Технологический процесс производства ездовых камер

Технология ездовых камер включает изготовление камерных, вентильных и клеевых смесей, подготовку вентилей, профилирование и стыковку камерных заготовок, вулканизацию камер и заключительные операции. Камерные смеси на основе непредельных каучуков изготавливают в две стадии и тщательно очищают на червячных машинах с фильтрующими и стрейнирующими головками, которые снабжены сетками для удаления посторонних включений, агломератов неразмешанных каучуков и техуглерода. Смеси на основе БК изготавливают при увеличенном на 10-15% объёме загрузки материалов и повышенной на 10-25 ^о С температуре смешения на первой стадии. При переходе с непредельных каучуков на БК смеситель тщательно чистят смесью изБК-1675 и техуглерода для камерной смеси в соотношении 100:75, так как из-за больших различий в скорости вулканизации они несовместимы с БК и резко ухудшают механические показатели резин на его основе.

Перспективная технология изготовления камерных смесей - это линии двухстадийного смешения с предварительным подогревом БК до 45 ^о С и применением на первой стадии смесителей с объёмом камер 0,63 м ³, 0,37 м ³ и 0,27 м ³, а на второй – 0,37 м ³ и 0,27 м ³ с регулируемой частотой вращения роторов и тепловыми станциями. Продолжительность изготовления маточных смесей в РС-250 при объёме загрузки 0,185-0,205 м ³, температуре смесителя 90 ^о С и частоте вращения роторов 40 об/мин составляет 6 минут, а смесей второй стадии при частоте вращения роторов 30 об/мин – 2,5 минуты. Температура выгрузки смеси первой стадии во избежание порообразования не должна превышать 170 ^о С, а смеси второй стадии во избежание подвулканизации – 110 ^о С.

Стрейнирование маточных смесей сразу после первой стадии, чтобы избежать их дополнительного разогрева, проводят через комплект трёх сеток: опорной с размером отверстий 2 мм и двух рабочих - 1 и 0,5 мм при охлаждении головки, червяка и цилиндра во избежание подъёма температуры выше 175 ^о С. Предпочтительна передача смесей по схеме смеситель-вальцы-стрейнер, а вылежка перед второй стадией способствует повышению их качества.

Стрейнирование готовых смесей после второй стадии связано с повышением требований к чистоте резин для тонкостенных ездовых камер и проводится на фильтрпрессах типа МЧТ-250-Л-СБ (конструкция плавающей гильзы) перед шприцеванием камерных рукавов. Производительность машины и температура выходящей из головки смеси зависят от степени её засорённости, поэтому очистка готовой смеси не исключает необходимости предварительной очистки маточных смесей. Во избежание подвулканизации стрейнированная горячая смесь без задержки подаётся транспортёром на вальцы с фрикцией 1:1,07 для охлаждения до 95-105 ^о С и гомогенизации с последующей передачей прямым потоком на питательные вальцы камерного агрегата. Внедрение процесса очистки готовых смесей позволяет уменьшить их повторную переработку на камерном агрегате в 3-5 раз и снизить уровень брака ездовых камер по дефекту «посторонние включения». Оптимальные параметры стрейнирования – частота вращения червяка 30-40 об/мин, температура цилиндра 25-35 ^о С, червяка 55-65 ^о С, головки 110-120 ^о С и питающей резиновой ленточки 85-90 ^о С. Для облегчения чистки перфорированного диска стрейнера перед началом работы его смазывают 1-2% раствором силиконовой эмульсии.

Профилирование камерных рукавов должно обеспечивать получение качественных заготовок стабильных размеров, а применение БК, позволяющего выпускать более тонкостенные рукава, ужесточает требования к ним по габаритам. Величина колебаний основных параметров шприцевания зависит от конструктивных особенностей, степени износа и режима работы оборудования, при этом наиболее важна стабильность трёх взаимосвязанных параметров процесса – производительности, давления и температуры. Выбор температуры головки экструдера зависит от её конструктивных особенностей и склонности резиновой смеси к подвулканизации, устойчивые смеси позволяют увеличить её до 120 ^о С, что улучшает качество поверхности и снижает усадку заготовок, а более склонные - требуют более низких температур. Очень важны для стабильности заготовок постоянство температурного режима профилирования и режима работы камерного агрегата, а также однородность пласто-эластических свойств каучука и резиновой смеси. Оптимальный режим работы камерного агрегата достигается при увеличении заполнения нарезки червяка экструдера питающей резиновой ленточкой и уменьшении вытяжки рукава (не более 5%) на его транспортирующих устройствах и механизмах. Перед профилированием неоднородных по свойствам смесей обеспечивают эффективную гомогенизацию их на вальцах, а для устранения вытяжки заготовок проводят постоянную корректировку скоростей движения транспортёров системой автоматического их согласования с учётом изменения усадки. Однородность смесей повышают путём использования партий БК-1675Т с расхождением показателей вязкости по Муни не более 5 ед. На питающих вальцах должен сохраняться небольшой постоянно поддерживаемый запас резиновой смеси. Для предотвращения слипания стенок шприцуемого рукава внутреннюю поверхность продувают тальком или слюдой, а наружную – сухим или мокрым талькированием. Исключается попадание влаги внутрь заготовок рукава, а хранятся они в развёрнутом виде на полках стеллажей и в книжках-тележках. Хладотекучесть БК не допускает укладку заготовок друг на друга или свисание с полок концов рукавов, хранение их до 24 ч обеспечивает повышение на 20% прочности стыка, а выше 24 ч – приводит к дефектам «утонение стенок» по месту сгиба.

Подготовка вентилей проводится с целью обеспечения требуемой прочности связи с резиной путем очистки латунных корпусов от загрязнения маслом и продуктами коррозии с последующим травлением в кислотах для удаления оксидной плёнки и активации поверхностного слоя. При щёлочно-кислотном способе очистки корпуса вентилей обезжиривают в 10% растворе кипящей щёлочи, промывают и травят в концентрированном растворе HNO ₃, либо HCl+HNO ₃ (царская водка), либо H ₂ SO ₄ +HNO ₃ (меланж) и окончательно промывают в химически очищенной воде или конденсате. При ультразвуковом способе очистки корпуса вентилей обрабатывают в 2-4% растворе NaOH при 70 ^о С в течение 5 мин при частоте колебаний вибратора 20 кГц и промывают в химически очищенной воде. На некоторых шинных заводах применяют только щелочной или только кислотный способ, что не даёт надёжной очистки. При щелочном способе обезжиривают в 5-10% кипящем растворе NaOH или Na ₂ СO ₃ в течение 7-10 мин с последующей промывкой. После промывки корпусов с них удаляют влагу в сушильных шкафах при 65-70 ^о С либо в центрифугах, обдув магистральным сжатым воздухом неприемлем из-за наличия в нём следов масла и влаги; после этого на некоторых заводах применяют клеевые покрытия на основе СКИ-3 и НК. Зарубежные фирмы используют для очистки вентилей химические и электрохимические методы, а для повышения прочности связи с металлом покрывают очищенные корпуса адгезивами типа «Хемосил».

Обрезинивание вентилей на отечественных шинных заводах проводят методом прямого крепления вентильной резины к металлическому корпусу. Заготовки для резинового основания вентилей имеют форму колец, нарезанных из толстой профилированной трубки вентильной смеси. Металлические корпуса вентилей вставляют в гнёзда специального пресса и на них накладывают резиновое кольцо, а после вулканизации у резиновых оснований (фланцев) обрезают кромки, шерохуют их и промазывают клеем со стороны камеры и укладывают на поддоны для сушки. Прочность связи резины с металлом корпуса зависит от продолжительности сушки, которая для 20% клея из смеси на основе хлорбутилкаучука НТ 1068 составляет 20-25 мин. Применяют две схемы установки шерохованных и промазанных резиновым клеем вентилей: на шприцуемый рукав в линии камерного агрегата и на камерные заготовки после снятия их с агрегата и завершения технологической вылежки. За рубежом обрезинивают вентиля методом литья под давлением на литьевых автоматах, что является наиболее прогрессивным. Преимущества метода литья – исключается шприцевание заготовок вентильной смеси, автоматизировано управление процессом обрезинивания, сокращаются время вулканизации и отходы смеси на выпрессовки и обеспечивается стабильная и высокая прочность связи резины с корпусом вентиля при производительности 1000-3000 шт/ч.

Стыковка камерных заготовок относится к наиболее ответственным операциям, так как качество стыка является важнейшей эксплуатационной характеристикой камер, а дефекты стыка наиболее распространены и в процессе их производства, и при эксплуатации. Пневматические стыковочные станки ССК обеспечивают небольшую прочность стыка - 45-55% от прочности резины. Автоматизированные стыковочные станки фирм «Мидленд Дизайнинг» (Англия) и «ВМИ-ЕПЕ» (Голландия) с гидравлическим приводом прижимного устройства и подвижного рабочего стола имеют универсальные обрезиненные прижимные матрицы, горизонтальный способ резки и механизм отбора обрезков концов заготовок (табл.3.30). Гидравлические стыковочные станки отличаются от пневматических способом формирования шва, ограничивая его объём резиновыми полосами зажимных матриц и боковых упоров, что позволяет повысить давление стыковки и прочность соединения без образования «гребня». Новые отечественные станки ССКБ-350 и ССКБ-670 с гидравлическим приводом и горизонтальным движением ножей обеспечивают прочность стыка на уровне 80-100% прочности резины.

Таблица 3.30.

Технические характеристики стыковочных станков

Показатели	Пневматические станки России	Станки фирмы ВМИ-ЕПЕ	Станки фирмы «Мидленд Дизайнинг» серии:
Тип конструкции	ССК-4	ССК-3				1200А
Ширина плоско сложенной камерной заготовки, мм	70-200,	190-400	50-345	0-135	120-480	150-650	225-750
Максимальн. толщина вдвое сложенной заготовки, мм
Режим стыковки (машинное время), с	легковые грузовые	12-15 20-30	12-15 20-30
Производительность, шт/ч
Гарант. прочн. стыка, % от σ
Габариты, мм	ширина глубина высота

Стабилизация стыка камерных заготовок проводится по беговой части и боковинам методом охлаждения с целью предотвращения его расхождения в процессе формования и вулканизации камер. Не рекомендуется использование усилительных ленточек из обрезиненных тканей, так как они могут отслоиться или стать причиной недопрессовки или пузырей под ней. Метод охлаждения наиболее экономичен, позволяет снизить материалоёмкость и трудоёмкость процесса, улучшить внешний вид камер и культуру производства. Для этого беговую часть стыка помещают на трубку, через которую циркулирует хладагент (фреон, растворы хлоридов кальция или натрия). Охлаждённая зона стыка имеет высокую вязкость, практически не растягивается при последующем формовании и поэтому сохраняет повышенную толщину стенок, определяет дисбаланс и положение тяжёлой точки. Продолжительность охлаждения стыка соответствует циклу вулканизации камеры, а переохлаждение может привести к дефекту «наплыв по стыку» или конденсации влаги и дефекту «недопрессовка».

Формование камерных заготовок осуществляют на шаблонах, расположенных вертикально (для легковых шин) или в наклонном (для грузовых шин) положении. На первой стадии формования подают воздух в заготовку до 80-90% диаметра профиля прессформы с последующей выдержкой сформованной заготовки на шаблоне, а на второй стадии формуют до 95% диаметра профиля прессформы давлением воздуха 0,2-0,3 МПа. Применение повышенного давления воздуха при формовании вызывает локальные утонения стенок камеры. Вентиль камеры герметизируют, а камеру осматривают для выявления посторонних включений и пузырьков. Общая продолжительность формования - на уровне цикла вулканизации, так как укороченное время вызывает неравномерную вытяжку заготовок с локальным утонением стенок, а слишком продолжительное – провисание их на шаблоне, что вызывает образование складок или защемление (закус) камер прессформой. Формующие устройства не располагают вблизи горячих прессформ, а местный нагрев или охлаждение заготовок от вентиляционных систем не допускается.

Вулканизация ездовых камер - в индивидуальных вулканизаторах (ИВК), а отличительной особенностью оборудования лучших зарубежных фирм является применение для нагрева прессформ пара более высокого давления (1,6 МПа) и повышенных параметров теплоносителя в зоне вентиля. На отечественных заводах в зависимости от типа каучука и размера камер вулканизацию проводят при 155-190 ^о С с односторонним обогревом со стороны прессформ, а продолжительность цикла определяют по времени оптимума для резины под фланцем вентиля как наиболее трудно прогреваемой зоны. Односторонний обогрев и применение пара давлением 0,6-0,8 МПа отрицательно сказываются на качестве камер из БК. При 170-175 ^о С продолжительность вулканизации камер из БК такая же, как из каучуков общего назначения при 160-165 ^о С, а повышение температуры до 200 ^о С обеспечивает дальнейшую интенсификацию режимов вулканизации. Применение двухстороннего обогрева за счёт подачи пара внутрь ездовой камеры позволяет уменьшить режимы на 5% легковых и на 10% грузовых камер, но это может вызвать повреждение внутренней части стыка и образование складок и ухудшает условия труда. Более эффективен способ выравнивания температуры в трудно прогреваемой зоне под фланцем путём подачи дополнительного теплового потока на 3-6 мин через латунный корпус вентиля от электронагревателя, установленного на нижней полуформе. Такое устройство зонного обогрева интенсифицирует режимы вулканизации камер на 12-25% без повышения температуры греющего пара при одностороннем обогреве, а также повышает прочность соединения резины с вентилем на 37-70% и стабилизирует показатели прочности их связи.

Линии вулканизации грузовых и легковых камер ЛВА-1, ЛВК-330 и ЛВА-2 позволяют проводить перезарядку одной прессформы без прерывания вулканизации в остальных, а процессы формования, загрузки, вулканизации и выгрузки в них автоматизируются. По техническому уровню они превосходят зарубежное оборудование и не имеют аналогов, по сравнению с ИВК позволяют повысить производительность труда в 3-4 раза, сократить производственные площади, снизить металлоёмкость и расход энергоносителей. Применение ЛВА позволяет повысить стабильность качества и уменьшить степень влияния рабочего на ведение технологического процесса, а доля ручного труда ограничивается укладкой заготовки на устройство охлаждения стыка и её одеванием на шаблон питателя линии. Вулканизаторщик имеет стационарное рабочее место, исключающее хождение и контакты с горячим оборудованием, а с ликвидацией централизованного участка стыковки заготовок и конвейера для их транспортировки и вылежки устраняются перевалочные операции и создаются условия для внедрения манипуляторов.

Заключительные операции включают автоматическую разгрузку камер на транспортёр, движущийся вдоль станков для поддувки их воздухом и монтажа золотников и станков для изгиба вентилей и установки на грузовых камерах мостиковых шайб, и разбраковку по внешнему виду и герметичности. Для проверки герметичности используют метод погружения в воду наполненной воздухом камеры, эффективность которого зависит от площади отверстия, через которое происходит утечка воздуха, степени наполнения камеры, конструкции ванны, скорости прохождения через неё и способа обнаружения пузырьков. Малоэффективны установки контроля герметичности типа МИК без механизмов для деформации погружённых в воду камер, применяемые на большинстве заводов, так как могут не выявить проколы диаметром менее 0,6 мм или дефекты в системе золотник-вентиль. Установки с механизмами захвата, которые растягивают камеры по мере их погружения и продвижения по ванне, и установки с двумя параллельными рядами приводных роликов, через которые проходит испытываемая камера, подвергаясь знакопеременным деформациям растяжения-сжатия, более эффективны.

Установки контроля герметичности камер методом погружения в воду занимают значительные производственные площади, энерго- и металлоёмки, поэтому на некоторых заводах применяют визуальный контроль по изменению габаритов поддутых и сложенных в стопки камер. Такой контроль ненадёжен, особенно при небольших утечках воздуха. Предложен контроль герметичности камер с ввёрнутым золотником методом вакуумирования до полного слипания их стенок с последующим визуальным наблюдением за их разъединением при проникновении воздуха. Вакуумирование камеры достигается на 15-20% быстрее, чем наполнение воздухом, а время вылежки для выявления негерметичности вакуумированных камер составляет 3-4 ч в стопках не более 15 шт в каждой, что упрощает контроль, повышает производительность и сокращает производственные площади. После проверки герметичности камеры подаются к станкам для монтажа колпачков и далее автоматически навешиваются на конвейер для подачи на участок комплектации шин.

Дата добавления: 2014-10-22