Схема производства шин - Всё об автомобильных шинах

Около половины используемого каучука — это натуральное сырье, получаемое из каучукового дерева. Каучуковое дерево выращивается в странах с тропическим климатом, таких как Малайзия и Индонезия. Большая часть синтетического каучука, произведенного из нефти, поступает от европейских производителей. Примерно треть резиновых смесей составляют наполнители. Самый важный из них — сажа, которая придает шине черный цвет. Вторым по значимости наполнителем является масло, которое действует как смягчитель резины. Кроме того, в производстве резиновых смесей используются вещества для вулканизации резины и другие химические вещества.

Процесс производства шин

Производство шин состоит из отдельных химических и механических процессов для шин, труб и шинных ремней.

Наиболее сложным является производство шин и бескамерных шин. Процесс производства шин состоит из подготовки резины, приготовления резиновой смеси, обработки и обрезинивания корда и ткани, резки корда и ткани, подготовки протекторов, крыльев и других частей, сборки, формовки и вулканизации.

Подготовка резины. Чистый каучук, как натуральный, так и синтетический, не обладает упругостью и другими свойствами, необходимыми для материала шины. Эти свойства приобретаются в процессе производства шин. Подготовка резины заключается в придании ей пластичности и однородности (пластификация каучук). Каучук направляется между вальцами (зазор 3 — 8 мм), которые вращаются с различной периферийной скоростью. Более эффективные методы пластикации резины в настоящее время широко используются в резиносмесителях и шнековых прессах.

Приготовление резиновой смеси. В процессе приготовления резиновой смеси в каучук добавляются вещества, придающие смеси соответствующие свойства. В состав резиновых смесей помимо каучука входят активные наполнители, вулканизующие агенты, ускорители и активаторы вулканизации, неактивные наполнители, мягчители, антислеживатели и красители. В некоторых случаях в резиновых смесях помимо каучука используется старая восстановленная резина, в основном для ненадежных деталей шин. Точность пропорций каучука и ингредиентов, используемых при производстве резиновых смесей, также очень важна для качества резины. На современных шинных заводах резиновые смеси готовятся на автоматизированных линиях. Качество резиновых смесей проверяется путем определения их пластичности и физико-механических свойств вулканизационных образцов.

Подготовка деталей для производства шин. При обрезинивании корда должна быть обеспечена хорошая адгезия между кордом и резиновой основой. Для этого корд сначала пропитывают специальными составами. Обрезинивание осуществляется с помощью специального оборудования для обрезинивания. Обрезинивание происходит на специальной машинев котором корд попадает в зазор между роликами и с обеих сторон покрывается тонким слоем резиновой смеси.

Технология производства шин

Процесс производства шин — это работа химиков и конструкторов, от которых зависят секреты формовки шин. Их искусство заключается в правильном анализе и выборе сырья, дозировке и сочетании ингредиентов, особенно в случае с протекторной смесью.

Все это достигается благодаря опыту, компьютерному анализу и моделированию. Совершенствование технологий и состава резиновой смеси — это кропотливый процесс, который играет важную роль в разработке шин:

Состав резиновой смеси и ее пропорции у каждого производителя шин — это тщательно охраняемый секрет.
20 или около того основных ингредиентов хорошо известны, рецептура зависит от назначения детали шины и может включать до 10 соединений — от серы и углерода до каучука.

Изготовление резиновой смеси

Материал, из которого изготавливается шина, имеет большое значение. Важно понимать, что шины разных производителей существенно отличаются друг от друга в первую очередь свойствами резины, состав которой зачастую является коммерческой тайной. Такой серьезный подход обусловлен тем, что состав резины определяет технические свойства шины, в том числе:

Современные шины содержат множество материалов и компонентов: всевозможные добавки и химические соединения, которые определяют свойства и поведение шины. Лаборатории каждой компании отвечают за подбор и сочетание этих компонентов, поскольку именно химические добавки и их дозировка определяют превосходство продукта над конкурентами. Основой для всех является обычная резина, состав которой не является секретом. Она состоит из:

Каучука, который бывает изопреновым (натуральным) и синтетическим и составляет основу резиновой смеси (40-50% смеси).
Сажа, молекулярные соединения которой не только придают шине черный цвет, но и делают ее твердой и устойчивой к износу и температурам (25-30% смеси).
Кремниевая кислота, которая увеличивает сцепление шины с мокрой дорогой и используется в основном иностранными продавцами шин (около 10 процентов смеси).
Смолы и масла, используемые в качестве добавок для придания продукту мягкости и гибкости (около 10-15 процентов смеси).
Вулканизирующие вещества, роль которых часто приписывают сернистым соединениям и специальным активаторам.

Следует отметить, что российская резина считается лучшей в мире и поэтому востребована и используется большинством ведущих мировых производственных компаний. А поскольку синтетический каучук во всех отношениях уступает натуральному, Российская Федерация еще долгое время будет оставаться лидером в этой области.

Производство компонентов

Процесс производства шины включает в себя, помимо прочего, несколько параллельных этапов изготовления ее компонентов:

Резиновая лента — это основной компонент для изготовления протектора, нарезанный по необходимому размеру.
Жесткий каркас и каркас — эти компоненты отвечают за сопротивление порезам, разрывам и другим повреждениям. Жесткий каркас и каркас также отвечают за жесткость конструкции шины.
Корд является наиболее жесткой частью шины и обеспечивает герметичность при установке на обод колеса.

В качестве материалов каркаса и ребра жесткости в современных шинах используются металлокорд или стекловолокно. Последний используется при производстве шин премиум-класса, а стальной корд необходим в моделях, предназначенных для коммерческого транспорта.

Производство компонентов

Резиновые смеси также используются для производства прорезиненных компонентов, таких как бортовые кольца, текстильные корды и стальные ленты. В производстве шин используется от 10 до 30 компонентов, большинство из которых предназначены для усиления конструкции шины. Борт — это нерасширяемая, жесткая часть шины, которая крепит шину к ободу колеса. Основной частью борта является брызговик, который состоит из множества витков прорезиненной проволоки борта.

III. Сборка шины.
Все части шины собираются вместе на монтажных станках. Каркас шины, борт, протектор и боковины последовательно устанавливаются на монтажный барабан. В случае шин для легковых автомобилей протектор имеет относительно большую ширину и заменяет боковину. Это повышает точность сборки и сокращает количество операций при производстве шин.

Из компонентов оператор создает на сборочном станке так называемую ‘сырую шину’ или шинный блок. На одном барабане собирается каркас шины, а на другом — пакет бортов. После сборки каркаса шины и придания ему формы, соответствующей профилю шины, в стакан переносится комплект бортов шины. Каркас и пакет с шайбами спрессовываются вместе, образуя ‘мокрую шину’ для вулканизации.

IV. После сборки шина ожидает вулканизации.
Собранная шина помещается в форму вулканизатора. Под высоким давлением в шину подается пар или горячая вода. Внешняя поверхность формы также нагревается. Протектор и боковины формуются под давлением для создания рельефного рисунка протектора. Происходит химическая реакция (вулканизация), которая придает резине гибкость и прочность.
V. Контроль качества
Каждая легковая шина проходит визуальный осмотр и контроль качества на специальном оборудовании. Визуальный осмотр позволяет выявить любые внешние дефекты. Форма, биение и неровности шины измеряются на станке. После этого шина еще раз тестируется, затем маркируется и отправляется на склад готовой продукции.

Применение

В процессе производства шины проходят процедуру контроля качества. Сначала определяют внешний вид шин и относят их к определенной категории продукции. Считается, что хорошие шины не имеют дефектов или имеют лишь незначительные дефекты в допустимых пределах, которые не влияют на эксплуатационные характеристики шины.

Дефектная шина — это шина с критическими дефектами, которая по умолчанию не может быть использована. Эти изделия подлежат вторичной переработке и вместе с отходами производства обычно перерабатываются в резиновую крошку. Она, в свою очередь, может использоваться не только в качестве ингредиента для дальнейшего производства резиновых смесей, но и для производства других потребительских товаров.

Производство компонентов шин.

На этом этапе производится смесь для протектора шины. Червячный станок используется для производства полосы резины с рисунком протектора, которая разрезается на заготовки требуемых размеров. Жесткий каркас и каркас (каркас шины) изготавливаются из жесткого металлокорда, стекловолокна или прорезиненной ткани. Металлокорд лучше подходит для грузовых шин, а стекловолокно — для шин премиум-класса. Затем изготавливается боковина шины.

Одним из важных этапов на этом этапе является изготовление борта, который делается из большого количества витков проволоки для борта и является самой жесткой частью шины. Это необходимо для обеспечения плотного прилегания шины к ободу колеса.

Сборка компонентов шины.

На этом этапе все изготовленные компоненты шины собираются в единое целое. Для этого используется шкив, который последовательно укладывает друг на друга каркас, борт, протектор и боковины.

Вулканизация — очень важный процесс в производстве шин. В вулканизаторе происходит химическая реакция, в ходе которой молекулы полимера связываются друг с другом, образуя пространственную сеть. Компоненты шины скрепляются друг с другом на молекулярном уровне.

В конце этого процесса создается совершенно новая, только что отчеканенная шина, готовая покорять дороги.