книги из ГПНТБ / Салтыков, А. В. Основы современной технологии автомобильных шин

тоде (upside down) все материалы загружают одновременно; на дне камеры находится сажа, затем мягчители, оставшиеся мате­ риалы и сверху каучук. При этом методе требуется плотная под­ гонка нижней дверки смесителя, чтобы предотвратить вытекание масла.

По литературным данным, при обратном методе сокращается продолжительность и понижается температура смешения, но по­ вышаются затраты энергии. Обратный метод применяется за рубе­ жом для двухстадийного смешения. В отечественной промышлен­ ности он распространения не получил.

Давление верхнего плунжера поддерживают максимально вы­ соким (до 10 кгс/см2) для повышения диспергирования сыпучих ингредиентов в каучуке и сокращения времени смешения, особен­ но жестких наполненных смесей. Давление плунжера всегда долж­ но превышать давление смеси внутри смесительной камеры, ко­ торое увеличивается с возрастанием скорости роторов и вязкости смеси.

Способы смешения. Применяются в основном два способа сме­ шения в закрытых смесителях — одностадийное и двухстадийное.

О д н о с т а д и й н о е с м е ш е н и е проводится в смесителях со скоростью вращения ротора 30 об/мин в течение 5— 6 мин и при­ меняется для приготовления каркасных, брекерных, изоляционных и других смесей, содержащих неактивные сажи.

Сажу рекомендуется вводить под плунжер при опущенном за­ творе под давлением, а жидкие мягчители — под плунжер, который находится в поплавковом положении.

При загрузке диспергаторов и твердых мягчителей и смеше­ нии каучука с регенератом и маточными смесями верхний затвор давит на смесь, т. е. находится под давлением воздуха. В конце смешения для получения более гомогенной смеси ее выдерживают под давлением верхнего затвора.

При введении серы и ускорителей температура смеси должна быть ниже температуры плавления серы и критической температу­ ры действия ускорителей (100—113 °С). Для этого смесители ох­ лаждают водой 10—12°С, полученной на централизованных уста­ новках, либо водой 0 ---- 1-4 °С, полученной на установках, распо­ ложенных вблизи смесителей. Серу добавляют за 1 мин до оконча­ ния смешения.

За рубежом внедряется способ одностадийного смешения в смесителях со скоростью вращения роторов 40 об/мин в присут­ ствии сильных замедлителей подвулканизации; время смешения сокращается до 3 — 3,5 мин.

Д в у х с т а д и й н о е с ме ше н и е . При одностадийном смеше­ нии не всегда удается получить высокую степень дисперсности каучука с ингредиентами, так как образующиеся комочки порош­ кообразных материалов вследствие увеличения пластичности сме­ си не растираются при дальнейшей обработке. В таких случаях для улучшения свойств смеси ее охлаждают и дополнительно об­ рабатывают в резиносмесителе. Поэтому протекторные, каркасные,

173

брекерные, автокамерные и смеси для боковин рекомендуется из­ готавливать методом двухстадийного смешения.

При двухстадийном смешении, как правило, используют непластИцированный каучук. Процесс пластикации и смешение кау­ чука с некоторыми ингредиентами происходит одновременно.

На первой стадии изготовляют промежуточные смеси, а на вто­ рой — окончательные.

При изготовлении промежуточных смесей в быстроходных сме­ сителях высокого давления в горловину резиносмесителя загру­ жают одновременно все компоненты, входящие в состав проме­ жуточной смеси. Быстро опускают плунжер и ведут смешение под

Проведение процесса возможно только при автоматическом пи­ тании резиносмесителя. Загрузка значительно облегчается, если применяются заправленные ингредиентами каучуки, различные пасты и композиции. Из всех известных способов упрощения про­ цесса смешения наиболее перспективным является введение ингре­ диентов в латекс. При этом улучшается диспергирование ингреди­ ентов в каучуке, сокращается расход электроэнергии на смешение, а также продолжительность процесса. Для уменьшения продолжи­ тельности разгрузки современные смесители снабжены быстродей­ ствующей разгрузочной дверью больших размеров откидного типа. Цикл открывания ее не превышает 2 с, и выгрузка готовой смеси длится несколько секунд. Поэтому пришлось отказаться от листовальных вальцов для отбора смесей и использовать большие червячные прессы с конусным червяком диаметром 15—18".

Мощные скоростные современные резиносмесители устанавли­ ваются так же, как и обычные, — на платформах, которые распо­ лагаются над червячными прессами или вальцами. В целях умень­ шения потерь сыпучих материалов смесители снабжаются

вентиляционными установками, возвращающими унесенную пыль в закладку.

Данные о продолжительности смешения шинных смесей при различных способах проведения процесса приведены в табл. 7 .3 .

Маточную смесь, изготовленную на первой стадии, загружают в тихоходный смеситель со скоростью вращения ротора 20 или 30 об/мин, куда добавляют оставшиеся ингредиенты и получают окончательную смесь. Продолжительность смешения 1,5— 3 мин. Процесс ведут по заданному температурному режиму, т. е. при 113 °С смесь выгружают на вальцы (длина валков 2130 мм) или в червячные машины с листующими головками (типа каландра).

Вальцы снабжают перемешивающими устройствами и ножами для срезки полос.

Выбор емкости резиносмесителей. Описанные выше методы смешения относятся как к резиносмесителям с емкостью камеры 250 л, так и к смесителям емкостью 400 и 620 л. Выбор емкости зависит от объема производства. На больших заводах целесооб­

174

* Масса закладки шинных смесей колеблется от 159 до 169 кг.

**Все смеси готозили из пластицированного каучука.

***Применяли непластицированный каучук.

За рубежом применяются смесители повышенной емкости. При скоростном смешении и автоматической развеске стоимость транспортных и автоматизированных систем превышает стоимость самих смесителей. Поэтому уменьшение числа смесителей сокра­ щает стоимость подсобных устройств и потребность в обслужи­ вающем персонале, а также потери вспомогательного времени на единицу массы выработанной резиновой смеси. Смесители емко­ стью 620 л стали использовать после появления червячных машин с диаметром червяка 21 ", позволяющих отбирать сразу всю за­ грузку смесителя.

В 1970 г. фирма «Фарелл» (США) выпустила резиносмеситель типа Бенбери № 15. Смеситель имеет полную емкость камеры 400 л, а рабочую камеру емкостью 250 л, четырехкрылые роторы, сверленные боковины капсульного типа, которые можно снимать без демонтажа торцевых стенок, увеличенные разгрузочные и загрузочные отверстия и откидывающуюся (падающую) разгру­ зочную дверь. Мощность электромотора 1500 кВт при скорости вращения ротора 40 об/мин. Смешение длится 2—2,5 мин.

175

Смесители непрерывного действия

В практику^ шинных заводов начинают внедрять смесители не­

прерывного действия, более прогрессивные, чем смесители певиодического действия. F

В конце 50-х годов появился непрерывный смеситель фирмы Нейшенел Раббер Машинери (США) типа Ротомилл. Эти смеси­ тели из-за небольшого объема камеры не получили большого рас­ пространения и главным образом применяются для подогрева сме­ сей перед подачей в каландры и шприц-машины.

В 1961 г. фирмой Фарелл (США) был выпущен смеситель не­ прерывного действия (рис. 7.17) производительностью от 450 до

Рис. 7.17. Продольный разрез непрерывного смесителя фирмы «Фаррел»:

4500 кг/ч маточной смеси, который в отличие от Ротомилла, в ком­ бинации с резиносмесителями может быть использован для про­ ведения второй стадии смешения. Выпуск таких смесителей огра­ ничен, что объясняется трудностями непрерывного дозирования каучуков и сыпучих ингредиентов. Однако, учитывая их преиму­ щество перед смесителями периодического действия, можно ожи­ дать, что через несколько лет они станут основным оборудованием.

В 1967 г. в США появились червячные смесители «Ширмикс» или «Трансфермикс», которые по конструкции резко отличаются от обычных червячных машин. Внутри корпуса такого смесителя вращается шнек, имеющий фигурную форму (рис. 7.18). Как вид­ но из рисунка, в местах, где витки пропадают, корпус имеет на­ резку, направленную в обратную сторону. Таким образом, резино­ вая смесь передвигаясь вдоль червяка, переходит от шнека в резьбу цилиндра, а затем опять на шнек в точке, где на нем на­ чинается резьба *. Переход происходит в узком зазоре между шне­ ком и корпусом. При этом возникают большие срезывающие уси­ лия. Смесь, находясь в витках ротора и цилиндра, перемешивается и вращается, так как нарезки направлены противоположно.

переходаЯ полУчения качественной резиновой смеси требуется четыре указанных

176

т

it

Рис. 7.18. Смеситель системы «Трансфермикс» или «Ширмикс»:

/ — з а г р у з о ч н а я в о р о н к а ; 2 — к о р п у с ; 3 — н а р е з н о й р о т о р ; 4 — п е р е ­ п у с к н а я щ е л ь .

г р а н у л ; / — « Т р а н с ф е р м и к с » д л я в т о р о й с т а д и и с м е ш е н и я ; 5 — « Т р а н с ф е р м и к с » х о л о д н о г о п и т а ­ н и я д л я п о д о г р е в а р е з и н ы п е р е д к а л а н д р о в а н и е м ; в — „ Т р а н с ф е р м и к с " х о л о д н о г о п и т а н и я д л я ш п р и ц е в а н и я п р о т е к т о р о в .

177

Машина наиболее эффективно работает, когда наполнена смесью. Поэтому необходимо обеспечить постоянство питания ре­ зиновой смесью (листы, гранулы, крошка, ленточки, комки из бен­ бери и т. п.).

Машины «Трансфермикс» выпускаются с диаметром червяка от 1 до 21" и производительностью от 5 кг/ч до 15 т/ч. Машина диаметром 21" по производительности может отбирать смесь от скоростного резиносмесителя Бенбери № 27.

Смесители «Трансфермикс» применяются (рис. 7.19) для от­ бора резиновых смесей из резиносмесителей первой стадии, в этом случае они имеют листовальные или гранулирующие головки; вместо резиносмесителей второй стадии при обеспечении непре­ рывной подачи ингредиентов в питательную воронку смесителя «Трансфермикс»; вместо вальцов для подогрева резиновой смеси и в качестве шприц-машин холодного питания.

Испытания машины «Трансфермикс» показали, что качество

Наибольшая трудность при применении «Трансфермикс» для смешения заключается в обеспечении непрерывной подачи ингре­ диентов пропорционально подаваемому каучуку. По данным США, стоимость установки Бенбери и «Трансфермикс» несколько выше, чем Бенбери и вальцов, Бенбери и экструдеров, но на 1 т/ч выпу­ щенной смеси их стоимость ниже.

По мнению американских специалистов, машины «Трансфер­ микс» получат широкое распространение, когда будет доработана система непрерывного дозирования.

В СССР создан непрерывный 2-червячный смеситель РСНД с диаметром червяков 430 мм. Этот смеситель одновременно вакуумирует смесь. Он может быть использован для изготовления протекторных, каркасных, брекерных смесей в одну стадию. По качеству эти смеси равноценна смесям, полученным в резиносме­

179

сителе емкостью 250 л в две стадии (при 30 и 40 об/мин). Произ­ водительность смесителя 2000—3600 кг/ч. Мощность электромо­ тора постоянного тока 800 кВт.

Мероприятия по предотвращению подвулканизации резиновых смесей

Особое внимание должно быть уделено осуществлению меро­ приятий по предотвращению подвулканизации резиновых смесей в процессе изготовления, хранения и обработки. Подвулканизация приводит к порче резиновых смесей.

Для борьбы с подвулканизацией резиновых смесей в процессе их изготовления, помимо рецептурных и реологических факторов, изложенных в главе VI, рекомендуются следующие меро­ приятия:

1.Применение резиносмесителей с охлаждением боковин че­ рез сверленные каналы холодной водой.

2.Проведение процесса смешения с серой по температуре.

3.Применение для отбора смесей хорошо охлаждаемых чер­

вячных прессов, либо вальцов с валками, охлаждаемыми через про­ сверленные каналы.

4.Применение охладительных противней под вальцами и ох­ лаждающих барабанов с перемешивающими устройствами над ними.

5.Проведение в отдельных случаях охлаждения смесей на вальцах поливанием водой.

6 . Уменьшение фрикции листовальных вальцов до 1 : 1,08.

7. Применение интенсивного охлаждения резиновых листов или гранул, подлежащих хранению на складах или бункерах.

Очистка резиновых смесей

Резиновые смеси, предназначенные для изготовления ответст­ венных газонепроницаемых деталей шин, подвергают очистке. Смеси на основе низкосортного натурального каучука как правило подвергают очистке.

Резиновые смеси очищают от различных посторонних включе­ ний и комков ингредиентов на червячных фильтр-прессах (стрейнерах) со специальной головкой (рис. 7.20), схема установки которого показана на рис. 7.21.

В головке фильтр-пресса между решетчатыми дисками устанав­ ливают сетки с различным числом отверстий. Головка имеет бы­ стродействующий байонетный затвор для ускорения и облегчения ее чистки и замены сеток. Применяют также мощные фильтр-ма­ шины с комбинированными головками (рис. 7.22), которые позво­ ляют проводить очистку и листование смеси. Такую машину вы­ годно использовать при поточных методах работы. Иногда про­ цесс очистки совмещают с гранулированием смеси. Для получения

179

Так как некаль способствует пенообразованию, в воду добав­ ляют антипенообразователи (скипидар или керосин). При частич­ ной замене некаля диспергатором НФ (ди-р-сульфонатриевая соль нафталинметана) получаются более стойкие суспензии, про­ должительность изготовления сокращается в 3—4 раза и при ра­ боте с такой суспензией не наблюдается сильного пенообразова-

насосов из строя в результате абразивного действия суспензии и большой ее расход.

Разрабатываются способы охлаждения, с применением су­

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ В ПОДГОТОВИТЕЛЬНОМ ЦЕХЕ ШИННОГО ЗАВОДА

Бесперебойная работа подготовительного цеха, оснащенного современным оборудованием, возможна при наличии тщательно продуманной системы организации работы, при которой дости­ гаются наиболее рациональное использование оборудования и вы­ сокая производительность. Выбор той или иной системы организа­ ции работы зависит от конкретных производственных условий.

При ручной развеске в одном и том же резиносмесителе гото­ вят различные по составу резиновые смеси. При применении ав­ томатических весов и автоматической загрузки материалов резиносмеситель закрепляют за определенными смесями. Такая спе­ циализация резиносмесителей обусловлена высокой стоимостью

182