Металлокорд в резиновой промышленности

ВВЕДЕНИЕ

 

Шинная промышленность – одна из ведущих отраслей нефтеперерабатывающей нефтехимической промышленности. Развитию шинной промышленности придаётся огромное значение, так как от количества и качества шин зависит работа автомобильного и авиационного транспорта, дорожно-строительных, сельскохозяйственных и ряда других машин.  

     В настоящие время  шинные заводы и исследовательские  центры всех стран мира интенсивно  работают над улучшением качества  шин. Это вызвано значительным  повышением требований к шинам,  предъявляемых автомобильной промышленностью, вследствие увеличения грузоподъёмности и скоростей движения автомобилей.

    В шинной промышленности  сохраняется тенденция к ускоренному  технологическому перевооружению производства с целью преимущественного развития мощностей по выпуску радиальных шин для большинства видов автомобилей и другой техники.

    Оптимальная техническая  политика, принятая в настоящие  время, предполагает на основе изученного спроса осваивать и внедрять в производство новые типоразмеры шин. В связи с этим постоянно осуществляется техническое перевооружение производства, внедрение новых перспективных технологий и материалов, совершенствование качества выпускаемой продукции.

    Производство резиновых  изделий является одним из  наиболее быстро развивающихся  отраслей промышленности, эти изделия  применяются во всех отраслях  народного хозяйства. Быстрый  прогресс в этой области обусловлен  всё возрастающим потреблением  деталей  из резины почти  всеми отраслями машиностроения.

     Срок службы шин  за последние десять лет повысился,  несмотря на увеличение нагрузок, и скоростей движения. Повышение было достигнуто за счет создания высококачественных резин на основе синтетических стереорегулярных каучуков и высокопрочных полиамидных и вискозных кордов, совершенствование конструкции диагональных шин, создание шин радиальной конструкции.

     Развитие современной  резиновой промышленности характеризуется  следующими основными особенностями:

    - расширением областей  применения  и ассортимента резиновых  изделий;

    - ужесточением условий  эксплуатации изделий (температуры,  нагрузки, скорости, агрессивные среды);

    - стремлением использования наиболее дешевых и доступных армирующих материалов, каучуков;

    - необходимостью снижения  материалоёмкости изделий и трудоёмкости  их изготовления;

    - требованиями охраны  здоровья и защиты окружающей  среды. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

 

1.1 Характеристика готовой продукции

 

Металлокорд представляет собой трос, свитый из стальной латунированной проволоки. Проволока изготавливается из высокоуглеродистой катанки с массовой долей углерода от 0,71 до 0,94%.

Металлокорды  марок 4Л32НТ и 3Л30 применяются для  изготовления брекера легковых радиальных шин. Брекер служит для усиления каркаса и улучшения связи между каркасом и протектором, снижает напряжения, возникающие в зоне беговой дорожки при действии внутреннего давления и сосредоточенных нагрузок на каркас шины, более равномерно распределяет по его поверхности тяговое, тормозное и поперечное усилие, увеличивая прочность каркаса в зоне беговой части протектора.   Брекер покрышки радиальной шины делают жестким и практически нерастягивающимся для обеспечения прочности покрышки и снижения проскальзывания элементов рисунка протектора при контакте шины с дорогой.

  В маркировке металлокорда 4Л32НТ (2+2x0,32НТ) первая цифра 4 указывает число проволок в стренге (металлокорд специальной конструкции и состоит из двух параллельных проволок, которые повиты еще двумя проволоками диаметром 0,32 мм), буквы Л и НТ обозначают, что проволока латунированная и высокопрочная соответственно.

 В маркировке металлокорда 3Л30 (2+x0,30)  первая цифра 3 указывает число проволок в стренге (металлокорд специальной конструкции и состоит из двух параллельных проволок, которые повиты одной проволокой диаметром 0,30 мм), буква Л обозначает, что проволока латунированная.

Специальная конструкция способствует затеканию резины в металлокорд. Направление свивки проволоки сердечника,  оплеточной проволоки и металлокорда в целом - левое.

   Металлокорд поступает на шинный завод в герметически закрытых металлических бочках, в которые помещают мешочки с силикагелем для поглощения влаги.  При осуществлении технологического процесса необходимо обеспечить прецизионность получаемого металлокордного полотна (равномерность распределения нитей в материале) и достичь максимальной прочности связи резины с металлокордом. Для этого на всех стадиях технологического процесса надо сохранить целостность латунного покрытия на металлокорде, предохранить его от коррозии и агрессивных воздействий, обеспечить максимальное проникновение резиновой смеси между элементарными частицами корда за счет технологических факторов (температурный режим, фрикция, усилие прижатия валков).

Высокая и надежная прочность связи  в резино-металлокордном композите в значительной мере определяется составом брекерных резин.

Брекерные резиновые смеси должны обладать следующими свойствами: высокой  адгезией к металлокорду, способностью удовлетворительно перерабатываться на оборудовании, необходимой вязкостью, стойкостью к подвулканизации, должны иметь высокую скорость вулканизации, высокую клейкость.

 Брекерные резины должны быть высокого качества.

 Для обеспечения высокого  уровня прочностных и усталостных  свойств брекерных резин применяют  активные марки технического  углерода.

Определяющим фактором в достижении высокой прочности связи резины с металлокордом, являются составы вулканизующей и модифицирующей систем. Основным вулканизующим агентом для брекерных резин является полимерная сера «Кристекс ОТ-33», которая обеспечивает необходимую конфекционную клейкость обрезиненного металлокордного полотна и стабильность прочности связи резины с металлокордом в различных условиях старения. Так же для повышения адгезии резины к металлокорду добавляются такие ингредиенты, как стеарат кобальта, нафтенат кобальта

          Характеристика металлокордов 3Л30 и 4Л32НТ представлена в таблице 1.

 

Таблица 1 – Характеристика металлокордов 3Л30 и 4Л32НТ

Обозначение конструкции  металлокорда	Диаметр металлокорда, предельные отклонения, мм	Шаг свивки пряди, сердечника,металлокорда, предельные отклонения, мм	Направление свивки пряди, сердечника, металлокорда	Разрывное усилие металлокорда в целом,Н,не менее	Относительное удлинение  при разрыве,%, не менее, BISFA/H- метод	Прочность связи с резиной, Н, не менее		Линейная плотность металлокорда, предельные отклонения, г/м	Длина отрезка металлокорда на катушке, м
						BISFA (H- метод)	После  солевого старения BISFA (H- метод)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
2+2x0,32НТ (4Л32НТ)	0,78±0,08	14±0,7	S	836	1,5/2	339 (278)	278 (228)	2,23±0,11	8120
2+1x0,30 (3Л30)	0,64±0,03	16±1,0	S	586	1,5/2	329 (270)	270 (222)	1,67±0,08	11000

 

 

2. Характеристика сырья и материалов

 

Основными материалами  для изготовления брекера шин 205/65Р15 являются:

- металлокорд 3Л30 для слоев брекера;

- брекерная резиновая смесь  для обрезинивания металлокорда.

Основными материалами  для изготовления брекера шин 175Р16С являются:

- металлокорд 4Л32НТ для слоев  брекера;

- брекерная резиновая смесь  для обрезинивания металлокорда.

Вспомогательные материалы облегчают  ведение технологического процесса.

Характеристика  вспомогательных  материалов для изготовления брекера  представлена в таблице 2.

 

 

Таблица 2 –Назначение  вспомогательных  материалов

Наименование	Назначение
1	2
Полипропиленовая ткань шириной 300 мм Полипропиленовая ткань  шириной 960 мм	Для закатки слоев брекера Для закатки слоев обрезиненного  металлокорда

 

Для каждой резиновой смеси в соответствии с её назначением имеется рецепт. Рецептом называется состав каучуков и ингредиентов и их количественное соотношение в резиновой смеси.

Рецепты брекерных резиновых смесей, нормы ускоренного контроля и физико-механические показатели представлены в таблицах 3,4,5,6.

 

Таблица 3- Рецепт брекерной резиновой смеси для покрышки 205/65Р15

Наименование ингредиентов	Количество на 100 массовых частей каучука	Массовые проценты
1	2	3
НК 2сорт	100,00	51,17
Сера «Кристекс» ОТ-33	8,00	4,09
Сантокюр CBS	1,10	0,56
Белила цинковые БЦО	9,00	4,60
Стеариновая кислота А.Б.	0,80	0,40
Сантогард PVI	0,20	0,10
Масло ПН- 6	4,00	2,04
Стеарат кобальта	0,60	0,31
Смола Durez- 29095	1,00	0,51
CYREZ-964LF	2,00	1,02
Ацетонанил Н	1,00	0,51
Dusantox 6PPD	1,00	0,51
ALNOVOL PN 759	1,60	0,82
Технический углерод N-330	58,00	29,64
Минеральный наполнитель  Perkasil-408	7,00	3,57
Резиновая смесь 20 Бел 3050	0,30	0,15
Всего	195,60	100,00

  

 

 

 

Таблица 4- Рецепт брекерной резиновой смеси для покрышки 175Р16С

Наименование ингредиентов	Количество на 100 массовых частей каучука	Массовые проценты
1	2	3
НК 1с  П-31	50,00	26,73
СКИ-3  2гр	50,00	26,73
Сера «Кристекс» ОТ-33	7,50	4,01
Сантокюр CBS	0,80	0,43
Белила цинковые БЦО	7,00	3,74
Стеариновая кислота А.Б.	1,00	0,53
Сантогард PVJ	0,40	0,21
Канифоль сосновая А	2,50	1,33
Масло ПН-6	5,00	2,67
Стеарат кобальта	1,00	0,53
Смола СИС (КИС)	1,00	0,53
Dusantox 6PPD	1,00	0,53
Технический углерод N-339	60,00	32,00
Всего	187,20	100,00

 

Таблица 5 — Нормы ускоренного контроля брекерных резиновых смесей

Наименование резиновой смеси	Температура,ºС	Амплитуда колебания ротора, градус	Минимальный крутящий момент, Н·м	Максимальный крутящий момент, Н·м	Время начала вулканизации, мин:с	Продолжительность оптимальной вулканизации, мин : с
1	2	3	4	5	6	7
Брекерная резиновая смесь для  шины 175Р16С	190±0,5	0,5	2,0-3,5	20,0-25,0	0:20-0:30	0:40−1:10
Брекерная резиновая смесь для  шины 205/65Р15	190±0,5	0,5	1,5-2,5	10,5-14,5	0:37-0:57	1:40-2:05