1.4. Технология производства шин

Производство шин состоит из отдельных химико-технологических и механических процессов изготовления покрышек, камер и ободных лент.

Наиболее сложным является изготовление покрышек и бескамерных шин. Процесс изготовления покрышек состоит из подготовки каучука, приготовления резиновых смесей, обработки и обрезинивания корда и тканей, раскроя корда и тканей, подготовки протекторов, крыльев и других деталей, сборки, формования и вулканизации.

Подготовка каучука. Чистый каучук как натуральный, так и синтетический не обладает упругостью и другими качествами, необходимыми для материала шины. Эти качества приобретаются в процессе производства шин. Подготовка каучука заключается в придании ему пластичности и однородности (пластификация каучука). Для этого каучук пропускают между валками (зазор 3-8 мм), которые вращаются с разной окружной скоростью. В настоящее время нашли широкое применение более производительные способы пластификации каучука в резиносмесителях и на червячных прессах.

Подготовка резиновых смесей. При изготовлении резиновой смеси в каучук вводятся вещества, придающие смеси необходимые свойства. В состав резиновой смеси, кроме каучука, вводят активные наполнители, вулканизирующие вещества, ускорители и активаторы вулканизации, неактивные наполнители, мягчители, противостарители, красители. Иногда в резиновых смесях, преимущественно используемых для малоответственных деталей шины, наряду с каучуком используется и регенерат старой резины. Большое значение для качества резин имеет и точность развески каучука и ингредиентов, идущих на приготовление рабочих смесей. На современных шинных заводах резиновые смеси изготавливают на автоматических линиях. Качество резиновых смесей проверяется определением ее пластичности и физико-механических показателей вулканизационных образцов.

Подготовка деталей покрышки. При обрезинивании корда должно быть обеспечено хорошее сцепление его с обкладочной резиной, для чего предварительно пропитывают его специальными составами. Обрезинивание осуществляется на специальных устройствах - каландрах, где кордное полотно поступает в зазор между валками и обкладывается с двух сторон тонкими слоями резиновой смеси.

В последние годы широко развернуты работы по усовершенствованию обработки корда безводными адгезивами, обеспечивающими высокую прочность связей корда с резинами и созданию корда, не требующего термической обработки.

Ткани квадратного переплетения, применяемые в шинном производстве, подвергаются промазке на каландрах, валки которых имеют различные окружные скорости.

Для изготовления кордных слоев покрышки полотно обрезиненного корда нарезается под определенным углом на диагонально-резательной машине. Для слоев каркаса нарезают широкие полосы под углом 0° (перпендикулярно направлению нитей корда) для радиальных шин и под углом 30-35° для диагональных.

Слои брекера значительно уже слоев каркаса. Углы нарезания: радиальные шины 65-70°; диагональные 30-35°. Брекер радиальных шин изготавливают, как правило, из металлокорда.

Ткани квадратного переплетения также раскраиваются на диагонально-резательных машинах (обычно под углом 45°) на широкие, до 500 мм, полосы, Эти полосы разрезаются на узкие полоски на продольно-резательных машинах. Рабочим органом продольно-резательной машины являются дисковые ножи, расстояния между которыми определяют ширину полосок.

Основой крыла является проволочное кольцо, которое делают из одиночной проволоки диаметром 1-1,5 мм и пределом прочности 160-220 кгс/см² или плетенки. Плетенка представляет собой ряд параллельно расположенных проволок, скрепленных проволочным утком. Проволочные кольца изготавливают на кольцеделательном агрегате, где плетенка или несколько параллельно расположенных проволок обрезиниваются в Т-образной головке червячного пресса, после чего обрезиненная проволочная лента наматывается на шаблон заданного диаметра.

На проволочное кольцо накладывают наполнительный резиновый шнур и обертывают их полосой прорезиненной ткани или корда.

Заготовка протектора шины (сырой протектор), представляющая собой полосу резины фигурного сечения, выпускается на червячных прессах путем выдавливания резины через фигурное отверстие.

Сборка покрышек. Покрышки склеивают из заранее заготовленных деталей. Применяются полудорновой и полуплоский способы сборки. При полудорновом способе покрышки собираются из так называемых браслетов-колец, состоящих из двух, четырех, шести слоев корда. Браслеты последовательно надеваются на складной барабан сборочного станка, ставятся и закрепляются крылья, надеваются брекер и протектор.

При полуплоской сборке на барабан накладываются отдельные слои корда. Этот способ сборки применяется только при изготовлении легковых и легких грузовых покрышек.

Группы операций сборки выполняются на специализированных станках, связанных между собой транспортной системой, которая передает сборочные барабаны с собираемой покрышкой с одного специализированного станка на другой. Специализация сборочных станков позволяет упростить их конструкцию, повысить степень автоматизации и интенсифицировать весь процесс сборки покрышки.

Формование и вулканизация. Формование, т. е. придание покрышке горообразной формы, производится на форматоре путем зажима бортов покрышки между плунжером и столом форматора при одновременной подаче воздуха под давлением 1,2-2,5 кгс/см² во внутреннюю полость покрышки - в заложенную внутрь нее варочную камеру.

Вулканизация покрышек производится в прессах автоклавного типа или в индивидуальных вулканизаторах, в которых покрышка принимает окончательную форму. Вулканизационная форма обогревается паром, а внутрь варочной камеры подается перегретая вода под давлением 20-25 кгс/см² при температуре 165-180 °С. Под давлением воды покрышка прижимается к пресс-форме, в результате чего на протекторе отпрессовывается рисунок. Покрышки с полиамидным кордом после вулканизации подвергаются охлаждению под давлением воздуха, в 1,5-2 раза превышающим рабочее давление в шине.

Для производства радиальных шин могут быть использованы применяемые при производстве шин диагональной конструкции процессы и оборудование, служащее для изготовления резиновых смесей, обрезинивания и раскроя текстильных кордов и тканей, выпуска листовых резин и наложения их на обрезиненный корд, шприцевания протекторных заготовок и других резиновых деталей, изготовления бортовых колец. Существующие процессы вулканизации и оборудование для диагональных шин также в принципе могут быть использованы для производства радиальных шин.

Вместе с тем особенности конструкции радиальных шин потребовали создания нового технологического процесса и оборудования на ряде участков производства. Основными новыми процессами являются: изготовление обрезиненного металлокорда и деталей из него, изготовление брекерного браслета, вторая стадия сборки.

Технологический процесс сборки, принятый для диагональных покрышек, не может быть использован для изготовления радиальных покрышек. Специфика их конструкции требует совершенной и стабильной технологии изготовления, способной обеспечивать удовлетворение требований по дисбалансу и биению.

Изготовление камер и ободных лент. На специальных червячных прессах выдавливаются рукава и ленты, из которых затем нарезаются заготовки для камер и ободных лент. На заготовках камер устанавливаются вентили. После стыковки концов заготовок камеры и ободные ленты вулканизируются в индивидуальных вулканизаторах.