Производство шин
 | Эта статья имеет несколько вопросов. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудить эти вопросы на странице разговоров . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения )
|
Пневматические шины изготавливаются в соответствии с относительно стандартизированными процессами и оборудованием, примерно на 455 заводах шин в мире. Обладая более чем 1 миллиардами шин, производимых по всему миру в год, шина является основным потребителем натурального каучука . [ 1 ] Фабрики шин начинаются с массового сырья, такого как синтетический каучук (60% -70% от общего резины в шинной промышленности [ 2 ] [ 3 ] ), углеродный черный и химические вещества и производит многочисленные специализированные компоненты, которые собираются и вылечены.
Шина представляет собой сборку многочисленных компонентов, которые строятся на барабане, а затем вылетают в прессе при нагревании и давлении. Тепло облегчает реакцию полимеризации, которая сшивает резиновые мономеры, чтобы создать длинные упругие молекулы.
Внутренний лайнер
[ редактировать ]Внутренний вкладыш - календарный [ 4 ] Галобутиловый резиновый лист, составленный с добавками, которые приводят к низкому воздушной проницаемости . Внутренний лайнер гарантирует, что шина будет держать воздух высокого давления внутри, без внутренней трубки , минимизируя диффузию через резиновую конструкцию. [ 5 ]
Тело слое
[ редактировать ]Тело слоя календала [ 6 ] Лист, состоящий из одного слоя резины, одного слоя арматурной ткани и второго слоя резины. Самым ранним использованным текстилем был хлопок ; Более поздние материалы включают риаон , нейлон , полиэстер и кевлар . Пассажирские шины обычно имеют одну или две пласки для тела. Плосы тела дают силу структуры шин. Шины грузовиков, внедорожные шины и авиационные шины постепенно имеют больше слоев. Ткань -шнуры очень гибкие, но относительно неэластичные.
Боковая стенка
Боковые стенки представляют собой неармируемые экструдированные профили с добавками, чтобы придать бокам шин хорошей сопротивления истирания и устойчивости к окружающей среде. Добавки, используемые в соединениях боковой стенки, включают антиоксиданты и антиозонанты . Служба боковой стенки несимметричны и обеспечивают толстую резиновую область, чтобы обеспечить формование приподнятых букв.
Боковые стенки дают сопротивление шин к окружающей среде. Боковая стенка играет важную роль в укреплении шин.
Бусы
[ редактировать ]Бусы представляют собой полосы стальной проволоки с высокой растягиванием, заключенной в резиновое соединение. Проволочка из бусинки покрыта специальными сплавами из бронзы или латуни . Покрытия защищают сталь от коррозии. Медь в сплаве и серу в резиновой перекрестной связке с образованием сульфида меди , что улучшает связь бусина с резиной. Бусы негибкие и неэластичные, и обеспечивают механическую прочность, чтобы соответствовать шине к колесу. Резина из бусинки включает добавки, чтобы максимизировать прочность и прочность шин.
Вершина
[ редактировать ]Apex - это треугольный экструдированный профиль, который связывается с бусиной. Apex обеспечивает подушку между жестким шариком и гибким внутренним лайнером и сбором кузова. Альтернативно называется «наполнитель» (как на диаграмме выше).
Пояс упаковка
[ редактировать ]Пояс - это календерные листы, состоящие из слоя резины, слоя близко расположенных стальных шнуров и второго слоя резины. Ремни придают силу шин и сопротивление вмятины, позволяя им оставаться гибким. Пассажирские шины обычно изготавливаются с двумя или тремя ремнями.
Протекать
[ редактировать ]Протектор представляет собой толстый экструдированный профиль, который окружает тушу шины. Соединения протектора включают добавки для придачи износостойкости и тяги в дополнение к сопротивлению окружающей среде. Развитие составления протектора является упражнением в компромисс, так как твердые соединения имеют длительные характеристики износа, но плохая тяга, тогда как мягкие соединения имеют хорошие тяги, но плохие характеристики износа.
Подушная резинка
[ редактировать ]Многие более высокие шины включают экструдированный компонент между пакетом ремней и протектором, чтобы изолировать протектор от механического износа из стальных ремней.
Другие компоненты
[ редактировать ]Методы строительства шин несколько варьируются по количеству и типам компонентов, а также в составных составах для каждого компонента в соответствии с использованием шин и ценовой точки. Производители шин постоянно вводят новые материалы и методы строительства, чтобы достичь более высокой производительности при более низких затратах.
Материалы
[ редактировать ]- Натуральный каучук , или полиизопрен, является основным эластомером, используемым при изготовлении шин
- Стирол-бутадиенский колимер (SBR) является синтетическим каучуком, который часто заменяется отчасти на натуральный каучук на основе сравнительных затрат на сырье
- Полибутадиен используется в сочетании с другими каучуками из-за его низких свойств тепловой площадки
- Галобутиловая резина используется для бескамерных внутренних соединений вкладышей из -за его проницаемости низкого воздуха. Атомы галогена обеспечивают связь с тушами, которые в основном являются натуральными каучуками. Бромобутил превосходит хлорбутил, но дороже
- Углеродный черный ( сажа ) образует высокий процент резинового соединения. Это дает устойчивость к подкреплению и истиранию
- Кремнезем , используемый вместе с углеродным черным в высокопроизводительных шинах, в качестве наращивания накапливаемого наращивания
- Серная сшивание резиновых молекул в вулканизации процессе
- Вулканизирующие ускорители - это сложные органические соединения, которые ускоряют вулканизацию
- Активаторы помогают вулканизации. Основным является оксид цинка
- Антиоксиданты и антиозонанты предотвращают растрескивание боковой стенки из -за действия солнечного света и озона
- Текстильная ткань усиливает тушу шины
Процесс производства
[ редактировать ]
Тирные заводы традиционно разделены на пять отделов, которые выполняют специальные операции. Они обычно действуют как независимые заводы на фабрике. Крупные производители шин могут создать независимые заводы на одном сайте или объединить фабрики на местном уровне по всему региону.
Составление и смешивание
[ редактировать ]SBR -резиновое соединение с химическими составами
- SB Rubber 100 кг
- углерод 220 150 кг
- оксид цинка 20,5 кг
- стеариновая кислота 13,5 кг
- Ускоритель 11,2 кг
- Масло 33,5 кг
- AL 2 O 3 10,23 кг
Соединение - это операция объединения всех ингредиентов, необходимых для смешивания партии резинового соединения. Каждый компонент имеет различную смесь ингредиентов в соответствии со свойствами, необходимыми для этого компонента.
Смешивание - это процесс применения механической работы к ингредиентам, чтобы смешать их с однородным веществом. Внутренние смесители часто оснащены двумя вращающимися роторами в большом корпусе, которые сдвигают резиновый заряд вместе с добавками. Смешивание выполняется в трех или четырех этапах, чтобы включить ингредиенты в желаемом порядке. Действие сдвига генерирует значительное тепло, поэтому как роторы, так и корпус находятся водяным охлаждением, чтобы поддерживать достаточно низкую температуру, чтобы гарантировать, что вулканизация не начинается.
После перемешивания резиновый заряд падает в желоб и кормит экструдирующим винтом в кубик ролика. В качестве альтернативы, партия может быть сброшена на открытую резиновую мельницу. Мельница состоит из двойных роликов с противодействием, одним зубчатым, который обеспечивает дополнительную механическую работу на резине и производит толстый резиновый лист. Лист снимается с роликов в виде полосы. Полоса охлаждается, иногда высыпана с разрывом и лежат в мусорное ведро поддона.
Идеальное соединение на этом этапе будет иметь очень равномерную дисперсию материала; Однако на практике существует значительная неравномерность в дисперсии. Это связано с несколькими причинами, в том числе горячими и холодными пятнами в корпусе миксера и роторах, чрезмерным зазором ротора, износом ротора и плохо циркулирующими путями потока. В результате здесь может быть немного больше углеродного черного, и там немного меньше, наряду с несколькими кучками углеродного черного в других местах, которые не очень хорошо смешаны с резиной или добавками.
Миксеры часто контролируются в соответствии с методом интеграции мощности, где измеряется поток тока к двигателю смесителя, а смешивание заканчивается при достижении указанного общего количества энергии смеси, передаваемой партии.
Подготовка компонентов
[ редактировать ]Компоненты делятся на три класса в зависимости от производственного процесса: календерирование, экструзия и строительство бисера - это то же самое, что и шина.
Экструдерная машина состоит из винта и бочки, винтового привода, обогревателей и кубика. Экструдер применяет два условия давления. Винт экструдера также обеспечивает дополнительное смешивание соединения через сдвижное действие винта. Соединение проталкивается через матрицу, после чего экструдированный профиль вулканизируется в непрерывной печи, охлаждается, чтобы завершить процесс вулканизации, и либо свернулся на катушке, либо разрезание до длины. Шины часто экструдируются четырьмя компонентами в экструдере Quadraplex, один с четырьмя винтами, обрабатывающими четыре различных соединения, обычно основное соединение, соединение ядра, состав протектора и соединение крыла. Экструзия также используется для профилей боковой стенки и внутренних вкладышей.
Календарь представляет собой набор рулонов с несколькими большими диаметрами, которые сжимают резиновые соединения в тонкий лист, обычно от порядка шириной 2 метра. Тканневые календеры производят верхний и нижний резиновый лист со слоем ткани между ними. Стальные календеры делают это со стальными шнурами. Календеры используются для производства планок и ремней. Комната Creel - это объект, на котором размещаются сотни ткани или катушек, которые подаются в календарь. Каленторы используют нисходящее оборудование для сдвига и сплайсинга календных компонентов.
Здание шин
[ редактировать ]Здание шин - это процесс сборки всех компонентов на барабан по строительству шин. Машины по созданию шин (TBM) могут быть вручную эксплуатируются или полностью автоматические. Типичные операции TBM включают в себя операцию первой стадии, где внутренний лайнер, кузова и боковые стенки обернуты вокруг барабана, размещаются бусины, а сборка поднималась над бусиной. На втором этапе работы туша шины накачивается, затем применяются пакет ремней и протектора.
Все компоненты требуют сплайсинга. Внутренний лайнер и пластины для тела сплачиваются квадратным перекрытием. Протектор и боковая стенка соединены с негативным сплайсом, где концы соединения являются скошенными. Ремни сплайсированной конец до конца без перекрытия. Слиции, которые являются слишком тяжелыми или несимметричными, будут генерировать дефекты в изменении силы, баланс или параметры выпуклости. Слицы, которые слишком легкие или открытые, могут привести к визуальным дефектам, а в некоторых случаях сбой шин. Окончательный продукт процесса TBM называется зеленой шиной, где Грин относится к неверному состоянию.
Pirelli Tire разработала специальный процесс, называемый miR, который использует роботов для расположения и вращения строительных барабанов под станциями, которые применяют различные компоненты, обычно с помощью методов экструзии и обмотки полоса. Это позволяет оборудованию строить различные размеры шин в последовательных операциях без необходимости изменения инструментов или настройки. Этот процесс хорошо подходит для производства небольшого объема с частыми изменениями размера.
Крупнейшие производители шин внутренне разработали автоматизированные машины с ассоциацией шин, чтобы создать конкурентные преимущества в области конструкции шин, высокой добычи добычи и снижения рабочей силы. Тем не менее, существует большая база строителей машин, которые производят машины для создания шин.
Выклятый
[ редактировать ]
Прекращение - это процесс применения давления на зеленую шину в форме, чтобы придать ему окончательную форму и нанести тепловую энергию для стимуляции химической реакции между резиной и другими материалами. В этом процессе зеленая шина автоматически переносится на нижнее сиденье для бусинки плесени, резиновый мочевой пузырь вставляется в зеленую шину, а плесень закрывается, а мочевой пузырь надувается. Когда плесень закрывается и заблокирована, давление мочевого пузыря увеличивается, чтобы привести зеленую шину в плесени, приобретая рисунок протектора и боковую надпись, выгравированную в форму. Мочевой пузырь заполняется рециркулирующей средой теплопередачи, такой как пара, горячая вода или инертный газ . Температура находится на площади 350 градусов по Фаренгейту с давлением около 350 фунтов на квадратный дюйм. Пассажирские шины вылечены примерно через 16 минут. В конце лечения давление кровоточило, плесень открывается, а шина вытирается из плесени. Шина может быть размещена на PCI или после излета, которая будет держать шину полностью накаченной, пока она охлаждается. Есть два общих типа прессы, механические и гидравлические. Механические прессы удерживают плесень закрытой с помощью переключателей, в то время как гидравлические прессы используют гидравлическое масло в качестве первичного двигателя для движения машины, и блокируют форму механизмом казенного блока. Гидравлические прессы стали наиболее экономически эффективными, поскольку структура прессы не должна выдерживать давление открытия формы и, следовательно, может быть относительно легким. Есть два общих типа плесени, двух частей и сегментарные плесени.
Большие внедорожные шины часто вылетают в печи с временем лечения, приближающимся к 24 часам.
Последний финиш
[ редактировать ]После того, как шина была излечена, есть несколько дополнительных операций. Измерение однородности шины - это тест, когда шина автоматически монтируется на половинках колеса, накачивается, бегает на моделируемую дорожную поверхность и измеряется для изменения силы. Измерение баланса шин - это тест, когда шина автоматически помещается на половинки колеса, вращается на высокой скорости и измеряется для дисбаланса.
Крупные коммерческие грузовые/автобусные шины, а также некоторые пассажирские и легкие грузовые шины осматриваются с помощью рентгеновских или магнитных индукционных машин, которые могут проникнуть в резину для анализа структуры стального шнура.
На последнем этапе человеческие глаза проверяют шины на многочисленные визуальные дефекты, такие как неполное заполнение плесени, открытые шнуры, волдыри, пятна и другие.
Компании по производству шин
[ редактировать ]Список компаний из шин, см. Список компаний шин и рейтинг крупнейших производителей шин см. В списке крупнейших производителей шин .
Воздействие канцерогена в шинной промышленности
[ редактировать ]несколько канцерогенных Во время производства резиновых шин образуются веществ, включая нитрозамины [ 7 ] и дибензопирены . [ 8 ]
Смотрите также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Резина, натуральная - Химическая экономика Справочник (CEH)» . IHS Markit . Получено 21 июля 2017 года .
- ^ «Неизвестный объект: шина - материалы» . Мишлен шина . Получено 21 июля 2017 года .
- ^ "В чем разница между натуральным и синтетическим каучуком для шин?" Полем Кал шина . 21 июля 2017 года . Получено 21 июля 2017 года .
- ^ "Календерный производитель" .
- ^ «Как строятся шины» . Goodyear Tire and Rubber Company . Архивировано из оригинала 2 января 2010 года.
- ^ "Календерный производитель" .
- ^ Spiegelhalder, B. (сентябрь 1983 г.). «Профессиональное воздействие нитрозамина. 1. Резиновая и шинная промышленность». Канцерогенез . 4 (9): 1147–1152. doi : 10.1093/карцин/4.9.1147 . PMID 6883637 .
- ^ Sadiktsis, ioannis (21 февраля 2012 г.). «Автомобильные шины - потенциальный источник высокока канцерогенных дибензопиен в окружающую среду». Экологическая наука и технология . 46 (6): 3326–3334. Bibcode : 2012enst ... 46.3326s . doi : 10.1021/es204257d . PMID 22352997 .
