Оборудование для изготовления протекторов

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время для изготовления протекторов используется несколько способов:

1) получение однослойного протектора методом экструзии на червячной машине;

2) получение двухслойного протектора методом дублирования шприцованной и каландрованной заготовки;

3) изготовление протектора из двух резиновых смесей на двух червячных машинах через одну головку;

4) навивка протектора из узкой шприцованной ленты резиновой смеси;

5) навивка протектора автопокрышек из широкой тонкой каландрованной или шприцованной ленты (изготовление брекерно-протекторных заготовок).

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОТЕКТОРОВ

Поточные линии изготовления протекторов

Отечественными заводами серийно выпускаются три типа протекторных агрегатов: ИРУ-16А, 592-57 и 592-16. Агрегаты 592-57 и 592-16 оснащены установками ПЧМ-200/200 и ПЧМ-250/200, соответственно, состоящими из двух червячных машин, работающих навстречу одна другой на общую протекторную головку, и могут выпускать заготовки протектора из двух резин или из двух частей. Агрегаты включают в себя также протекторный каландр 3-500-1200 для наложения подпротекторного слоя.

Агрегат ИРУ-16А. На рис. 1 показан протекторный агрегат ИРУ-16А с двумя последовательно установленными червячными машинами 2 и 5. На червячной машине 2 профилируется верхняя часть протектора -- беговая дорожка, которая поступает на отборочный транспортер 3 и далее транспортером 7 подается в дублирующее устройство 8. Здесь она накладывается и дублируется с нижней частью протектора, которая изготавливается на червячной машине 5 и по вытягивающему транспортеру 6 направляется к дублирующему ролику. Сдублированный двухслойный протектор поступает под маркировочный ролик 9 и далее на весовой транспортер. И с контрольными весами 10. После этого через усадочный рольганг 12 заготовка протектора направляется к устройству 15 для шероховки и промазки клеем, а затем в сушилку 14. Через передаточные транспортеры 13, наклонный рольганг 16 непрерывная заготовка протектора подается в ванну 17, где она охлаждается водой, имеет более высокую производительность, более интенсивное охлаждение заготовок и обеспечивает более точные размеры заготовок протекторов.

Поточная линия (2.18) с каландром для накладки подпротекторной (надбрекерной) резиновой смеси выполняет следующие технологические операции.

Резиновая смесь в виде двух лент -- одна для беговой дорожки, а другая для боковин -- подается к загрузочным воронкам двух червячных машин 2, которые выдавливают протекторную ленту через общую головку. Далее профилированная протекторная лента, состоящая из двух резиновых смесей, системой транспортеров направляется в зазор между верхним валком и дублировочным валиком 8 трехвалкового каландра 9. Другая листовая заготовка подпротекторного слоя формуется и профилируется между нижним и средним валком каландра 5 и автоматически подается в зазор между дублировочным валиком 8 и верхним валком каландра 9. В зазоре между дублировочным валиком 8 и верхним валком каландра 9 лента из двух резиновых смесей накладывается на листовую заготовку подпротекторного слоя и дублируется в монолитную протекторную заготовку, состоящую из трех резиновых смесей с различными свойствами.

Иногда общая протекторная заготовка изготавливается не из трех, а из двух резиновых смесей. Далее протекторная лента обрабатывается так же, как и на описанном выше агрегате. Длина охлаждающей зоны комбинированной поточной линии может достигать 170 м, что позволяет обеспечить надежные условия для осуществления охлаждения протекторных заготовок.

Кроме того, на поточной линии 592-16 нож разрезает ленту на движущемся транспортере и получает импульс от электронного измерительного устройства, обеспечивающего высокую точность размеров заготовок.

Производительность агрегатов в основном зависит от скорости шприцевания, которая определяется рецептурой резиновой смеси и конструктивными особенностями червячной машины. Примерная производительность одиночных червячных машин при изготовлении протектора из резиновой смеси 70% СКС и 30% НК или 100% СКС лежит в пределах от 3 до 11 м/мин в зависимости от размеров протектора. Производительность сдвоенных червячных машин в 1,5 раза выше. На существующих поточных линиях средняя величина возврата протекторов достигает 10--15%.

Резка протекторной ленты может осуществляться автоматическими ножами при неподвижной и движущейся ленте. На агрегате ИРУ-16А используется установка с дисковым ножом, режущим неподвижную протекторную ленту. Отрезанная заготовка протектора поступает на обдувочный транспортер 20 для удаления остатков капель охлаждающей воды, а потом на весы 2 для окончательного взвешивания. Для контроля основных размеров протектора (толщины протектора в области беговой дорожки, толщины боковин, общей ширины протектора и ширины беговой дорожки) используются различные приборы.

После указанных проверок заготовки протектора направляются на отборочный рольганг для шероховки его кондов. Эта операция выполняется на шероховальном станке. Далее шерохованную поверхность покрывают тонким слоем клея. Готовые протекторы навешивают на люльки подвесного конвейера или укладывают на специальные тележки для транспортирования к сборочным станкам.

К недостаткам описанных поточных линий можно отнести недостаточную эффективность охлаждающих устройств. Поточная линия изготовления протекторов: использованием дублировочного каландра. Комбинированная поточная линия 592-16 изготовления протекторов, состоящая из червячных машин, каландра и других устройств, изображена на рис. 1. По сравнению с описанной выше линией с двумя червячными машинами данная поточная линия имеет более высокую производительность, более интенсивное охлаждение заготовок и обеспечивает более точные размеры заготовок протекторов.

Резиновая смесь в виде двух лент -- одна для беговой дорожки, а другая для боковин -- подается к загрузочным воронкам двух червячных машин 2, которые выдавливают протекторную ленту через общую головку. Далее профилированная протекторная лента, состоящая из двух резиновых смесей, системой транспортеров направляется в зазор между верхним валком и дублировочным валиком 8 трехвалкового каландра 9. Другая листовая заготовка подпротекторного слоя формуется и профилируется между нижним и средним валком каландра 5 и автоматически подается в зазор между дублировочным валиком 8 и верхним валком каландра 9. В зазоре между дублировочным валиком 8 и верхним валком каландра 9 лента из двух резиновых смесей накладывается на листовую заготовку подпротекторного слоя и дублируется в монолитную протекторную заготовку, состоящую из трех резиновых смесей с различными свойствами.

Иногда общая протекторная заготовка изготавливается не из трех, а из двух резиновых смесей. Далее протекторная лента обрабатывается так же, как и на описанном выше агрегате. Длина охлаждающей зоны комбинированной поточной линии может достигать 170 м, что позволяет обеспечить надежные условия для осуществления охлаждения протекторных заготовок.

Кроме того, на поточной линии 592-16 нож разрезает ленту на движущемся транспортере и получает импульс от электронного измерительного устройства, обеспечивающего высокую точность размеров заготовок.

Производительность агрегатов в основном зависит от скорости шприцевания, которая определяется рецептурой резиновой смеси и конструктивными особенностями червячной машины. Примерная производительность одиночных червячных машин при изготовлении протектора из резиновой смеси 70% СКС и 30% НК или 100% СКС лежит в пределах от 3 до 11 м/мин в зависимости от размеров протектора. Производительность сдвоенных червячных машин в 1,5 раза выше. На существующих поточных линиях средняя величина возврата протекторов достигает 10--15%.

Описанный метод изготовления протекторов предусматривает отбор и укладку протекторных заготовок на полки металлических этажерок через прокладку. Для отбора и укладки протекторов целесообразно использовать устройства в виде автоматических манипуляторов (промышленных роботов). В настоящее время для обеспечения равномерной усадки протекторных заготовок разработано несколько типов систем транспортирования протекторной ленты для легковых покрышек длиной до 100 м, свернутой в рулоны с прокладкой из стальной ленты. Эти рулоны называют «картушами» (по аналогии с французским названием кассет для фотоаппаратов). Преимущества карту - шей заключается в том, что повышается производительность протекторных агрегатов, осуществляется более равномерная усадка протекторной ленты, уменьшается возврат протекторных заготовок по отклонению размеров, появляется возможность, увеличения точности отмеривания и отрезания заготовок протекторов после наложения и прикатки их на барабане сборочного станка.

Установка для навивки протекторов. Качество скоростных и других автопокрышек в значительной мере определяется точностью изготовления и наложения профилированных резиновых заготовок, особенно беговой части протектора. Применяемый в настоящее время в производстве шин метод изготовления протекторов не обеспечивает достаточной стабильности геометрических размеров заготовок, может вызвать существенный дисбаланс в покрышке и требует значительных затрат ручного труда. Более прогрессивным способом изготовления протекторов является способ навивки протектора шприцованной или каландрованной лентой [11].

Способ навивки протектора предусматривает спиральную постепенную навивку протектора на нерастяжимую кольцевую заготовку брекера из относительно узкой или широкой ленты резиновой смеси, получаемой путем профилирования на червячной машине или каландре. Навивка ленты протекторной смеси на кольцевую заготовку брекера и изготовление брекерно-протекторного браслета осуществляется на специальной установке (рис. 2.). Этот способ изготовления протекторов позволяет достигнуть оптимальной прочности связи между слоями резиновой ленты, дает возможность полностью автоматизировать процессы подачи и наложения протектора, а также обеспечивает более равномерное распределение массы протектора по длине окружности и уменьшение дисбаланса при вращении покрышек. В результате исследования процесса навивки протектора каландрованной лентой с одновременным дублированием (процесса накатки) были выбраны следующие значения основных технологических параметров: удельное усиление дублирования -- 0,3-- 0,4 МПа; температура навиваемой ленты -- 55--65 °С; толщина ленты -- 0,5--2,0 мм; скорость навивки -- 12--15 м/мин. Эти данные были использованы при проектировании опытного образца установки для наложения протектора методом навивки каландрованной ленты переменной ширины при сборке брекерно-протекторных браслет для автопокрышек 165Р-13 и 155-13.

Установка (рис. 2.) представляет собой двухпозиционное устройство карусельного типа и работает в комплекте с листовальным каландром или червячной машиной. Установка включает в себя: укрепленный на станине рабочий барабан 7 с приводом, состоящим из электродвигателя, червячного редуктора и вариатора; механизм 10 продольной резки каландрованной ленты 8; устройство 5 для отделения кромок 6 от ленты, подаваемой на навивку; механизм 4 поперечной резки ленты; разжимные браслетные барабаны 1 и 2; механизм 3 подъема и поворота браслетных барабанов; устройство 9 для контроля калибра ленты. Требуемый профиль протектора на браслетном барабане 1 или 2 формуется из каландрованной либо шприцованной ленты резиновой смеси переменной ширины, изменяемой ступенчато с каждым оборотом браслетного барабана или через 6 полных оборотов с помощью механизма продольной резки. Последовательность и величину уменьшения ширины ленты устанавливают, исходя из конфигурации протектора и принятой толщины ленты таким образом, чтобы суммарная масса смеси в ленте соответствовала массе протектора, указанной в спецификации на собираемую покрышку. Толщину ленты 8 выбирают из условия приближения профиля навиваемого протектора к профилю монолитной шприцованной заготовки с учетом производительности процесса, причем наибольшая, полная толщина протектора должна быть кратной толщине навиваемой ленты протектора. В соответствии с принятыми последовательностью и величиной изменения ширины ленты составляется программа управления перемещением ножей для раскроя ленты. Продолжительность навивки протектора Т (в мин) может быть определена по формуле

где D -- диаметр браслетного барабана с брекером, м;

Н -- полная наибольшая толщина протектора, м;

V -- скорость навивки, м/мин;

6 -- толщина протекторной ленты, м.

Процесс намотки протектора на установке выполняется в автоматическом режиме. После выхода каландра 11 на рабочий режим включается привод барабана 7. При этом линейная скорость вращения поверхности барабана устанавливается равной скорости каландрования. Лента резиновой смеси 8 подается на барабан 7, где она разрезается ножами 10 на центральную ленту, идущую на навивку протектора, и кромки 6, которые выводятся из зоны дублирования устройством 5 и возвращаются на каландр 11 для повторного использования.

Браслетный барабан с надетым готовым брекерным поясом опускается на поверхность рабочего барабана 7, прижимается к движущейся вместе с барабаном центральной ленте и фрикционно приводится во вращение. При этом отрезанный механизмом поперечной резки 4 передний конец центральной ленты прилипает к поверхности брекерного пояса и начинается навивка па брекерный пояс. В процессе навивки ножи механизма 10 последовательно уменьшают ширину центральной ленты по установленной программе. По достижении определенной толщины 5-38165 протектора механизм отрезает конец центральной ленты. Цикл изготовления брекерно-протекторного браслета закончен.

После окончания навивки ножи механизма 10 отводятся от барабана 7 и возвращаются в исходное положение, а центральная часть ленты увлекается вместе с кромками 6 в рабочий зазор между валками каландра 11.

На установке осуществляется автоматический цикл навивки протектора на брекерный пояс по определенной программе с одновременной прикаткой слоев, что позволяет полностью ликвидировать ручной труд в операциях наложения протектора. Этот новый автоматически выполняемый процесс позволяет исключить нежелательный стык и стыковку протектора, обеспечить равномерное распределение массы протекторной смеси по периметру браслета, существенно снизить дисбаланс покрышки, исключить брак по расхождению стыка протектора, увеличить прочность связи между брокером и протектором, существенно улучшить качество покрышек и обеспечить экономию дорогостоящего материала. В процессе навивки осуществляется центровка слоев протектора с высокой точностью (±0,2 мм). Производительность установки зависит от производительности каландра и при скорости каландрования 12--15 м/мин составляет 60 браслет в 1 ч для покрышек размера 165Р-13.

Установка может быть использована для изготовления брекерно-протекторных браслетов и питания ими поточно-автоматизированных линий, станков второй стадии сборки или станков для совмещенной сборки легковых покрышек радиальной конструкции. Данный метод можно эффективно использовать также для сборки покрышек грузовых автомобилей и особенно для большегрузных автомобилей и других тяжелых машин, где наложение протектора связано с трудоемкими и тяжелыми работами.

Средняя величина статического дисбаланса покрышек, изготовленных с использованием этого метода, составляет 380 г/см, что существенно ниже дисбаланса серийных покрышек. Результаты стендовых испытаний опытных покрышек по методикам 32-55А, 1-68А, 2-74 [11] соответствуют нормативным показателям.