразу поступают на отборочный транспортёр и резку, а заготовки укладываются в стеллажи-тележки или закатываются с прокладкой на специальные катушки.

Таблица 2.16.

Технологические параметры профилирования некоторых деталей покрышки на МЧХ с валковой головкой из высоковязких резиновых смесей

МЧХ с валковыми головками для питания каландров, особенно в составе кордных линий (табл.2.17), повышают производительность процесса при одновременном снижении энергозатрат и трудоёмкости и значительном сокращении производственных площадей под оборудование.

Таблица.2.17.

Техническая характеристика МЧХ с валковыми головками для питания каландров

2.4 Обработка и раскрой корда

Обработка текстильных кордов - важный передел шинного производства, включающий приготовление многокомпонентных пропиточных составов, чаще водных латексно-резорцинформальдегидных (табл.2.18), и операции пропитки, сушки, термообработки и обрезинивания кордного полотна. Пропиточный состав готовят на участке в цехе каландров или блоке складов. Латексы, резорцинформальдегидную смолу, целевые добавки и воду, дозировка которой определяется заданной концентрацией пропиточного состава и концентрацией её водных компонентов, загружают в реакторы вместимостью 1000-3000л с мешалкой. Для повышения устойчивости состава и его рН до уровня 9,5-10,5 добавляют аммиачную воду. При необходимости в состав вводят тонкую водную дисперсию техуглерода, предварительно приготовленную в коллоидной мельнице с водным раствором диспергатора.

Таблица 2.18.

Типовой рецепт пропиточного состава

Современные поточно-автоматические кордные линии ведущих зарубежных фирм и отечественных шинных заводов при одинаковой последовательности стадий обработки корда (пропитка-сушка-термообработка-обрезинивание) различаются конструктивным оформлением машин и агрегатов. На зарубежных линиях термообработка анидного и полиэфирного корда осуществляется при 220-235^оС, а на отечественных - не выше 210-215^оС, при этом только в верхней части камер. На отечественных линиях избыток пропиточного состава удаляют с корда после ванны методом сдува сжатым воздухом, что не позволяет применять пропиточные составы с концентрацией более 15%, а на зарубежных линиях - отжимом с последующим вакуум-отсосом. Увеличение же концентрации составов до 18% и температуры обработки корда приводит к повышению прочности его связи с резиной на 15%. Корд в камерах термообработки обогревают в России горячим воздухом, а за рубежом - смесью продуктов сгорания природного газа и воздуха. Поэтому рекомендован переход на отжим корда вакуум-отсосом и на обогрев его с помощью малоинерционных электрокалориферов, повышающих температуру термообработки до 250^оС и уменьшающих разброс её по высоте камер и продолжительность нагревания.

Технологический процесс обработки корда (рис.2.40) включает раскатку рулонов на устройстве 1, стыковку концов полотна на стыковочном прессе 2 или многоигольной швейной машиной, пропитку в ванне 5, сушку и термовытяжку в камерах 7 и нормализацию (полиамидного корда) в камере 10. Важное требование - обеспечить прочность стыка, достаточную для прохождения участка термовытяжки при минимальном времени стыковки, и толщину стыка, позволяющую пропускать его через зазоры каландра без раздвижки валков. На отечественной линии ЛПК-80-1800 с мощностью электрооборудования 2558кВт кордное полотно шириной 1600мм обрабатывается со скоростью 12-40м/мин при температуре воздуха до 170^оС в сушилках и до 230^оС в термокамерах. Габариты линии - 126,9х19,9х14,5м, масса - 746,4т. Чтобы отдельные участки линии могли работать раздельно, предусмотрена промежуточная раскатка и закатка корда после большой сушильной камеры и камер термообработки. Раскатки имеют надёжные самозапирающиеся при повороте рулона замки для крепления осевых штанг рулонов и регулируемый тормоз. Для уменьшения усадки полотна и получения ровного края рулона устанавливается ширительно-центрирующее устройство, которое повышает коэффициент использования площади корда и устраняет дефекты проводки ткани - образование складок, искривление и разрывы уточных нитей, загиб кромки и увод полотна в сторону. Компенсаторы-накопители петлевого типа с нижней, а иногда и верхней подвижной кареткой выбирают после смены рулона на увеличенной скорости, а натяжение создают с помощью пневмо- или гидроцилиндра или грузовым способом. Закатка обрезиненного корда производится в прокладку.

Рис. 2.40. Схема пропитки и обрезинивания текстильного корда на агрегате ЛПК-80-1800: 1,15,28-раскаточные устройства; 2,16,29-стыковочные прессы; 3,13,17,26,30,40-питающие валки, 4,12,18,25,31,35,37,39-компенсаторы, 5,8,11,32-протягивающие устройства, 6-ванна для предварительной пропитки корда, 7-камера насыщения, 9-ванна для основной пропитки корда, 10-двухсекционная сушилка, 14,27,41-закаточные устройства, 19-установка термо-обработки корда, 20,22,24-натяжные станции, 21-камера термовытяжки, 23-камера норма-лизации, 33-малая сушилка, 34,36-трёхвалковые каландры, 38-охлаждающие барабаны.

Пропитку корда осуществляют в пропиточных ваннах способом погружения, а расход состава на 1м² корда Р (г) определяют взвешиванием до и после пропитки и рассчитывают по формуле: Р=GР_ТК/100, где G-увеличение массы пропитанного корда после высушивания и термообработки, определённое экспериментально, Р_ТК-масса 1м² кордной ткани. Привес корда после пропитки должен составлять 4-8%. Увеличение продолжительности контакта корда с пропиточным составом повышает привес и прочность связи с резиной, а при времени контакта менее 3-5с они заметно уменьшаются. При необходимости увеличения продолжительности контакта изменяют схему заправки кордного полотна в ванне с пропиточным составом (рис.2.41).

Рис.2.41. Схемы заправки кордного полотна в ванне с пропиточным составом: а - с одним погружным валком, б - с двумя погружными валками, в - с тремя погружными валками.

Способ отжима излишков пропиточного состава (рис.2.42) существенно влияет на качество кордов. Недостаток валковых устройств - быстрое их загрязнение, затрудняющее поддержание заданного привеса корда, а потери состава вызываются его уносом воздухом в систему вакуум-отсоса и уносом пены поверхностью корда. Недостатком являются также антисанитарные условия обслуживания и чистки, образование наростов латекса на самой ванне и прилегающем оборудовании, загрязнение сушилки унесённым избытком состава, что может привести к их воспламенению в воздуховодах. Лучшими являются серийно выпускаемые ванны со сдувом избытка состава.

Рис.2.42. Схемы отжимных устройств линии пропитки корда: а-отжимом, б- вакуум-отсосом, в-сдувом; 1-двухвалковое, 2-трёхвалковое, 3-одностороннее, 4,5-двухстороннее.

Концентрация и рецепт пропиточного состава влияют на качество пропитанного корда. До 80-х годов применяли предварительную пропитку корда разбавленным (3-5%) составом, что увеличивало его набухание в воде, затрудняло проникновение латексного состава в его капилляры и уменьшало отложение адгезива на ткани. В современных линиях применяют однократную пропитку составом с рН 9,5-10,5 и концентрацией не выше 11-12% во избежание образования налипов. Вискозное волокно более гидрофильно и поэтому лучше смачивается водными пропиточными составами по сравнению с гидрофобным полиамидным волокном, требующим адгезивов с повышенным содержанием функциональных групп. Поэтому с повышением с 12-18% до 20-25% содержания резорцин-формальдегидной смолы в пропиточном составе и с увеличением концентрации пропиточного состава с 11-15% до 15-20% увеличивается прочность связи полиамидного корда с резиной. В конце 90-х годов с расширением потребления анидного и полиэфирного кордов освоили применение бутадиен-нитриламидного (БНА-52) и бутадиен-бутилакрилат-метакриламидного (ДБА-1) латексов и смеси БНА-52 с СКД-1 в соотношении 1:1 по сухому веществу (латекса БНС-5). По адгезионным свойствам они уступают бутадиен-стирол-2-винилпиридиновому латексу Pliokord VR-107, который вводят в адгезивы для кордов из ароматических полиамидов с резорцинформальдегидной смолой, полученной без щелочного катализатора при более высоком соотношении резорцина с формальдегидом и (до 25%) содержании сухого остатка. Пропитку кевлара ведут модифицированным латексно-смоляным адгезивом с эпоксидной подложкой, а отечественного аналога кевлара - волокна СВМ - латексным адгезивом с новолачной резорцинформальдегидной смолой, которая более активна по отношению к нему по сравнению с резольной смолой.

Сушка пропитанного корда необходима для удаления влаги до нормы не более 2% и для протекания реакций поликонденсации смолы и взаимодействия её с кордом. С повышением температуры сокращается продолжительность сушки для достижения оптимальной прочности связи корда с резиной, и при 125-135^оС она составляет 4-5мин. Оптимальная температура воздуха в сушильной камере - 110-125^оС для латекса ДМВП-10х и 135-160^оС для СКД-1, а сушку ведут в барабанных или роликовых камерах или (в линиях ЛПК) применяют их комбинацию. Более эффективна сушка на полых ребристых барабанах, хорошо удерживающих ткань и мало загрязняющихся, а недостатком их являются большие габариты. Воздух нагревают в паровых калориферах, подают индивидуально в каждую зону сушилки мощными вентиляторами со скоростью 20-25м/с и направляют его струи на ткань из щелевых сопел, установленных в 100-150мм от ткани. Для сохранения длины и свойств корда его пропитывают и сушат под натяжением, которое создаётся прижимными резиновыми роликами или системами многовалковых протягивающих станций. В современных линиях применяют сушильные камеры фестонного вертикального типа, точно поддерживающие заданное натяжение нитей корда.

Термообработка кордов при высоких натяжениях является одним из путей снижения их ползучести и разнашиваемости, поэтому современная технология предусматривает их двухстадийную обработку с зоной горячей вытяжки и нормализации и с зоной охлаждения под натяжением. Основные параметры термообработки кордов - продолжительность, температура и натяжение (табл.2.19). Увеличение температуры термообработки полиэфирного корда со 170 до 230^оС повышает прочность его связи с резиной на 15-20% и снижает усадку на 1%. Температура в камерах термообработки кордов на большинстве отечественных линий - 210-215^оС, а на зарубежных линиях термообработки полиамидного корда повышена до 220-235^оС путём обогрева смесью продуктов сгорания газа с воздухом. Для сохранения эффективности термообработки на последующих стадиях технологического процесса закатывают корд при натяжении 3,5-4,0кН/ткань, а перед обрезиниванием проводят подсушку термообработанного корда в малой сушильной камере при 110^оС для исключения усадки и получения дополнительной вытяжки.

Таблица.2.19.

Оптимальные параметры процесса термообработки кордов

Обрезинивание текстильных кордов осуществляют на кордных линиях с одним четырехвалковым или двумя трехвалковыми каландрами. При близких условиях обрезинивания прогиб валков прессующего зазора у четырёхвалкового каландра на 0,02мм больше, а двухкратный пропуск корда через трёхвалковые каландры обеспечивает лучшее затекание смеси внутрь его нитей, но на монтаж их требуется больше капитальных затрат. Современные каландры снабжены устройствами для компенсации прогибов, системами автоматического регулирования зазоров и совершенными системами нагрева поверхности валков, позволяющими вести процесс обрезинивания корда с точностью по толщине до 0,025мм и по массе до 20г/м³. При обрезинировании корд обкладывают так, чтобы с каждой стороны образовался слой резины толщиной 0,2-0,3мм, а общая толщина корда - 1,25-1,4мм с нитью 0,8мм и 1,05-1,25мм с нитью 0,65мм.

Качество обрезиненного корда определяет технологичность сборочных операций и эксплуатационные характеристики покрышек, а оценивается степенью заполнения резиновой смесью (коэффициентом прессовки), прочностью связи одиночной нити с резиновой смесью, массой 1м² и толщиной полотна. Усилие выдёргивания нити из полотна обрезиненного корда является наиболее надёжным способом оценки качества корда и определяется площадью её контакта с резиной, которая в свою очередь зависит от коэффициента (степени) прессовки. На качество обрезинивания корда влияет множество технологических факторов: пластичность и однородность по пластичности резиновой смеси, натяжение и влажность корда, равномерность питания каландра и скорость каландрования; температура, состояние поверхности и величина прогиба валков. Установлена зависимость качества обрезиненного корда от величины запаса резиновой смеси в зазоре между валками каландра - с его увеличением растут толщина, масса 1м² и коэффициент прессовки корда и расход резиновой смеси на обрезинивание. Повышение скорости обрезинивания в пределах от 20 до 80м/мин не влияет на коэффициент прессовки, но увеличивает толщину корда и расход резиновой смеси. При увеличении зазора между валками с 0,2 до 2мм давление снижается, а распорные усилия уменьшаются. Учитывается и явление каландрового эффекта - анизотропии свойств в направлении каландрования и перпендикулярном ему.

Коэффициент прессовки К_n представляет собой отношение фактической массы единицы площади обрезиненного корда Р_ф, определяемой взвешиванием, к его геометрической массе Р_m, которая определяется с учётом всех изменений в корде при его обработке: К_n=Р_ф/Р_m=Р_ф/[(bh-Aн_ф)г+Вн_ф]l, где b-ширина образца в см, l-длина образца в см, h-толщина обрезиненного корда в см (среднее значение из 10 измерений), н_ф-фактическое число нитей в образце, г-плотность резиновой смеси в г/см²; А,В-коэффициенты для данного типа корда. Коэффициент А представляет собой площадь поперечного сечения пропитанной нити: А=рd²/4, где d-диаметр пропитанной нити в см, а коэффициент В - массу пропитанного корда: В=Р_п.к./н_rЧ1000, где Р_п.к.-масса 1м² пропитанного корда в г, определяемая взвешиванием или расчётом; н_r-число нитей на 10см ширины полотна корда по действующим стандартам на кордные ткани. Массу 1м² пропитанного корда можно определить по вырезанному перед каландром образцу, применив формулу: Р_п.к=Вн_rЧ1000/н`<sub>ф</sub>l<sub>1</sub>, где н`_ф-число взвешенных нитей, l₁-длина взвешенных нитей в м, определённая между двумя линиями реза по утку. Она рассчивается также по формуле: Р_п.к=[Р_с-л₁Р_с/1+л₂](1+л₃), где Р_с-масса 1м² сурового корда по стандарту на него; л₁, л₂, л₃-коэффициенты, учитывающие изменения влажности, вытяжку или усадку и привес корда. Коэффициент л₁=W_c-W_a/100, где W_c и W_a-влажность корда сурового и корда перед обрезиниванием в %. Коэффициенты л₂=L/100 и л₃=П/100, где L-вытяжка (+) или усадка (-) корда в %, П-привес корда в %. Точность расчёта коэффициента К_n определяется изменениями толщины обрезиненного корда при релаксации напряжений, рельефными изменениями поверхности и другими факторами, а его повышение вызывает увеличение расхода резиновой смеси.

Модернизация действующих кордных линий путём совершенствования технологических параметров термообработки корда позволяет улучшить его механические и адгезионные свойства. Возможна также модернизация путём реализации технических решений по удалению избытка пропиточного состава с корда и нагреванию его в камерах термообработки линий ЛПТК-30-1800, позволяющая поднять его качество до современного уровня. Современные каландровые линии на отечественных шинных заводах оборудованы системой автоматического управления "Межурекс-2000" (США), представляющей собой комплекс быстродействующих датчиков и измерительных устройств. Она включает датчики массы и ширины ткани, температуры воздуха и валков каландра, сканирующие устройства для замера профиля, скорости движения и вытяжки полотна. Однородность верхнего и нижнего резиновых слоёв и равномерность общей массы обрезиненного корда регулируется по поперечной и продольной оси кордного полотна. Непрерывное наблюдение за отклонением массы верхнего и нижнего слоёв корда от заданных значений сопровождается автоматическим обеспечением их сохранения. Автоматически регулируется также зазор между валками каландра в зависимости от скорости каландрования. Быстрое установление точных размеров профиля каландруемого листа позволяет получить корд с минимальным отклонением по массе и компенсировать его изменение. Информация по процессу обработки корда выносится на видеоэкран, все данные анализируются ЭВМ, передаются в систему автоматического управления и преобразуются в суточные отчёты о выработке по отдельным сменам, о работе линии и основных видах дефектов.

Обрезинивание металлокорда на отечественных шинных заводах ведут на поточных линиях ЛОМК-800К (закатка в каретки) или ЛОМК-800Б (закатка в бабины) в виде безуточного полотна на четырёхвалковом каландре (рис.2.43). Металлокордные нити на специальных катушках (шпулях) помещают в два-три шпулярника 1, чтобы одновременно с расходом корда из одного шпулярника в остальных перезаряжались шпули. Для упрощения перезарядки шпуль плита с узлом тормозных устройств шпуледержателей крепится к панелям шпулярника, а конденсацию влаги на шпулярнике исключают, повышая температуру в помещении шпулярника на 5-10^оС по сравнению с температурой в цехе. Между шпулярником и каландром установлен пресс 2 с электрообогревом для стыковки металлокордных нитей при смене шпуль путём вулканизации резиновых прослоек, накладываемых в месте стыка. Нити корда пучками в вертикальной плоскости пропускаются через нитесборник, нитенаправляющее и нитераспределительное устройства 3 (ролики, кассеты, гребёнки), которые формируют из них полотно с заданным шагом и шириной до 800мм при числе шпуль до 840шт. Дополнительный шаговый ролик каландра 4 вдавливанием нитей корда в нижний слой обкладки фиксирует шаг между ними, а при прохождении полотна между средним и верхним валками с температурой 80-90^оС при коэффициенте прессовки 1 и скорости обрезинивания 50м/мин накладывается верхний слой смеси. Толщина обрезиненного металлокорда марки 22Л15А - 1,75-1,80мм, а металлокорда 28Л18 - 2,3мм. Далее кромочные ножи обрезают излишки обкладочной смеси так, чтобы её кромка с одной стороны была на 10мм шире кромки металлокорда, что позволяет стыковать его после раскроя без нахлёста нитей. Обрезиненное полотно 5 после охлаждения до 25-30^оС на барабанах 6 последовательно проходит через компенсатор 7, центрирующее 8 и натяжное 9 устройства и закатывается в рулон с полиэтиленовой прокладочной плёнкой на закаточном станке 11. Устройство 9 даёт натяжение полотну до 3000Н. После закатки в рулон 200-270м полотно режут поперёк с помощью отрезного станка 10 и подают на раскаточные станки диагонально-резательных машин. Расположение устройств 8 и 9 над станками 10 и 11 обеспечивает подачу полотна на закатку сверху, благодаря чему уменьшается длина линии и облегчается закатка.

Рис.2.43. Линия ЛОМК-800К для обрезинивания металлокорда.

Устройство для перезарядки каландра безуточным кордом на линии обрезинивания выполнено в виде качающегося рычага 2, закреплённого на каландре 5 в кронштейне 3, с захватами 10 для удержания шагового ролика 4 (рис.2.44). Нити корда удерживаются в канавках шагового ролика прижимным валиком 7, который перемещается винтом 8 с регулировкой усилия торможения и может переноситься рычагом 2 от каландра к шпулярнику 1 и обратно. При полном израсходовании металлокорда со шпулей ролик отводится от каландра к шпулярнику, где фиксируется в кронштейне и освобождается от захватов рычага. После обрезинивания всех нитей шпулярник с роликом отводят, а на его место подводят шпулярник со шпулями и шаговым роликом, и производят стыковку нитей, закрепление ролика и перенос его к каландру при отведённом прижимном валике от шагового ролика. Современные линии обрезинивания металлокорда имеют автоматическую систему управления "Мижурекс 2000", надёжные каландры и способы установки шпуль, электромагнитные плиты для улавливания концов при обрыве нитей, прессы для стыковки и устройства для центрирования, прокола пузырей и формирования стабильной кромки.

Рис.2.44. Устройство для перезарядки каландра безуточным кордом: 9-цилиндр, 10-захваты, 11-гайка, 12-пальцы, 13-вращающиеся скобы, 14-шток гидроцилиндра.

Фирма "Стилластик" (США) в линиях для изготовления металлокордных брекеров и каркасов грузовых шин применяет МЧХ. Нити металлокорда со шпулярника 1 на 12 шпуль распределяются в ленту шириной 70-100мм двумя тяговыми роликами и обрезиниваются до толщины 1,35мм в Т-образной головке экструдера 2, который питается холодным шнуром диаметром 8-10мм (рис.2.45). Обрезиненная лента проходит цифровой индикатор толщины 3, охлаждается на барабанах 5 до 30-35^оС, поступает в диагонально-резательную машину 6 и устройство 7 автоматической стыковки раскроенных полос металлокорда и закатывается на установке 10 на бобину с прокладкой.

Рис.2.45. Линия обрезинивания металлокордной ленты для каркасов грузовых шин: 4-автоматический регулятор давления с указателем температуры в головке экструдера, 5-барабанное охлаждение с натяжной станцией, 6-диагонально-резательная машина, 7,8-автоматическая стыковка полос и обрезка кромок металлокорда, 9-рентгеновская установка, 10-закаточная установка.

Линия обрезинивания металлокорда ЛИМБ-300 для брекера малогабаритных шин состоит из шпулярника, нитенаправляющих и закаточных устройств, экструдера МЧХ-90-Л-СБ, трёх холодильных барабанов, раскроечно-стыковочного агрегата и установки продольного раскроя (табл.2.20). В шпулярнике размещены шпуледержатели для 126 одновременно насаженных шпуль с нитями металлокорда, а обводные ролики собирют нити в пучки. Нитенаправляющее устройство состоит из сварной рамы, двух горизонтальных и двух вертикальных роликов, которые служат для направления пучка нитей от шпулярника на гребёнку. Головка экструдера состоит из двух частей с профили-рующей планкой и фильерой между ними, а фильера - из верхней и нижней частей с рисками, которые при соединении частей образуют отверстия с расстоянием между ними заданного шага расположения нитей корда. Между профилирующей планкой и фильерой образуется щель, в которую поступают нити металлокорда с заданным шагом и резиновая смесь. Скорость обрезинивания - 20м/мин при температуре первой зоны 50-60^оС, второй - 75-80^оС, третьей - 90-95^оС и головки - 95-100^оС. Обрезиненный металлокорд через барабаны и компенсатор поступает на раскроечно-стыковочный агрегат, состоящий из подающего, режущего, стыковочного и отборочного устройств. Режущее устройство состоит из траверсы, на которую установлен пневмоцилиндр, приводящий в движение кронштейн с верхним ножом и стопор для фиксации ножа в верхнем положении. После резки поднимается верхний нож и включается стыковочное устройство, а с отборочного устройства полоса подаётся на дисковые ножи и затем - на закаточное устройство.

Таблица 2.20.

Технические характеристики отечественной линии ЛИМБ-300

Промазку бортовых тканей полотняного переплетения проводят на трёх- и четырёхвалковых универсальных каландрах втиранием высокопластичной резиновой смеси (0,50-0,55) в пространство между нитями и промежутки между волокнами и нанесения тонкого слоя на поверхность. Ткани, предварительно просушенные до влажности не более 2,5%, в тёплом состоянии подаются в каландр. Смесь втирается в ткань средним валком каландра, который вращается с большей в 1,4-1,5 раза скоростью, чем верхний и нижний, и для качественной промазки должен иметь строго цилиндрическую поверхность. При этом валок, подающий в зазор резиновую смесь, должен иметь выпуклую бомбировку, а выпускающий промазанную ткань - вогнутую бомбировку. Промазка ткани-суровья уменьшает или не изменяет её толщину, а обкладка увеличивает толщину корда. Полотно ткани подаётся в зазор между нижним и средним валками, а резиновая смесь - в зазор между средним и верхним валками, промазывая ткань с одной стороны. Промазанная ткань огибает нижний валок и через холодильные барабаны идёт на закатку. Для промазки с другой стороны ткань повторно пропускают в зазор между валками при определённой их температуре: нижнего - 90-105^оС, среднего - 90-100^оС и верхнего - 85-105^оС.

Поточные линии промазки тканей и листования резиновых смесей применяют на шинных заводах с большим расходом тканей (рис.2.46). Перед промазкой ткань просушивается на барабанах 3, обогреваемых паром до 110^оС, и проходит через центрирующее 4 и ширительное 5 устройства. Промазка тканей идёт со скоростью до 40м/мин на двух трёхвалковых каландрах 6 и 12, которые снабжены устройствами для автоматического питания резиновой смесью и регулирования температуры валков. Ткань, промазанная с одной стороны, охлаждается на холодильных барабанах 7, а с двух сторон после калибромера 13 - на барабанах 14 и через компенсатор 15 и зажимные ролики 16 поступает на закаточное устройство 17. При листовании резиновой смеси на каландре 6 лист охлаждают на барабанах 7 и закатывают на транспортёре 10 в рулон 9 с прокладкой 8. Линии с четырёхвалковым универсальным каландром позволяют проводить обкладку корда и промазку тканей.

Рис.2.46. Схема поточной линии промазки тканей и листования резиновых смесей: 1-раскаточное приспособление; 2,15-компенсаторы, 6,12-трёхвалковые каландры; 7,14-холодильные барабаны, 8-рулон прокладки, 9-рулон с отлистованной смесью, 10-закаточный транспортёр, 11-регулировочный компенсатор, 13-калибромер, 16-зажимные ролики, 17-закаточное устройство.

Раскрой обрезиненных кордов и тканей для высокоточных деталей шин новых конструкций - ответственная операция (рис.2.47). Угол раскроя б между линией реза и линией, перпендикулярной к нитям основы кордного полотна, составляет 25-45^о для шин диагональных конструкций, около 0^о для каркаса радиальных шин и 70-80^о для брекера. Ширина полосы b после стыковки отрезанных косяков рассчитывается по формуле: b=А^.соsб, где А-продвижение полотна за один цикл резки. Для легковых покрышек погрешность не должна превышать 2мм по ширине раскроенных полос и 0,5^о - по углу раскроя при сохранении высокой прямолинейности диагонали.

Рис.2.47. Схема раскроя обрезиненного кордного полотна: а-полотно раскроено на косяки (б-угол раскроя), б-косяки состыкованы в непрерывную ленту, в-на ленту наложена резиновая прослойка; 1-косяк, 2-стык, 3-резиновая прослойка.

Резательные машины для раскроя обрезиненных кордов и тканей должны обеспечивать точность формы и размеров заготовок с малыми отходами материалов, быструю переналадку на раскрой заготовок других размеров, высокий уровень автоматизации, надёжности и производительности. Машины периодического действия кроят неподвижный материал, непрерывного действия - движущийся материал, а по принципу действия их подразделяют на машины диагонального, продольного или поперечного раскроя. Основными причинами отклонений угла раскроя являются волнистость кромок обрезиненного полотна и его смещение при подаче на раскрой. На точность по ширине раскроенных полос влияют режущий инструмент, прямолинейность направляющих каретки, жёсткость диагонали, вибрации от работы привода и система автоматического отмера ширины полос. Мягкие материалы режут подвижным ножом, а резание ниток возможно только пилящим и вибрирующим ножом, чаще дисковым зубчатым ножом. Модернизированный резательный агрегат ДРА 0-45 оснащён мелкозубным и многогранным ножами в сочетании со щелевой планкой, линейным асинхронным двигателем (ЛАД) для привода кареток с режущим инструментом и системами отмера ширины полос на бесконтактных элементах. В состав Г-образного агрегата включены перекладчик склизового типа, новые механизмы для центрирования корда перед закаткой и устройства для бесконтактной закатки слоёв в транспортные каретки. Дальнейшее увеличение производительности при выполнении операций раскроя связано с использованием универсальной резательной машины непрерывного действия фирмы "Круп" (ФРГ) с производительностью до 300 резов/мин, способной одновременно нарезать несколько полос. В потоке с ней устанавливают 2-4 позиции отбора в виде качающихся транспортёров.

Наложение резиновой прослойки (сквиджевание) шириной 260-600мм и толщиной от 0,5 до 1,5мм на ракроенный корд проводят горячим или холодным способами. При горячем способе прослойку накладывают с помощью трёхвал-кового прослоечного Г-образного каландра с размером валков 360х1100мм или более современного с треугольным расположением валков размером 500х1250мм, работающего в одном потоке с ДРА (рис.2.48). Для удобства работы скорость стыковочного транспортёра 1 понижают в момент стыковки, когда каландр выбирает запас из компенсатора ёмкостью 930-1470мм, и резко увеличивают после выполнения операции. Полосу обрезиненного корда 2 подают на дублирующий транспортёр 3 с центрирующим устройством под нижний валок каландра 4, с которого смесь 5 срезается в виде ленты прослойки 6, без охлаждения накладывается на корд по центру и дублируется валиком 7. Затем сквиджованный корд 8 проходит через охладительные барабаны 9, приёмный транспортёр 10 и закатывается в рулоны с прокладкой на валике 11 или после компенсатора 12 на каретке 13 закаточного устройства. Для сквиджевания полос шириной до 1180мм выпускают агрегаты сквидж-каландры 921-01 и 921-01, а до 1300мм - ИРУ-75А. При холодном способе изготовленную на листовальном каландре резиновую прослойку накладывают на полосу корда и прикатывают на специальных дублировочных или браслетных станках.

Рис.2.48. Схема сквиджевания обрезиненного корда.

Продольный раскрой непрерывной ленты из предварительно раскроенных по диагонали и состыкованных обрезиненных текстильных кордов и тканей проводят дисковыми быстровращающимися ножами (не менее 3000об/мин), контактирующими со щелевыми плоскостями, а раскрой металлокорда - двумя дисковыми ножами (дисковые ножницы), один из которых обычно подпружинен. При резке полос тонких резиновых листов или бязи шириной до 1100мм на ленточки шириной от 10мм и более используют дисковые ножи с большими углами заточки (15-30^о), которые с помощью пневмоцилиндров как бы раздавливают (раздвигают) материал, прижимая его к барабанам. Раскрой обрезиненного кордного полотна вдоль нитей основы для обеспечения сборки покрышек мерными по длине заготовками слоёв каркаса и брекера применяют плоские ножи. Применяют устройства с ножом в виде пластины с симметрично расположенными под углом режущими кромками и центральными рёбрами по боковым плоскостям, переходящими за пределами режущих кромок в шилообразный выступ, который прокалывает корд, а рёбра разводят нити на угол 10-15^о. При меньшем угле идёт перерез нитей, а при большем - растёт сопротивление движению ножа. Режущие устройства с плоскими ножами более чувствительны к дефектам полотна, налипам резины и складкам, которые приводят к поломке инструмента и смятию материала, но каретки с ними менее громоздки, чем с дисковыми ножами.

Полосовые материалы - слои каркаса и брекера, бортовые и крыльевые ленты - подаются на сборку деталей покрышки либо мерными заготовками, либо непрерывными лентами. Мерные заготовки обычно хранят и транспортируют в металлических или тканевых книжках-тележках или на вешалах, а непрерывные ленты деталей покрышек - на бобинах, катушках или каретках напольных или подвесных (по монорельсу), что облегчает автоматизацию их подачи, экономит площади и физический труд. В последнее время необходимость обеспечения прецизионности непрерывных лент вынуждает улучшать способы их закатки на устройствах, которые могут быть или периферического (контактного), или осевого (бесконтактного) типа. Устройства контактного типа, в которых рулон вращается за счёт фрикции от валиков, прижимаемых к его поверхности и вращающихся с заданной скоростью, или от транспортёра, на котором он лежит, допускают вытяжку корда, набегание петли перед закаткой или дублирование корда с прокладкой, часто с образованием складок. Устойства осевого типа, в которых материал наматывается на бобину, установленную на приводном валу, не имеют этих недостатков и различаются способами регулирования скорости закатки и натяжения материала. Современным требованиям в большей степени отвечает отбор материала в транспортные каретки из свободной петли, одновременно служащей для регулирования угловой скорости закатки.

Устройство для осевой закатки корда в каретку, оборудованное электроприводом с системой рычагов и цепной передачей вращения, внедрено на ряде шинных заводов для питания поточной полуавтоматической линии сборки радиальных покрышек (рис.2.49). Каретку 1 закрепляют в закаточном устройстве 2 фиксатором 11, а рычаг 3 поворачивают пневмоцилиндром 4 для соединения вала 12 нижней бобины каретки с приводом 9 посредством муфты 13 и цепной передачи 10. Оператор закрепляет конец кордного полотна на нижнюю бобину каретки, вращающуюся от двигателя постоянного тока, и включает в работу отборочно-прослоечный агрегат. Система регулирования угловой скорости закатки работает с датчиком положения петли - сельсином 6, механически связанным с роликом 5, который следит за величиной петли корда 7 между транспортёром и кареткой. Конечный выключатель, закреплённый вместе с сельсином на стойке 8, фиксирует верхнее положение петли. Для поддержания равенства окружной скорости закатки и линейной скорости агрегата предусмотрена отрицательная обратная связь (ООС) по положению петли. Разность напряжений ООС и заданной скорости является заданием на скорость привода. С увеличением радиуса рулона выбирается петля, растёт напряжение ООС и уменьшается угловая скорость привода.

Рис.2.49. Устройство для осевой закатки корда в каретку.

2.5 Изготовление деталей покрышек

Изготовление деталей называют заготовительными операциями сборочных цехов, которые включают раскрой обрезиненного металлокорда для слоёв брекера и каркаса с изоляцией кромок, изготовление браслетов, бортовых колец и крыльев. Раскрой металлокорда ведут двумя ножами, действующими как ножницы, на диагонально-резательных агрегатах 586-7 (на базе ДРММ-0-60) под углом 0-60^о и 586-5 (на базе ДРММ-60-80) под углом 68-78^о. Полотно прижимают пневматическим устройством, а вдоль ножевой балки с неподвижно закреплённым плоским ножом двигается каретка со свободно вращающимся на оси дисковым ножом. В конце реза останавливается каретка, автоматически отключается прижимное устройство, и отрезанная полоса отборочным транспортёром и механизмом сброса передаётся на ленточный транспортёр. При обратном ходе ножа полосы вручную стыкуют и закатывают с прокладкой в кассеты-барабаны, точность раскроя - 3мм, производительность - 4-8 резов в минуту. Агрегаты раскроя и стыковки металлокорда АРС-0-60 и АРС-60-80 появились в 80-х годах в связи с ростом объёмов производства ЦМК-шин.