Технология производства автомобильных шин

1. РАЗРАБОТКА, ПОДБОР СЫРЬЯ И РЕЦЕПТУРЫ

Над процессом создания шины работают шинные химики и конструкторы, от которых зависят секреты шинной рецептуры. Их искусство заключается в правильном анализе и выборе сырья, дозировке, комбинировании компонентов, в особенности для смеси протектора.

Все это достигается благодаря профессиональному опыту, компьютерному анализу и моделированию, усовершенствование рецептуры и технологии приготовления смесей – кропотливый труд, играющий важную роль в разработке шин, от которого зависит:

• Уровень сцепления с дорожным полотном;
• Надежность;
• Рабочий ресурс;

Состав резиновой смеси и ее пропорции любого производителя шин — тайна за семью печатями.
Хорошо известно около 20 основных составляющих, рецептура зависит от назначения деталей шины и может включать в себя до 10 химикатов, начиная от серы и углерода и заканчивая каучуком.

2. СЫРЬЕ

КАУЧУКИ СИНТЕТИЧЕСКИЕ И НАТУРАЛЬНЫЕ

• основа резиновой смеси;

Приблизительно половина используемого каучука – натуральное сырье состоящие из высушенного сока (латекса) вырабатываемое из каучукового дерева «Бразильской гевее», которое произрастает в странах тропического пояса в обоих полушариях земли: Латинской Америки, Африки, Юго-Восточной Азии.

Так же каучуконосный млечный сок содержится в некоторых видах сорных трав и одуванчиков. Натуральный каучук долгое время доминировал во всех смесях, различаясь при этом лишь по уровню качества, и даже после изобретения «изопрен синтетического» каучука, близкого по свойствам натуральному, современная высокопроизводительная шина, не мыслима без натурального каучука.

В пятерку крупнейших производителей натурального каучука входят:

• Индонезия;
• Таиланд;
• Вьетнам;
• Индия;
• Китай;

Производимый из нефти синтетический каучук был изобретен немецкими химиками в 30-е гг. В настоящее время синтезируется несколько десятков различных синтетических каучуков. Каждый из них имеет свои характерные особенности и строгое назначение в разных деталях РТИ, как показало время и практика, единственным недостатком синтетического каучука является его дороговизна в сравнении с натуральным. На территории СССР не было возможности получать натуральный каучук из растений, а покупать его за границей приходилось за валюту. Это спровоцировало развитие богатой химии синтеза каучуков и других полимеров.

ТЕХНИЧЕСКИЙ УГЛЕРОД (ПРОМЫШЛЕННАЯ САЖА)

• Составляет треть резиновой смеси, состоит из наполнителя, предлагаемого в различных вариантах и придающего шине её специфичный цвет;
• Обеспечивает в процессе вулканизации хорошее молекулярное соединение, что придает покрышке особую прочность и износостойкость;
• Получают путём сжигания природного газа без доступа воздуха ( наличие дешевого сырья обусловило развитие и распространение процесса в СССР);

СИЛИКА или КРЕМНИЕВАЯ КИСЛОТА

• Повышает уровень сцепления покрышки с мокрым дорожным полотном;
• В Европе и США ограниченный доступ к источникам природного газа вынудил химиков найти замену тех. углероду, при том, что кремниевая кислота не обеспечивает такую же высокую прочность резине как тех. углерод;
• Силика лучше внедряется в структуру каучука и способствует меньшему истиранию шины и выделению частиц тех.углерода на дорожном покрытии, что менее вредно для окружающей среды.  Шины с использованием «силики» называются «зелёными»;
• Полностью отказаться от тех.углерода в настоящее время не возможно;

МАСЛА И СМОЛЫ

• Вспомогательные компоненты, смягчающие резину;
• От жесткости резиновой смеси зависят ездовые качества, свойственные для того или иного сезона, условий и режимов эксплуатации;

СЕРА

• вулканизующий агент, связывающий молекулы полимера «мостиками» и образовывающий пространственную сетку;
• Превращает резиновую смесь в прочную и эластичную;

ВУЛКАНИЗАЦИОННЫЕ АКТИВАТОРЫ

• Оксид цинка;
• Стеариновые кислоты;
• Ускорители;
• Инициируют и регулируют процесс вулканизации в горячей форме (под давлением и при нагреве);
• Направляют реакцию взаимодействия вулканизующих агентов с каучуком в сторону получения пространственной сетки между молекулами полимера;

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ НАПОЛНИТЕЛИ

• Новая и ещё не распространенная технология предполагает собой применять в смеси протектора крахмал из кукурузы (в перспективе картофеля и сои). За счет значительно уменьшенного сопротивления качения шина на основе новой технологии выделяет в атмосферу почти вдвое меньше соединений углекислого газа по сравнению с обычными шинами;

3. ИЗГОТОВЛЕНИЕ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ

• Нагрев до 120° C;
• Смешивание;
• Состав резиновых смесей, используемый в различных частях шины, различен, он изменяется в зависимости от функций и модели шины;

4. СОЗДАНИЕ ПРОТЕКТОРНОЙ ЗАГОТОВКИ ДЛЯ ШИНЫ

• Шприцевание на червячной машине;
• Получение профилированной резиновой ленты;
• Охлаждения водой;
• Разрезание на заготовки по размеру шины; 
• Изготовление каркаса и брекера из слоев обрезиненного текстиля или высокопрочного металлокорда;
• Склейка прорезиненного полотна под определенным углом на полосы различной ширины в зависимости от размера шины;

5. ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ И ОБРЕЗИНИВАНИЕ

• Бортовые кольцо;
• Текстильный, комбинированный или стальной корд;
• Стальной брекер;
• Борт - это нерастяжимая, жесткая часть шины, с помощью которой последняя крепится на ободе колеса. Крыло - изготавливается из множества витков обрезиненной бортовой проволоки;
• Для производства шины используется от 10 до 30 компонентов, большинство из которых играют роль усилителей конструкции шины;

6. СБОРКА ШИНЫ

• Из компонентов оператор изготавливает так называемую "сырую шину”, на сборочный барабан последовательно накладываются слои будущей шины, на одном барабане собирается каркас шины,
  а над другом – брекерный пакет;
• После того, как каркас шины собран и ему придана форма профиля шины, при помощи перемещающего устройства на него переносится собранный брекерный пакет шины;
• Затем каркас и брекерный пакет прижимаются друг к другу, в результате получается ”сырая шина”, готовая к вулканизации.
• На «сырую шину» наносится протектор с боковинами;
• Для легковых шин протектор относительно расширен и заменяет собой боковину. Это повышает точность сборки и снижает количество операций в производстве шин;

7. ВУЛКАНИЗАЦИЯ

• Собранная шина помещается в пресс-форму вулканизатора;
• Внутрь шины под высоким давлением подается пар или подогретая вода;
• Обогревается и наружная поверхность пресс-формы;
• Под давлением по боковинам и протектору прорисовывается рельефный рисунок;
• Происходит химическая реакция (вулканизация), которая придает резине эластичность и прочность;

8. ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА

• Визуальный контроль на внешние дефекты;
• Проверка на оборудовании геометрии и радиальное биение;
• Маркировка;
• Склад готовой продукции;

Технология производства автомобильных шин: просмотр (pdf) / cкачать / печатать ➝