ᐉ Материалы, применяемые для изготовления шин

СОДЕРЖАНИЕ:

• Корд и другие текстильные материалы
• Шинные резины
• Бортовая проволока

Изготовление шин — это сложный технологический процесс, подразделяющийся на три независимых производства:

• изготовление покрышек
• камер
• ободных лент

Основные этапы в производстве шин:

• приготовление резиновых смесей
• выпуск деталей (для покрышек, камер и ободных лент)
• сборка покрышек
• вулканизация (покрышки предварительно формуются)

Применяемые для изготовления шин материалы (кордные ткани, резины и т.п.) очень разнообразны, обладают различными свойствами и используются в зависимости от назначения шин и условий их эксплуатации. Шинные материалы в значительной степени определяют долговечность шин и их стоимость, эксплуатационные качества мотоцикла и т.д.

Корд и другие текстильные материалы

Основным материалом является корд, из которого изготовляют каркас покрышек.

Корд — это безуточная ткань, нити которой свиты из 2—3 и более тонких нитей-стренг. В свою очередь каждая стренга свита из 1—5 нитей пряжи. Каждая нить пряжи скручена из волокон.

Такая структура нитей придает каркасу, сделанному из корда, высокую работоспособность при восприятии им значительных динамических нагрузок и знакопеременных деформаций. Для производства шин в настоящее время применяют два типа кордов — синтетический (вискозный) и полиамидный (капроновый).

Вискозный корд пришел на смену ранее применявшемуся хлопчатобумажному. По сравнению с хлопчатобумажным вискозный корд обладает большей прочностью при меньшей толщине нитей и в то же время имеет меньшую стоимость. Однако он очень гигроскопичен, причем увеличение влажности значительно снижает его прочность.

Вискозный корд применяется в шинах для дорожных мотоциклов.

Спортивные шины, работающие в более жестких условиях, чем дорожные — при очень высоких скоростях движения, значительных динамических нагрузках, больших деформациях и т. п., изготовляют из капронового корда.

Капроновый корд обладает большей, чем вискозный, разрывной и усталостной прочностью, малым весом, большими удлинениями. Поэтому шины из капронового корда легче, прочнее, лучше сопротивляются воздействию сосредоточенных и динамических нагрузок (т. е. меньше подвержены пробоям и разрывам).

Применение капронового корда в шинах позволяет снизить слойность каркаса (с четырех до двух) при сохранении запаса прочности и улучшении эксплуатационных характеристик шин.

Кроме корда при изготовлений шин для улучшения монолитности бортовых колец применяют (для их обертки) хлопчатобумажную ткань квадратного плетения — бязь.

Шинные резины

Резину получают при смешении и последующей вулканизации (нагрев до 150—160° С) различных компонентов, основными из которых являются:

• каучук
• сажа
• сера

Разнообразием характера работы, выполняемой различными частями и деталями шины, вызвано применение при производстве шин резин с различным качественным и количественным содержанием компонентов и, следовательно, с разными физико-механическими свойствами.

Резины, применяемые в производстве шин, подразделяются по назначению на следующие основные группы:

• протекторные
• каркасные
• бортовые
• камерные

Условиями работы шин определяются основные требования к протекторным резинам: высокая сопротивляемость абразивному износу, образованию и разрастанию трещин, порезам, сопротивление старению и термостойкость, т. е. сохранение физико-механических свойств при длительном (в процессе всего срока эксплуатации) воздействии солнечных лучей, озона и кислорода воздуха, а также при повышении температуры в результате длительного движения, особенно при высоких скоростях.

Учитывая, что подавляющее большинство шин выходит из строя из-за износа рисунка протектора, износостойкость является главным требованием, предъявляемым к протекторной резине.

В первую очередь это относится к шинам для дорожных мотоциклов и спортивных, предназначенных для ШКГ.

Исходя из этого, протектор дорожных шин изготавливают на основе комбинации синтетических каучуков (СК) — стереорегулярного полибутадиенового (СКД) и бутлдиенметилстирольного (БСК) с большим наполнением активной сажей ПМ-100.

Резина на основе указанных компонентов обеспечивает высокую износостойкость протектора, однако обладает большой жесткостью.

Элементы рисунка протектора спортивных шин, предназначенные для кросса и многодневных соревнований, имеют довольно большую высоту и при эксплуатации подвергаются значительным деформациям. Поэтому применение в протекторе таких шин резин с большой жесткостью приводит к образованию трещин и скалыванию элементов рисунка.

В связи с этим протектор шин для кросса и многодневных соревнований изготавливают на основе комбинации натурального каучука (НК) с добавлением синтетического каучука типа СКД, поскольку резина на такой основе обладает высокой эластичностью, прочностью, стойкостью к многократным деформациям, износостойкостью и т.п.

Каркасные резины, изолирующие нити корда друг от друга, должны обеспечивать хорошую прочность связи между элементами покрышки, обладать высокой усталостной выносливостью при многократных деформациях, малой жесткостью и высоким сопротивлением тепловому старению. Каркасные резины для мотоциклетных шин изготовляют с применением НК, БСК и полиизопренового (СКИ-3) каучуков.

Камерные резины для мотоциклетных шин должны обладать:

• воздухонепроницаемостью
• хорошей сопротивляемостью разрыву
• теплостойкостью
• незначительными остаточными деформациями при удлинении

Их изготовляют из НК.

Резину для ободных лент делают на основе СК с большим наполнением регенерата.

Бортовая проволока

Бортовые кольца покрышек изготавливают из стальной проволоки диаметром 1 мм и сопротивлением разрыву — 180—200 кгс/мм2. Бортовая проволока для лучшей связи с резиной латунируется.

Материалы для изготовления и ремонта автомобильных шин

Категория:

   Автомобильные материалы и шины

Публикация:

   Материалы для изготовления и ремонта автомобильных шин

Читать далее:

   Устройство автомобильных шин

Материалы для изготовления и ремонта автомобильных шин

Автомобильные покрышки изготовляются из резины, ткани и небольшого количества проволоки. Камеры и ободные ленты изготовляются также из резины, а вентиль камеры, в зависимости от конструкции, — из металла или резины и металла.

Резина для изготовления шин применяется нескольких видов. Основными материалами являются синтетический или натуральный каучук и регенерат, т. е. продукт специальной обработки старых резиновых изделий (покрышек, камер и др.). Остальные материалы, добавляемые к резиновым смесям, в зависимости от их назначения носят название: вулканизаторы, ускорители, противостарители, усилители (активные наполнители), неактивные наполнители, красители, мягчигели.

Натуральный каучук (НК) получается из каучуконосных растений, в которых он находится в млечном соке (латексе). У одних растений млечный сок содержится в их надземной части, а у других — в корнях. К числу последних относятся широко распространенные в СССР каучуконосные растения: кок-сагыз, тау-сагыз. Среднее содержание каучука в высушенных корнях кок-сагыза от 10 до 30%.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Промышленное получение синтетического каучука было впервые осуществлено в СССР. Большая заслуга в этом принадлежит академику С. В. Лебедеву (1874—1934 гг.) Сырьем для получения синтетического каучука служат этиловый спирт, ацетилен, нефть и др. Отечественный синтетический каучук (СК) по износо» и теплостойкости превосходит натуральный каучук. Однако ни натуральный, ни синтетический каучук в чистом виде не обладает теми качествами, которые требуются от резины. Он при низкой температуре становится хрупким, а при небольшом повышении температуры слишком мягким и липким, легко растворяется в бензине и непрочен.

Для того чтобы из каучука изготовить резину, пригодную для автомобильных шин, к нему необходимо добавить ряд веществ, в том числе серу. Полученную резиновую смесь следует подвергнуть температурной обработке — так называемой вулканизации, при которой сера химически связывается с каучуком и резина претерпевает ряд физико-химических изменений, приобретая новые необходимые качества.

Таким образом, сера в резиновой смеси является вулканизатором и добавляется она в количестве около 3%.

Для сокращения времени вулканизации и повышения технических свойств резин (теплостойкость, теплообразование) применяются специальные вещества — ускорители вулканизации.

В качестве ускорителей используются каптакс, альтакс и др. Добавляются они в количествах еще меньших, чем сера.

Противостарители, например, неозон, добавляются к резиновым смесям для замедления ухудшения физико-химических качеств резин от воздействия кислорода воздуха, солнечных лучей и (многократных изгибов при работе шин. При старении резины на ее поверхности образуются трещины.

Усилители (активные наполнители) служат для усиления того или иного свойства резины. Основным усилителем является сажа, повышающая прочность резины на разрыв и износ (истирание) . Сажа особенно необходима в протекторной резине, где требуется большая прочность на; износ; ее содержание в протекторной резине доходит до 50% от веса каучука.

Неактивные наполнители, например, отмученный мел, применяются для увеличения объема резиновой смеси и ее удешевления без заметного ухудшения физико-механических показателей.

К красителям относятся различные красящие вещества минерального и органического происхождения. Их применяют для окрашивания светлых резиновых смесей в различные цвета.

Применение мягчителен, например, стеариновой кислоты, сосновой смолы, способствует лучшему смешиванию составных частей резиновой смеси, прежде всего активных и неактивных наполнителей, и делает резиновую смесь более пластичной и липкой.

Ткани для изготовления покрышек применяют кордовые и полотняного переплетения.

Ткань корда (рис. 33) состоит из крученых нитей основы (10—20 нитей на 1 см) и тонких, редко расположенных (через 8—12 мм) поперечных уточных нитей. Нити утка применяются в корде не всегда. Такое строение ткани корда позволяет тщательно прорезинить каждую отдельную нить и таким образом изолировать их друг от друга резиновой прослойкой, что предохраняет нити от быстрого перетирания и придает каркасу покрышки надлежащую прочность и эластичность.

Рис. 33. Ткани корда:
а — кордовая ткань с редким утком;
б — безуточнам кордовая ткань

Для выработки корда чаще всего используются хлопок и вискоза. Вискозный корд (особенно получаемый способом мокрого кручения) превосходит хлопчатобумажный по прочности при высокой температуре, по меньшему теплообразованию при работе покрышки, по выносливости при многократных изгибах. Из корда изготовляется каркас покрышки.

Для изготовления отдельных деталей бортовой части покрышки применяют ткани полотняного переплетения: чефер, бязь, доместик. Все эти ткани в отличие от кордных более или менее равнопрочны по утку и основе.

Для бортовых колец покрышек употребляются: проволочные плетенки, проволочные ленты, уточные и одиночные проволоки разных калибров. Проволока для предохранения от ржавления и для лучшего сцепления с «Узиной латунируется.

Для изготовления вентилей камер используются латунные сплавы.

Для ремонта автомобильных покрышек и камер применяются листовые резины, прорезиненные корд и чефер, пластыри, манжеты, клеевая резина и вулканизационные брикеты. Листовые

резины выпускаются нескольких типов. Протекторная листовая резина имеет толщину 2,3 мм и предназначается для заполнения вырезанных участков протектора и боковин покрышек. Прослоеч-ная листовая резина толщиной 0,7 мм .‘предназначается для обкладки вырезанных участков покрышки, пластырей и манжет с целью лучшего соединения заплат с покрышкой, а толщиной 2 мм — для заполнения вырезанных участков каркаса покрышки. Камерная листовая резина служит для изготовления заплаг при ремонте камер.

Прорезиненный корд используется для ремонта повреждений каркаса покрышки и изготовления пластырей. Чефер применяется для изготовления фланцев1 камер и ремонта бортов 1покрышек.

Пластыри (рис. 34) представляют собой заплаты из прорезиненного корда и применяются для ремонта сквозных повреждений каркаса величиной до 100 мм у шести-, восьми- и десятислойных покрышек.

Для изготовления пластырей из корда вырезают необходи-’ мых размеров прямоугольные полосы и, соблюдая симметричность, накладывают крестообразно друг на друга, начиная с больших и кончая малыми кусками.

Рис. 34. Пластырь

Пластыри отличаются размерами и слойностью, т. е. количеством кусков корда в них.

Манжета ми называются куски каркаса, вырезанные из негодных покрышек и соответствующим образом обработанные. Манжеты применяются как починочный материал при ремонте сквозных повреждений каркаса размером свыше 100 мм у покрышек всех размеров, а у больших двенадцатислойных покрышек и при сквозных повреждениях до 100 мм.

При ремонте восьмислойных и больших размеров покрышек применяют две манжеты. Манжета, которая накладывается первой, называется .подманжетником.

Для изготовления манжет у покрышки обрубаются борты, затем от каркаса отделяется протектор, а самый каркас расслаивается на (четырех- и шестислойные полосы. Полученные полосы раскраиваются на манжеты, острые углы манжет закругляются и края скашиваются на ширине не менее 30—40 мм с выпуклой стороны.

После этого манжета подвергается шероховке на шерохо-вальном станке проволочной дисковой щеткой. С выпуклой стороны манжеты производится полная шероховка, а с вогнутой — только по краям на ширине 20—25 мм. Подманжетники ше-рохуются полностью как с выпуклой, так и с вогнутой стороны. Шероховка производится вдоль нитей корда до получения равномерного пушистого ворса.

Клеевая резина поставляется в кусках толщиной 10 мм. Резиновый клей необходим для промазки поврежденных мест покрышек и камер и промазки починочных материалов. Приготовляется он путем растворения клеевой резины в бензине марки «калоша» или авиационном бензине Б-70.

Для ремонта шин употребляется клей концентрации 1 : 5 и 1 :8, т. е. на одну весовую часть клеевой резины берется соответственно пять или восемь частей бензина.

Для приготовления резинового клея клеевая резина очищается от талька, пыли и волокон прокладочного материала и нарезается на куски размером не более 20 X 20 мм.

Нарезанная резина загружается для набухания в закрывающуюся посуду, в которую заливается часть отвешенного бензина в количестве, обеспечивающем полное погружение резины в бензин. В течение 12 часов через каждые 2—3 часа следует доливать бензин и перемешивать резину. По окончании набухания, когда углы и края кусков резины расплывутся, содержимое бака перегружают в клеемешалку, туда же вливают оставшееся количество бензина. В клеемешалке размешивают клей в течение 5—6 часов, до полного растворения резины; раствор не должен иметь крупинок и комков. Клей должен храниться в закрытой посуде и периодически перемешиваться. Хранение клея больше месяца не рекомендуется.

Вулкан и зационный брикет (рис. 35) представляет собой металлическую чашку круглой формы, в которой помещена спрессованная горючая масса (бумажный брикет), к донышку чашки приклеена круглая заплата из сырой резины, наружная сторона которой покрыта целлофаном.

Вулканизационные брикеты предназначены для ремонта камер горячим способом в дорожных условиях.

Спрессованная горючая масса гигро-скопична, поэтому вулканизационные брикеты необходимо хранить в сухом месте. Следует также помнить, что горючая масса огнеопасна.

Одна металлическая чашка может быть использована для вулканизации пяти и более заплат.

При приемке починочных листовых резин должно быть обращено внимание на их упаковку, однородность цвета, отсутствие разрывов, вмятин, складок, посторонних включений и пузырей свыше допустимого количества и размеров, а также отсутствие подвулканизованной резины.

У починочных тканей прежде всего устанавливается качество их прорезиневания. Общая площадь оголения ткани от резины не допускается более 1,5%. Нити корда не должны быть спутаны и не должны иметь механических повреждений.

Рис. 36. Автомобильная шина, монтируемая на плоский обод:
1 — покрышка; 2 — камера; 3 — ободная лента: 4 — диск колеса с плоским ободом; 5 — запорное кольцо; 6 — съемное разрезное бортовое кольцо

Смесь для шин

Что в ваших шинах?

Легко принимать шины как должное, но это черное кольцо на колесе вашего автомобиля содержит гораздо больше, чем просто резину. На самом деле это сложная смесь различных каучуков — натуральных и синтетических — плюс множество других химикатов и строительных материалов. Наши резиновые смеси, профессионально смешанные и комбинированные, достаточно сложны для различных условий вождения.

Современная шина легкового автомобиля в среднем содержит до 25 компонентов и до 12 различных резиновых смесей. Все начинается с натурального каучука, добываемого из особых деревьев, выращенных на больших плантациях. Эта жидкость (латекс) коагулирует кислотой, очищается водой и прессуется в тюки.

Синтетический каучук, тем временем, создается в отдельном процессе с использованием смеси химических веществ в лаборатории. На этапе производства эти тюки (как натуральные, так и синтетические) разрезают, взвешивают и смешивают с другими ингредиентами в соответствии с точными рецептами.

Текстильная промышленность поставляет исходные материалы (вискозные, нейлоновые, полиэфирные и арамидные волокна) для изготовления кордов, служащих армирующим материалом.

Прочная сталь

Сталелитейная промышленность поставляет высокопрочную сталь. Это служит сырьем для изготовления стальных лент (стальной корд) и бортовых сердечников (стальная проволока).

Материал для каждого компонента

Мы можем разбить шину на составные части, чтобы увидеть, где используется каждый материал. Давайте начнем с дорожного покрытия и будем продвигаться внутрь.

• Протектор – натуральный и синтетический каучук
• Бесшовные верхние слои – нейлон, залитый резиной
• Стальной корд для брекерных слоев – высокопрочный стальной корд
• Текстильный корд – прорезиненный вискоза или полиэстер
• Внутренний слой – бутилкаучук
• Боковая стенка – натуральный каучук

90 032 Армирование борта – нейлон или арамид

• Верх борта – синтетический каучук
• Сердечник борта – стальная проволока, залитая резиной

По номерам

Мы также можем посмотреть количество использованных материалов. Давайте посмотрим, что находится в одной из самых популярных летних моделей Continental. *

• Резиновые (натуральные и синтетические) 41%
• наполнители (углеродный черный, кремнезем, углерод, мелки…) 30%
• Регистрационные материалы (сталь, полиэфир, район, нейлон) )¹ 6%
• Химические вещества для вулканизации (сера, оксид цинка…) 6%
• Антивозрастные средства и другие химические вещества 2%

Конечно, разные составы материалов обеспечивают разные свойства для разных шин. Точное сочетание ингредиентов имеет значение.

Материалы, соответствующие сезону

Сочетание материалов, используемых в шине, зависит от ее назначения. Мягкие составы летних шин становятся твердыми при температуре ниже 7 °C, что ухудшает сцепление с дорогой. Но зимние модели предлагают специальную технологию, которая делает их гибкими и помогает сохранять сцепление, обеспечивая максимальную производительность даже при низких температурах. Жить в мягком климате? Всесезонные шины могут стать идеальным решением.

Материалы для тихого комфорта

ContiSilent™ — это технология снижения шума, разработанная Continental. Снижает внутренний шум на всех дорожных покрытиях. Как? Шины ContiSilent™ имеют пенополиуретановый абсорбер, прикрепленный к внутренней поверхности протектора с помощью клея. Независимо от температуры структура пены остается неизменной. Даже на высоких скоростях поглотитель ContiSilent™ снижает дорожный шум внутри автомобиля до 9 дБ(А).

Испытано, испытано и гарантировано

Изготовленный только из материалов самого высокого качества, Continental устанавливает высокие стандарты, особенно в отношении безопасности. Прежде чем любая инновация Continental будет запущена в производство, она проходит интенсивное тестирование. Тестирование проводится на каждой зимней и летней шине. Это делается при любых погодных условиях и состояниях дорожного покрытия с использованием самых современных методов испытаний и измерительных технологий.

Каждый тест преследует одну простую цель: сделать вождение более безопасным.

^{* 205/55 R 16 91V ContiPremiumContact 5
¹ С 2010 г. в ЕС действуют строгие обязательные ограничения для пластификаторов, классифицируемых как вредные для здоровья. Благодаря использованию альтернативных типов масла шины Continental остаются значительно ниже этих пределов.}

Связанный контент

• ","xdm:linkURL":"/content/conti-tires-cms/ww/en/products/b2c/tire-knowledge/tire-markings.html"}}»>
  • #Континенталь
  • #Шины Базовые знания
  • # Шины для легковых и легких грузовиков
  • #Основы шин

  2023/05/23

  Маркировка шин

  Маркировка на боковине шины является сокращением для большого количества информации, включая индекс нагрузки, рейтинг скорости, размер шины, конструкцию и многое другое.

  Подробнее

• Learn all about the components inside the modern tire.","xdm:linkURL":"/content/conti-tires-cms/ww/en/products/b2c/tire-knowledge/tire-components.html"}}»>
  • #Континенталь
  • # Базовые знания о шинах
  • # Шины для легковых и легких грузовиков
  • #Основы шин

  2023/05/23

  Компоненты шин

  Компания Continental сыграла важную роль в разработке современных радиальных шин со стальным кордом. Узнайте все о компонентах внутри современной шины.

  Подробнее

• ","xdm:linkURL":"/content/conti-tires-cms/ww/en/products/b2c/tire-knowledge/tire-size.html"}}»>
  • #Континенталь
  • # Базовые знания о шинах
  • # Шины для легковых и легких грузовиков
  • #Основы шин

  2023/05/23

  Размер шин

  При покупке новых шин для вашего автомобиля нужно знать три вещи: размер, рейтинг скорости и индекс нагрузки, и всю эту информацию легко найти.

  Подробнее

Из чего сделаны шины?

Возможно, вы не часто думаете об этом, но это черное кольцо вокруг колеса вашего автомобиля содержит гораздо больше, чем просто резину.

Шины состоят из сложной смеси различных каучуков – натуральных и синтетических – и целого ряда других конструкционных материалов. В среднем шина современного легкового автомобиля содержит до 25 компонентов и до 12 различных резиновых смесей. Все начинается с натурального каучука, добываемого из особых деревьев, выращенных на больших плантациях. Эта жидкость (латекс) коагулирует кислотой, очищается водой и прессуется в блоки.

Синтетический каучук, тем временем, создается в отдельном процессе с использованием смеси химических веществ в лаборатории. На этапе производства блоки (как натуральные, так и синтетические) разрезают, взвешивают и смешивают с другими ингредиентами.
 

Армирующая нить
Текстильная промышленность поставляет основные материалы (вискозные, нейлоновые, полиэфирные и арамидные волокна) для производства кордов, которые служат в качестве армирующего материала внутри шины.

Сталь для прочности
Сталелитейная промышленность поставляет высокопрочную сталь. Это служит сырьем для производства стальных лент (стальной корд) и бортовых сердечников (стальная проволока) внутри шины.

Материал для каждого компонента
Мы можем разбить шину на составные части, чтобы увидеть, где используется каждый материал. Начнем с дорожного покрытия и будем продвигаться внутрь.

• Протектор – натуральный и синтетический каучук
  • Протектор шины соединяется с дорогой и боковиной и имеет три зоны:
    • Колпачок: это часть шины, которая больше всего соприкасается с дорогой. Обеспечивает сцепление на всех дорожных покрытиях, износостойкость и курсовую устойчивость.
    • Основание: под колпаком основание снижает сопротивление качению и повреждение внутренней структуры шины — каркаса.
    • Плечо: На внешних краях протектора эта область образует оптимальный переход от протектора к боковине шины.
       
• Бесшовные верхние слои – нейлон, залитый резиной
  • Этот слой, расположенный непосредственно под протектором, позволяет двигаться на высоких скоростях. Представьте, что вы собираете кусок бечевки обратно в клубок и сматываете его снова и снова.