Матеріали і технологія виробництва шин

Сучасна типова пневматична шина складається з основних матеріалів, зображених на рис. 5.1.
Матеріали, з яких виготовлялися шини першого покоління (до кінця 30-х років минулого століття), були природного походження - натуральні каучуки в гумі і природні, в основному бавовняні, волокна в якості армуючих елементів. Підвищення швидкостей і плечей перевезень, зростання ролі транспорту як швидкого і надійного засобу комунікації привели до появи нових конструкцій ходової частини автомобілів. Для шин стали важливими високі динамічні і статичні характеристики пружності, здатність до створення поперечних керуючих сил, передачі крутного моменту при поворотах колеса, властивості гасіння вібрації різних частот, максимально можлива швидкість кочення. Створення шин, які відповідають вимогам автомобілістів, зажадало розробки нових синтетичних матеріалів для їх виробництва. До дослідження шин підключилися вчені. Прискоренню цих робіт сприяла

Таблиця 5.1
який застосовують для деякого зменшення витрати каучуку при виготовленні шин. Обідні стрічки вантажних шин зазвичай виготовляють повністю з регенерату.
Залежно від призначення виготовляють різні гумові суміші: протекторний, каркасну, брекерного, камерну, герметизуючого шару та ін.
Одне з найбільш значних удосконалень рецептури шшнн'гх гум останнього десятиліття минулого століття - застосування високодисперсного активного кремнезем / силанового наповнювача Silica (обложені кремнекислоти з органосілановимі зшиваючими агентами). Цей наповнювач дозволяє істотно підвищити весь комплекс міцності і гістерезисних властивостей гуми, поліпшити зчеплення шини з мокрою, засніженою дорогою і одночасно підвищити зносостійкість, знизити опір шини коченню і відповідно витрата автомобільного палива. Його застосовують замість сажі наповнювача або спільно з ним в проізводствезелених (екологічних) легкових шин, особливо зимових, а також для шин вантажних автомобілів, зайнятих переважно на далеких перевезеннях, для яких особливо важлива паливна економічність. Цей наповнювач поки помітно дорожче сажі і застосовується в основному в резинах шин високого класу в поєднанні з традиційною сажею. Згодом, коли кремніесілановий або подібний до нього наповнювач витіснить сажу зі складу шинних гум, на дорогах з'являться кольорові шини в тон автомобілю або. костюму водія.
5.2. Текстильний корд
У різних конструкціях шин і тканини використовуються технічні тканини - корд, чефер, доместик і бязь. Корд - це тканина, що складається з міцних ниток основи, утримуваних в полотні рідкісними і слабкими нитками качка. Окрема кордна нитка здатна витримати навантаження до 160 кг і вище. Корд є основною тканиною, з якої виготовляють каркас, що підсилюють і захисні (екранують) шари брекере і борті.

З чефера роблять підсилювальні стрічки бортів покришки. Доместик і бязь замінюють чефер в тих випадках, коли потрібна мала товщина цих стрічок.
Тканини для покришок виготовляють з віскозного шовку, капрону, нейлону, анідних і поліефірного корду. Останнім часом застосовують високомодульний арамідна корд, по міцності близький ме-таллокорду, в той же час він в 5 разів легше металлокорда і не схильний до корозії. Застосування арамідного корду в сучасних конструкціях шин замість металлокорда або в поєднанні з ним дозволяє помітно знизити масу шини, втрати на її кочення і відповідно витрата палива. Отримали застосування і гібридні види кордів. Наприклад, гібрид з арамідних і нейлонових ниток, що має в порівнянні з арамидов підвищену втомну витривалість.
Для забезпечення високої міцності зв'язку гуми з кордом і тканиною останні просочують спеціальними складами на основі синтетичних латексів. Маса текстильних матеріалів становить до 20% загальної маси покришки, а їх вартість може досягати 30% від вартості всіх матеріалів покришки.
5.3. металокорд
Металокордним нитка (рис. 5.2) являє собою канатик, скручений з сталевих латунірованная дротів діаметром 0,150,25 мм. Дріт латуніруют для створення необхідної міцності її зв'язку з гумою. Металокорд в порівнянні з текстильними кордами володіє рядом унікальних властивостей, такими як міцність, згинальна жорсткість, теплопровідність і мале подовження. Змінюючи конструкцію - кількість і калібр ниток, напрямок і крок їх скручування, - отримують задані міцності і жорсткісні властивості металлокорда.
У конструкції сучасних шин зазвичай використовується 2 - 3 і більше різних марок метало-корду одночасно. У брекері легкових радіальних шин використовують, як правило, два шари тонкого металевого корду. У брекері вітчизняних вантажних шин з текстильним каркасом зазвичай застосовується 4 шари металокорду. Широко використовується металокорд в каркасі і брекері вантажних і автобусних,

великогабаритних і великогабаритних шин, в шинах спеціального призначення. Розробка надтонких і еластичних металлокор-дов уможливлює їх застосування в каркасі легкових шин.
Застосування висомодульних кордов в каркасі і брекері шин дозволяє зменшити кількість армуючих шарів без втрати міцності шини, сприяє зниженню деформацій гуми в шарах і меж-слойном просторі, що дозволяє істотно знизити втрати на кочення в шині.
5.4. металевий дріт
На виготовлення бортових кілець легкових і вантажних шин йде сталева латунірованная дріт. Бортові кільця великогабаритних шин виготовляють із сталевого латунірованная стрічки різного перетину. Дріт латуніруют, як і металокорд, для підвищення міцності її зв'язку з гумою.
5.5. Технологічний процес шинного виробництва
Технологічний процес шинного виробництва включає наступні операції: приготування гумових сумішей в змішувачах, обробка корду (просочення синтетичними латексами, термічна витяжка, стабілізація, обкладка гумою на каландрі); заготовка деталей шини (розкрій обрезиненного корду, стиковку шматків, накладення на них гумових прошарків, профілізацію заготовки протектора на екструдерах, виготовлення деталей борту і ін.), збірка покришок на спеціальних верстатах, формування і вулканізація покришок так званих форматорах-вулканізаторах, виготовлення заготовок їздових камер на екструдерах і їх вулканізація в прес-формах. Багато операцій технологічного процесу здійснюються на потоково-автоматичних лініях (наприклад, виготовлення гумових сумішей, збірка і вулканізація покришок).