1.2. Технология производства шин

Резина представляет собой совокупность компонентов, состоящую из эластомера (каучука) и добавок, которые вступают в сложное взаимодействие с каучуком и друг с другом. Основной компонент резиновой смеси - эластомер (каучук); он представляет собой полимер, отличительной особенностью которого является низкая температура стеклования или кристаллизации, обеспечивающая изделиям из этих полимеров возможность эксплуатации в высокоэластичном состоянии в достаточно широком температурном интервале (от -100 до +300 ° С). В настоящее время кроме натурального каучука (НК) резиновая промышленность имеет в своем распоряжении широкий ассортимент синтетических каучуков (СК), что позволяет создавать резиновые изделия с весьма разнообразными свойствами. Возможности резиновой промышленности в этом плане расширяются при использовании метода совмещения каучуков друг с другом или с другими полимерами. Применение различных видов добавок (ингредиентов резиновых смесей) позволяет еще больше разнообразить свойства резин. Невулканизованную смесь каучуков с ингредиентами называют резиновой смесью, и она является основным материалом, из которого изготавливается резиновое изделие. В большинстве резиновых изделий применяются также армирующие материалы - текстильные волокна, нити, ткани, металлическая проволока и различные фасонные металлические изделия.

Технология производства шин и резиновых технических изделий (РТИ) включает в себя ряд операций, переходов и превращений сырья и исходных материалов. Переработка сырья в изделия на заводах резиновой промышленности заключается в изменении его свойств, состояния, формы и размеров в результате физико-механических воздействий и химических превращений. Совокупность целенаправленных действий по превращению сырья и материалов в готовое изделие в промышленности называют технологическим процессом.

При всем разнообразии резиновых изделий в основе их производства заложена единая технологическая схема: подготовка материалов, приготовление резиновых смесей, изготовление полуфабрикатов, производство заготовок, вулканизация, отделка. Первые три процесса - общие для производства всех видов изделий. Последующие три (производство заготовок, вулканизация и отделка) различны в каждом из видов производств, а иногда и отдельных групп изделий одного вида.

Современный машинный технологический процесс производства шин и РТИ состоит из ряда последовательно выполняемых основных (рабочих) и вспомогательных операций. К основным обычно относят те операции, в результате выполнения которых изменяются свойства, состояние или положение объекта в пространстве, осуществляется изменение размеров (формы) или определенных качеств изделия. Вспомогательными являются загрузо-разгрузочные, установочно-съемные, транспортные и некоторые другие операции. Время, необходимое для выполнения основных и вспомогательных операций, обычно называют технологическим циклом. Для увеличения коэффициента полезного действия (КПД) машин желательно, чтобы в технологическом цикле продолжительность вспомогательных операций была как можно меньше.

Последовательность технологических операций производства резиновых изделий представлена на рис. 1. В большинстве основных (рабочих) процессов производства резиновых изделий перерабатываемый материал подвергается деформированию, при этом в нем могут возникать значительные напряжения (до нескольких десятков мегапаскалей), которые передаются рабочим деталям и узлам перерабатывающих машин.

Компоненты резиновых смесей и другие материалы поступают на заводы в твердом и жидком состояниях в соответствии с ГОСТ и ТУ. Форма их поставки должна удовлетворять определенным требованиям и быть удобной для взвешивания, дозирования и дальнейшего использования в производстве. Однако ряд компонентов резиновых смесей и других материалов необходимо подвергать предварительной обработке перед использованием в основном производстве, что значительно затрудняет научную организацию технологического процесса производства резиновых смесей.

Одним из основных материалов резиновых изделий является резиновая смесь, из которой совместно с различными тканями, нитями корда, металлокордом и другими материалами изготавливаются изделия различной формы, размеров и назначения. Изготовление резиновых смесей - один из наиболее сложных, ответственных и энергоемких процессов производства резиновых изделий.

Резиновая смесь представляет собой многокомпонентную однородную систему на основе каучука с различным количеством составляющих ее компонентов, причем состав и сами компоненты могут меняться в зависимости от типа и назначения резиновых смесей и изделий. Изготовление резиновых смесей осуществляется с помощью специального оборудования - резиносмесителей. В резиносмеситель все компоненты (ингредиенты) должны загружаться в определенных массовых соотношениях и в определенной последовательности. Для получения резиновых смесей высокого качества дозирование ингредиентов должно проводится с достаточной точностью. С этой целью все ингредиенты перед дозированием и загрузкой в резиносмеситель должны быть определенным образом подготовлены. Каждый каучук имеет свою технологию подготовки перед изготовлением резиновых смесей.

Однако современные технологические процессы производства резиновых изделий, несмотря на их значительные усовершенствования, продолжают сохранять ряд серьезных недостатков, среди которых прежде всего следует отметить значительные трудности, возникающие на пути создания автоматизированных производственных линий, применение тяжелого энергоемкого оборудования, довольно жесткие требования к свойствам исходного сырья, большие сложности в осуществлении некоторых процессов. Эти недостатки обусловлены главным образом свойствами применяемого сырья (каучука). Поэтому, чтобы добиться коренного усовершенствования технологических процессов, необходимо решить вопрос об использовании сырья в другой выпускной форме, обеспечивающей легкую транспортировку, непрерывное дозирование, легкое заполнение форм, т. е. каучук должен быть переведен в свободнотекучее состояние. Таким требованиям отвечают порошкообразная и жидкая выпускные формы каучука.

Последовательность технологических операций производства резиновых изделий представлена в Приложени 3.

Принципиальная технологическая схема процесса изготовления резиновых смесей по двухстадийному режиму смешения представлена в Приложении 4.