Производство автошин: основные компоненты при изготовлении
Автокредиты
Авторынок
Автостраховка
Дорожные памятки
Информация о шинах
Содержание авто
Шина, как неотъемлемый элемент движения
Шина представляет собой прочный гибкий резиновый корпус, прикрепленный к ободу колеса, обеспечивает сцепление с дорожным покрытием и служит в качестве подушки для колес движущегося транспортного средства. Автошины применяются на автомобилях, грузовиках, автобусах, шасси для самолетов, тракторах и другой сельскохозяйственной технике, промышленных транспортных средствах, таких как вилочные погрузчики и обычные транспортные средствах, таких как детские коляски, тележки для покупок, инвалидные кресла, велосипеды и мотоциклы.
Сегодня шины для большинства автомобилей являются пневматическими: воздух находится под давлением внутри шины. Шотландский изобретатель Роберт Томсон разработал пневматическую шину в 1845 году, но его дизайн опередил свое время и мало кого интересовал. Пневматическая шина была заново изобретено в 1880-х годах другим шотландцем Джоном Бойдом Данлопом и стала сразу же популярна у велосипедистов.
Натуральный каучук является основным сырьем, используемым в производстве шин, хотя часто используется синтетический каучук.
Сегодня крупные фабрики, на которых работают квалифицированные рабочие, производят более 250 миллионов новых шин в год. Хотя автоматизация захватила многие этапы производственного процесса, квалифицированным рабочим по-прежнему остается сборка компонентов автошины.
Сырье в производстве шин
Резина является основным сырьем, используемым в производстве шин, и используется как натуральный, так и синтетический каучук. Натуральный каучук добывается в виде молочной жидкости в коре каучукового дерева, Хевеа Брасиленсис. Для производства необработанного каучука, используемого при изготовлении шин, жидкий латекс смешивают с кислотами, которые заставляют резину затвердевать. Прессы выжимают избыток воды и формируют резину в листы, а затем листы сушат и отправляют на заводы по всему миру. Синтетический каучук получают из полимеров, изготовленных из сырой нефти.
Другим основным компонентом резины является сажа. Углеродная сажа — это тонкий мягкий порошок, создаваемый при сжигании сырой нефти или природного газа с ограниченным количеством кислорода, что приводит к неполному сгоранию и образованию большого количества тонкой сажи.
Сера и другие химические вещества также используются в производстве автошин. Определенные химические вещества, смешанные с резиной и затем нагретые, создают специфические характеристики шин, такие как высокое трение (но низкий просвет) для гоночной шины или большой просвет (но меньшее трение) для шины легкового автомобиля. Некоторые химические вещества сохраняют эластичность резины, в то время как другие химикаты защищают резину от ультрафиолета.
Производство автошин
Шина легкового автомобиля изготавливается путем обертывания нескольких слоев специально разработанной резины вокруг металлического барабана в шиномонтажной машине. Различные компоненты переносятся на формовочную машину, где квалифицированный специалист разрезает и формирует полосы для образования различных частей
Первым шагом в процессе изготовления шин является смешивание сырья — каучука, сажи, серы и других материалов для образования резинового соединения. После того, как резина подготовлена, ее отправляют на шиномонтажную машину, где рабочий формирует резиновые слои. На данный момент продукт называется «зеленой шиной», которую затем переносят в пресс-форму для отвердения.
Шина размещается над баллоном (пузырем), и пресс-форма закрывается. Затем пар нагнетается в баллон, расширяя его, чтобы сформировать шину по бокам пресс-формы. После охлаждения шина накачивается и испытывается.
Контроль качества в производстве автошин
Контроль качества начинается с поставщиков сырья. Сегодня производитель шин ищет компании, которые тестируют сырье до их доставки на шинный завод. Изготовители часто заключают специальные соглашения о покупке с несколькими поставщиками, которые предоставляют подробную сертификацию сырья. Чтобы проверить сертификацию, химики-изготовители проводят собственные испытания сырья по мере его доставки.
На протяжении всего процесса периодического смешивания образцы резины испытываются для подтверждения различных свойств, таких как прочность на растяжение и плотность. Каждый шинный сборщик отвечает за используемые компоненты шины. Кодовые номера и комплексная система учета позволяют руководителям предприятий отслеживать партии резины и конкретных компонентов шин.
Когда впервые выпускается новый дизайн шин, сотни шин берутся с ленты сборочной линии для проведения деструктивных испытаний. Некоторые из шин, например, могут быть порезаны, чтобы проверить воздушные слои в корпусе, в то время как другие прижимаются к металлическим шпилькам для определения сопротивления проколу.
В управлении качеством шин также используется множество методов неразрушающей оценки. Рентгеновская видеосъемка обеспечивает быстрый просмотр внутреннего состояния изделия.. Если обнаруживается дефект, инженеры-разработчики просматривают конкретные этапы сборки компонентов шины, чтобы определить, как образовался дефект.
Будущее в производстве шин
Постоянное совершенствование химических процессов и дизайна позволяет создавать новые шины, которые обеспечивают больший пробег и улучшают характеристики в экстремальных погодных условиях.
Инженеры по проектированию шин также экспериментируют с не пневматическими шинами. Одна такая не автошина — это просто одна плита из толстого пластика, прикрепленная к ободу колеса. Пластмасса выгибается из обода до точки, где резиновый протектор прикреплен к пластику для контакта с дорогой. Такая шина обеспечивает более низкое сопротивление качению для увеличения экономии топлива и превосходной управляемости из-за большей площади контакта между протектором и дорогой.
Источник
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
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:
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.
Источник
Из чего и как делают резину для колес вашего автомобиля
Сегодня я же хочу поговорить об резине или шинах. Из чего их делают и какой они проходят путь до наших прилавков. Многие ошибочно думают – что в основе всего лежит нефть, многие даже уверенны – что ее там под 90%, однако это не совсем так. НА заре своего появления шины были продуктом природы практически на 100% …
Прежде чем рассказать вам о современных шинах, позвольте копнуть в историю и рассказать про резину на заре ее производства.
Что такое каучук?
ДА будет вам известно – что основной компонент резины делается из каучука, а это очень даже природный материал который добывают из каучуковых деревьев. В южной Африке такие деревья существуют очень давно, даже сложно подсчитать их возраст. Однако Европейцы познакомились с ними в 16 веке, когда вернулся на родину Христофор Колумб.
Если разложить слово «КАУЧУК» на составляющие, то получается «КАУ» – растение, дерево, «УЧУ» – плакать, течь. ТО есть если дословно перевести то это «плачущее дерево», с языка индейцев племени реки Амазонки. Однако есть и научное название – «КАСТИЛЬЯ», произрастает оно на берегах реки Амазонки в непроходимых джунглях.
«КАСТИЛЬЯ» очень высокое дерево вырастет оно 50 метров в высоту и цветение продолжается круглый год.
Второй по содержанию этого сока является дерево – «ГЕВЕЯ», которое также вырастает до 40-50 метров. Когда растение набирает силу, и доходит до возраста в 9-10 лет, у него на стволе делают насечки в форме буквы «V» из которой и начинает сочиться натуральный каучук. При воздействии воздуха он становится тягучим.
Это два основных растения, которые дают натуральные каучуки. В средней Азии, а также на берегах южной Америки, Бразилии, Перу, острове Шри-Ланка есть целые плантации таких деревьев, которые существуют только с одной целью – добывание этого сока! Это уже давно налаженный бизнес.
В пятерку «популярных» также входят растения: «МАНИОКА», «САЛЬНОЕ ДЕРЕВО» и кустарник «ИН-ТИЗИ». Все они являются источниками для последующего производства резины.
Как я писал, выше каучук был привезен в Европу очень давно, но вот на первое его использование решился – К.МАКИНТОШ, не путать с компьютерами от «APPLE», он впервые пропитал плащ от дождя этим составом, благодаря чему тот получился практически не промокаемым. В холодную погоду он становился плотным и не промокаемым, а вот в жару становился немного «липковатым». Нужно отметить, что МАКИНТОШ подсмотрел этот метод у индейцев с Амазонки, те уже несколько веков пропитывали свою одежду, а также растения нужные для производства крыш домов именно каучуком – характеристики водонепроницаемости намного увеличивались.
Так что появлению резины мы косвенно обязаны – индейцам Амазонки! Посмотрите короткий ролик.
Производство резины
Ну вот мы и подошли до самого интересного до производства самой резины, и это не обязательно колеса автомобиля, резина сейчас применяется везде, даже в резинках для волос.
После того как соберут сок каучука, он еще очень далек от производства резины. Изначально из него производят латекс, это промежуточное звено. Однако чистый латекс сейчас применяется везде, начиная от медицины, заканчивая промышленностью.
Сок наливают в большие чаны и перемешивают в больших чанах с кислотой, обычно в течение 10 часов. После чего он затвердевает. Это уже и есть латекс.
После его пропускают через специальные валы, таким образом, убирая лишнюю влагу. Получается длинная и достаточно широкая лента.
Эту ленту запускают под специальные ножи и измельчают ее. Если посмотреть на этот состав, то это похоже на пережаренный омлет.
Эту воздушную массу, обжигаю в больших печах под воздействием достаточно высоких температур – 13 минут. Теперь он получается эластичным и похожим на бисквит, его прессуют блоками и отправляют на производство.
Конечно в сетях вы не найдете точной формулы производство резины и тем более шин, все это держится в строгом секрете. Однако суть процесса не изменилась за последние 100 лет и всем давно известна.
Чтобы сделать резину, нужно взять эти брикеты латекса и подвергнуть их вулканизации. Также добавляется в этот состав сера и другие «скрытые» ингредиенты. Все это добавляют в специальный котел, нагревают, перемешивают и после таких манипуляций уже и появляется резина.
Как только она разогрета до 120 градусов, ее раскатывают специальными валами, до тонких полос. Там же она и охлаждается.
После эти полоски резины идут на производство колес, читайте статью.
Современная резина для шин
В современном мире шины для колес, делаются в основном из резины. Но она может быть не только натуральной, но и синтетической. Да сейчас научились производить синтетические каучуки. Каучук имеет в составе самую большую долю, обычно это – 40-50% от общей массы.
Далее в резину добавляют сажу (или технический углерод). В массовой доле колеса его примерно 25-30% от общей массы. Его добавляют для большей прочности конструкции, а также для выдерживания высоких температур. Сажа как бы скрепляет молекулы каучука делая их намного прочнее, они легко выдерживают трение и температуры при экстренных торможениях. Без этого углерода (сажи) шины ходили бы раз в 10-15 меньше.
Следующая добавка – это кремниевая кислота. Некоторые производители заменяют ей углерод, так как она дешевле и обладает высокими свойствами для сцепления молекул. Однако другие от нее напрочь отказываются, констатируя что она дает недостаточную износостойкость! Однако если все же проанализировать состав многих ведущих компаний, то она присутствует в составе, она улучшает сцепление на мокрой дороге. Информация разнится, сколько ее добавляют, но если вывести среднюю составляющую примерно 10%.
Еще одни добавки это смолы или масла. Их больше в зимней резине и меньше в летней, они придают «смягчающую роль» резине, не дают ей быть такой «дубовой». Особенно это важно для зимних вариантов. Добавление около 10-15%.
НУ и последнее и очень важное это специфические секретные составы производителя, их также около 10%, но они могут очень сильно изменить параметры готовой шины. Держатся они понятно в строгом секрете.
Справедливости ради стоит отметить что есть еще и металлически-нитевидный каркас, но я его здесь не буду упоминать, все же это немного другая история.
Именно так делают резину (шины) для колес наших автомобилей. Синтетические каучуки хоть и применяются, но они пока не могут потягаться с природными, так что глобальные изменения в строении шин еще долго не предвидятся.
Сейчас полный ролик, в нем найдете ответ – что лучше синтетический или природный материал.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Источник