книги из ГПНТБ / Восстановительный ремонт шин

■осуществляющие обработку по заданному профилю за счет переме­ щения шероховального (срезывающего) инструмента относительно плоскости вращения обрабатываемой покрышки. К другой группе — станки с перемещением шинодержателя (посадочного устройства) с покрышкой относительно шероховального инструмента. Шероховальные станки могут быть разделены также по признаку взаимо­ расположения плоскостей вращения обрабатываемой покрышки и шероховального инструмента на станки для продольной или поперечной шероховки, по виду посадочного устройства — на станки с поддувом обрабатываемой покрышки и на станки с жесткой опо­ рой и т. д. В отечественной шиновосстановительной промышленности наиболее широкое распространение получили универсальные копи- ровально-шероховальные станки ШІІІК-64 (рис. VI.25).

Копировально-шероховальный станок ПІШК-64. Устройство станка ШІІІК-64 показано на рис. VI.25, б. На плите 1 смонтированы поворотный кронштейн 2 с приводом 3, несущий шероховальную головку 4, станина 5 шинодержателя 6 и пневмоподъемник 7. Пово­ ротный кронштейн 2 установлен на тумбе 8, закрепленной в плите 1. Привод поворотного кронштейна состоит из электродвигателя 9, двуступенчатой клиноременной передачи, червячного редуктора и открытой червячной передачи, колесо 10 которой закреплено на нижней части кронштейна.

В верхней части поворотный кронштейн 2 имеет направляющие типа «ласточкин хвост», обеспечивающие возвратно-поступательное перемещение ползуна 11 с шероховальной головкой 4 в радиальном по отношению к обрабатываемой покрышке направлении. Приводом ползуна 11 служит пневмодилиндр, размещенный между направля­ ющими в верхней части поворотного кронштейна. Корпус пневмо­ цилиндра шарнирно соединен с задней (на рис. VI.25, б — слева) стенкой кронштейна, а его шток — со следящим роликом 12, свя­ занным с ползуном 11. Следящий ролик 12 упирается в сменный копир (шаблон) 13, укрепленный на верхнем конце тумбы 8 и зада­ ющий профиль обработки покрышки. Для перемещения ползуна вручную служит механизм, состоящий из ходового винта, корпуса с раздвижной гайкой 14 и маховичка 15.

На ползуне 11 размещены шероховальная головка 4, привод вращения шероховального инструмента и привод смены инстру­ мента. Цилиндрический корпус шероховальной головки 4 устано­ влен в подшипниках скольжения в стакане, укрепленном в передней части ползуна 11. В верхней части корпус имеет гнездо для крепле­ ния резцедержателя 16. Внутри корпуса эксцентрично расположен вал, на верхнем конце которого укреплен шероховальный инстру­ мент (наборная фреза) 17, а на нижнем — шкив. На нижней части корпуса установлена червячная шестерня, обеспечивающая поворот шероховальной головки при смене инструмента. Привод смены инструмента состоит из электродвигателя 18, клиноременной пере­ дачи и червячной пары. Привод шероховального инструмента осу­

ществляется от электродвигателя 19 через клиноременную пере­ дачу.

1 8 4

Шероховальная головка снабжена системой отсоса, состоящей из пылеприемника 20, выполняющего одновременно роль огражде­ ния режущего и шероховального инструментов, и гибкого рукава 21, соединяемого с общей цеховой системой отсоса.

Смонтированная на плите 1 станина 5 шинодержателя представ­ ляет собой пустотелую стойку, внутри которой размещены приборы контроля и управления работой пневмоцилиндров. В верхней части станина 5 имеет направляющие, обеспечивающие возвратно-поступа­ тельное перемещение ползуна 22 шинодержателя, которое осущест­ вляется вручную с помощью механизма, состоящего из конической

ивинтовой пар и маховичка 23.

Всредней части верхней поверхности ползун 22 имеет продоль­ ные направляющие, обеспечивающие перемещение салазок, несущих фрикционный привод вращения покрышки. Привод вращения по­ крышки состоит из электродвигателя 24, цилиндрической косозубой

передачи и кронштейна 25, в котором смонтирован приводной фрик­ ционный ролик 26. Возвратно-поступательное перемещение привода обеспечивает пневмоцилиндр, размещенный внутри ползуна 22.

В передней (рис. VI.25, б — слева) части ползуна 22 на попереч­ ных направляющих 27 установлен шинодержатель 6. Шинодержатель представляет собой кронштейн, в верхней части которого в подшип­ никах качения консольно закреплена ось, на которую надевают сменные патроны 28, предназначенные для монтажа обрабатываемых покрышек. Поперечное перемещение шинодержателя 6 осущест­

монтажа обрабатываемых покрышек станок снабжен пневмоподъем­ ником 7.

Т е х н и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а с т а н к а IÜ IÜ K -6 4

Размеры обрабатываемых покрышек, мм

186

операция выполняется посредством включения и выключения соот­ ветствующих кнопок и тумблеров на пульте управления. В этом режиме все механизмы станка работают независимо. При автомати­ ческом режиме для пуска станка включают только одну пусковую кнопку на пульте управления, после чего все механизмы станка работают в порядке, установленном схемой управления. В исходном положении поворотный кронштейн 2 отведен в крайнее заднее от станочника положение. Ползун 11 с шероховальной головкой 4 и салазки с фрикционным приводом 26 отведены от подлежащей обработке покрышки. Нажатием на пусковую кнопку включают электродвигатель 24 фрикционного привода и пневмоцилиндр его> перемещения. Вращающийся приводной ролик 26 прижимается к покрышке и начинает ее вращать. Спустя 5—7 с включается пневмо­ цилиндр ползуна 11 шероховальной головки. При подходе следя­ щего ролика 12 к копиру 13 регулируемый кулачок, укрепленный на ползуне 11, нажимает конечный выключатель, включающий электродвигатель 9 поворотного кронштейна 2. Последний начинает перемещаться против часовой стрелки, причем следящий ролик 12г

1 8 7

кронштейна 2 ролик 12, накатываясь на выступ копира, отводит резец от покрышки. В этот момент ползун 11 своим кулачком нажимает конечный выключатель, включающий электродвигатель 18 поворота шероховальной головки. После установки шероховальной фрезы в рабочее положение включается пневмоцилиндр перемещения шероховальной головки, электродвигатель 19 вращения фрезы и влектродвигатель 9 поворотного кронштейна. Кронштейн 2 начинает

Рис. VI.26. Режущие и шероховальные инструменты станка ШШК-64:

м — общий вид резца; б — схема резания; в — резец с зубчатой режущей кромкой; г — шероховальная пластинчатая фреза (а — угол резания; ß — угол заточки).

поворачиваться в направлении часовой стрелки, а фреза 17 произ­ водит обработку поверхности покрышки. При подходе кронштейна к крайнему положению происходит выключение его привода, отвод шероховальной головки, выключение привода шероховального ин­ струмента, смена инструмента и отвод фрикционного привода. Таким образом станок выводится в исходное положение.

Режущий и шероховальный инструменты. В качестве инстру­ мента для срезки остатков рисунка изношенного протектора на отечественных шероховальных станках применяют сменные диско­ вые резцы (рис. VI.26) с углом заточки около 25°. Для крепления да резцедержателе резцы имеют центральное и четыре периферийных

188

отверстия (под установочные штифты). Применение дисковых рез­ цов создаёт несомненное удобство в работе. Поворотом на 90° ста­ ночник, не меняя резец, выводит в рабочую зону незатупленный сектор. В результате значительно сокращаются потери времени на смену резцов. Иногда применяют резцы с зубчатой режущей кромкой (рис. VI.26, в). Преимущество таких резцов состоит в том, что они обеспечивают дробление снимаемой резины. Это облегчает удаление отходов с рабочего места.

В качестве шероховального инструмента обычно применяют диско­ вые фрезы (шарошки) с набором сменных секторных пилок (рис.

в каждом), между которыми вставляют секторные прокладки. Корпус фрезы состоит из двух дисков, внутренние поверхности которых имеют наклонные выступы по числу монтируемых пилок, обеспечивающие наклон пилок под небольшим углом к окружному направлению.

Обычно обработку или переработку пластмасс, резиновых сме­ сей и других полимерных материалов проводят методами шприце­ вания, каландрования, и формования. Механическую обработку вул­ канизованной резины производят путем резания, фрезерования или шлифования, как при холодной обработке металлов. От правильного выбора способов и режимов резания и шерохования резины зависит не только качество восстанавливаемых шин, но и такие экономические показатели шиновосстановительного производства, как энергетиче­ ские и трудовые затраты на единицу выпускаемой продукции.

Специфика физико-механических свойств, низкие плотность и твердость, сравнительно невысокая теплостойкость, очень малая теплопроводность (в сотни раз меньшая, чем у металлов) определяют своеобразие режимов резания полимерных материалов. Поскольку сопротивление срезу и сжатию сравнительно мало, усилие резания невелико; в этом случае можно работать с большими сечениями стружки (порядка десятков мм2) и высокими скоростями резания — до 1000 и более м/мин. Однако с увеличением скорости происходит зна­ чительное возрастание тепловыделения в зоне резания вследствие потерь механической энергии на трение резца о материал, пластиче­ ские деформации, а в случае шероховки и на измельчение снимаемого слоя. При простом резаниирезины, в отличие от шероховки, суще­ ственного измельчения материала не происходит, а идет процесс «раздирания» резины, при котором основная часть энергии затра­ чивается (необратимо) на образование новой поверхности изделия при отделении от него стружки. Поэтому может оказаться полезным приложение к изучению процесса резания резины закономерностей теории раздира высокоэластичных материалов. Как известно, раздир отличается от разрыва тем, что разрушение материала и образо­ вание новой поверхности в этом случае происходит при наличии дефектов — надрезов или надрывов, наносимых искусственно, и требует гораздо іщныпих усилий. При этом большую роль играет

1 8 9

величина угла в вершине надреза. Очевидно, что при резании ре­ зины величина этого угла будет зависеть от геометрии резца.

Усилие действующее на резец при снятии резиновой стружки с обрабатываемой покрышки, можно разложить на три перпенди­ кулярные друг другу составляющие Рх, Ру, Pz (рис. VI.27). На­ правленная вниз сила Рг — сопротивление резанию, зависящее от скорости резания, свойств материала (резины), величины углов резания и заточки резца, сечения стружки и др. Сила Рх— осевая

где R — радиус покрышки; Мкр — крутящий момент, развиваемый двигателем шероховального станка, вращающим покрышку.

Учитывая, что прочность удаляемой протекторной резины срав­

Усилие резания Pz колеблется в зависимости от положения точки профиля покрышки, проходимой резцом, и составляет для короны и плечевой части 50—80 кгс и боковины 20—25 кгс. Условное на­ пряжение в области резания (отношение усилия резания к площади снимаемой стружки) довольно стабильно и равно 130—150 кгс/см2 (достигая в отдельных местах 180 кгс/см2). Ниже приведены условия резания в различных зонах покрышки:

190

По площади снимаемой стружки может быть при этом условно оценена область деформирования резинового массива вблизи резца при его внедрении в протекторный слой.

В теории резания металлов усилие резания определяется по формуле:

где Ср — коэффициент резания, близкий к временному сопротивлению разру­ шающей нагрузке, кгс/сма; h — подача за оборот, см; б — глубина резания, см; X и у — показатели степени при величинах подачи и глубины резания. Для металлов они близки к единице. Очевидно, что по соображениям размерности всегда х -(- у = 2.

Если принять аналогичную формулу для расчета Рг при резании резины и считать, кроме того, что х = у — 1, а Ср для резины — около 150 кгс/см2 II h (подача за оборот, или ширина срезаемой ленточки) равно 1,5 см, то:

Рг —150 • 1,5 • 0,2 = 45 кгс

Это значение близко к измеренной'силе резания. Таким образом, по формуле (5) можно оценить усилие, приходящееся на резец при срезке протектора, если известны свойства протекторной резины и задано сечение стружки, связанное с производительностью станка.

Удельные затраты механической энергии при срезке протектора в различных зонах покрышки на станке ШІПК-64 колеблются в пре­ делах 0,7—2 кгм/см3:

Интересно, что условие резания Рг при расчете на 1 см ширины стружки оказывается очень близким к сопротивлению соответству­ ющих резин раздиру (50—70 кгс/см).

Усилие шерохования было определено по потребляемой мощ­ ности привода шероховальной фрезы. Максимальная мощность зафиксирована при шероховке короны покрышки. Результаты измерений приведены ниже:

Увеличение диаметра шероховальной фрезы (и линейной ско­ рости шероховки) значительно уменьшает усилие шероховки и нагре­ вание обрабатываемой поверхности. Интересно, что усилие резания при шероховке снижается именно с увеличением скорости. Это может быть объяснено в рамках представлений о временной зависимости вязко-упругих свойств полимеров, а именно приближением к хруп­ кому разрушению с увеличением скорости и снижением темпера­ туры. Такое разрушение требует меньших усилий по сравнению с разрушением резины в ее обычном, высокоэластическом состоянии.

191

Поэтому во всех случаях можно рекомендовать повышение скорости резания при срезке-шероховке протектора, если только при этом не увеличивается чрезмерно температура в рабочей зоне.

Посадочные устройства к станку ШШК-64. Различают два основ­ ных типа посадочных устройств к шероховальным станкам — устройства для обработки покрышек в поддутом состоянии (пневмо­ патроны) и устройства для обработки покрышек на жесткой опоре (дорне). Наиболее распространены посадочные устройства для об­

кулачков требует сравнительно больших затрат времени. Люфты кулачков и наличие сменных накладок являются причиной биения патронов, часто значительного. Это вызывает необходимость проточки патронов в сборе.

Указанные недостатки устранены в патронах со съемным борто­ вым кольцом и замком байонетного типа. Такими патронами (ШШКП-3) для легковых покрышек укомплектованы станки ШШК-64, выпущенные в 1967 г. и позже. При применении патронов ШШКП-3 почти вдвое сокращается продолжительность установки и снятия покрышек, резко снижается биение в процессе обработки. Однако и в этом случае смена покрышек занимает много времени из-за необ­ ходимости вставки и выемки ездовых камер. Отказаться от этих операций позволяют пневмопатроны диафрагменного и бездиафрагменного типов.

Пневматический диафрагменный патрон инд. 8-65/1 (рис. VI.29,а), состоит из корпуса 1, резиновой диафрагмы 2, профильных колец 3, служащих одновременно, для крепления диафрагмы и посадки по-

192

крышек, съемного запорного диска 4 с ограничительным буртом и замком байонетного типа. Корпус 1 неподвижно закреплен на гильзе 7, смонтированной на подшипниках 8 на оси 6 шинодержа­ теля 5. С помощью канала, проходящего через ось и корпус патрона, полость, заключенная под диафрагмой, сообщается с пневмосисте­ мой, атмосферой и эжектором. Герметизацию поддиафрагменной полости обеспечивают уплотнительные кольца 9 с пружиной 10.

фильные кольца; 4 — запорный диск; 5 — шинодержатель; в — ось шинодержателя; 7 — гильза; 8 — подшипник; 9 — уплотнительные кольца; 10 — пружина; б — патрон с пневма­

При работе с такими патронами для установки обрабатываемой покрышки при помощи эжектора создают в поддиафрагменной по­ лости разрежение, необходимое для втягивания диафрагмы в по­ лость корпуса патрона. Затем надевают покрышку, устанавливают запорный диск и поворотом его запирают байонетный замок. По­ давая под диафрагму воздух под давлением 1,2—1,7 кгс/см2, рас­ правляют ее и обеспечивают поддув покрышки. Закончив цикл об­ работки, с помощью соответствующего крана соединяют поддиа­ фрагменную полость с эжектором, убирают диафрагму, снимают запорный диск, а затем и обработанную покрышку.

Дальнейшее снижение трудоемкости операции смены покрышек на шероховальном станке обеспечивает применение диафрагменных пневматических патронов инд. 8-65/2 (рис. VI.28, б). Отличительная особенность таких патронов состоит в том, что запирающее устрой­ ство выполнено в виде шести поджатых пружинами 6 секторов 4 с роликами 5. Передняя (на рис. VI.29, б — левая) стенка корпуса патрона имеет направляющие радиального перемещения секторов,