Как производят камеры для шин

Конструкция шины

Конструкция пневматической шины:
1 — двухслойный протектор (красным выделена мягкая резина);
2 — специальная форма бортового кольца;
3 — плечевые части, устойчивые к порезам;
4 — защитный бортовой слой

Современная шина имеет довольно сложную конструкцию. Основным материалом для изготовления шины служит резина и специальная ткань — корд. Если изготовить шину только из резины, то при заполнении ее воздухом, она будет значительно изменять свои размеры и форму. Резина, использующаяся для производства шины, изготавливается из каучука (натурального и синтетического), к которому в процессе производства добавляются различные наполнители: сера, сажа, смолы и др.
При изготовлении пневматических шин для первых автомобилей использовался только натуральный каучук, который получали из смолы деревьев — каучуконосов. Синтетический каучук был впервые получен в нашей стране. Это изобретение принадлежит академику С. В. Лебедеву, который в 1931–1932 г. впервые в мире разработал технологию производства синтетического каучука. Для того чтобы эластичный каучук с наполнителями превратился в упругую резину, он должен пройти процесс вулканизации (соединение серы с каучуком, которое происходит при повышенной температуре). Шины вулканизируются в специальных пресс-формах, внутренняя поверхность которых соответствует наружной поверхности шины. Перед тем как шина попадает в пресс-форму, она собирается из составляющих ее элементов на специальных станках.
Покрышка конструктивно состоит из каркаса, брекера, протектора, боковины и борта. Каркас шины изготавливается из нескольких слоев прорезиненного корда, представляющего собой ткань, состоящую из близко расположенных друг к другу продольных и редких поперечных нитей. Чем прочнее нити корда, тем долговечнее шина. В качестве нитей для изготовления корда в настоящее время применяют синтетическое волокно, стекловолокно и стальные нити (металлокорд). С увеличением слоев корда в каркасе увеличивается прочность шины, но одновременно растет ее масса и увеличивается сопротивление качению.
Борт шины имеет определенную форму, необходимую для плотной посадки ее на обод колеса. Борта шины не должны растягиваться, чтобы обеспечить плотную посадку шины на ободе и предотвращать возможность соскакивания шины с обода. С этой целью внутри бортов шины вставляются разрезные или неразрезные бортовые кольца, изготовленные из нескольких слоев прочной стальной проволоки. Снаружи борта покрыты прорезиненным кордом и тонким слоем резины.
Боковина шины представляет собой нанесенный на каркас тонкий слой эластичной и прочной резины. Она предохраняет шину от боковых повреждений и воздействия влаги.
Протектор шины обеспечивает сцепление шины с дорогой и предохраняет каркас от повреждений. Для его изготовления используется прочная, износостойкая резина. Внешняя часть протектора выполняется в виде четкого рисунка, под которым находится так называемый, подканавочный слой. Рисунок протектора определяется типом и назначением шины.
Брекер представляет собой специальный пояс, выполненный из нескольких слоев прорезиненного корда, который находится между каркасом и протектором. От конструкции брекера в значительной степени зависит форма пятна контакта шины с дорогой. Брекер предохраняет каркас от толчков и ударов и передает усилия различным частям шины.
Внутренняя поверхность шины покрыта тонким слоем резины. Состав применяющейся для этого слоя резины может быть разным в зависимости от типа шины (камерная или бескамерная).

Вентиль камеры:
1 — стержень золотника;
2 — резьбовая головка;
3 — втулка;
4 — уплотнитель;
5 — верхняя чашечка;
6 — уплотнительное кольцо золотника;
7 — нижняя чашечка;
8 — корпус вентиля;
9 — пружина золотника;
10 — направляющая чашечка;
11 — обрезиненный кожух

В камерной шине для удержания сжатого воздуха используется камера, которая представляет собой эластичную, воздухонепроницаемую оболочку в виде замкнутой трубы. Для того чтобы при монтаже шины на обод камера не образовывала складок, размеры камеры должны быть несколько меньше, чем внутренние размеры шины. Поэтому заполненная воздухом камера находится в растянутом состоянии. Для накачивания и выпуска воздуха камера соединяется с вентилем — специальным клапаном, форма и размеры которого зависят от типа шины. При монтаже шины на обод колеса вентиль должен проходить через специальное отверстие, выполненное в этом ободе.

Конструкция колеса (а) с бескамерной шиной:
1 — протектор;
2 — герметизирующий воздухонепроницаемый резиновый слой;
3 — каркас;
4 — вентиль колеса;
5 — обод;
(б) колеса с камерной шиной:
1 — обод колеса;
2 — камера;
3 — шина (покрышка);
4 — вентиль

Бескамерные шины внешне мало отличаются от камерных. Внутреннее покрытие такой шины должно быть изготовлено из слоя воздухонепроницаемой резины толщиной 2–3 мм, а на наружную поверхность борта наносят эластичную резину, которая обеспечивает герметичность при посадке шины на обод. Вентиль бескамерной шины образует герметичное соединение при установке его в отверстие обода колеса.
При проколе бескамерной шины небольшим предметом этот предмет растягивает воздухонепроницаемый внутренний слой резины бескамерной шины и обволакивается ею. При этом воздух из бескамерной шины выходит очень медленно, в отличие от камерной, в которой камера находится в растянутом состоянии, и, следовательно, любое ее повреждение вызывает увеличение образовавшегося отверстия. Поэтому бескамерные шины более безопасны. Ремонт небольших повреждений бескамерных шин можно производить без снятия шины с обода, герметизируя образовавшееся отверстие специальным материалом.
Важным преимуществом бескамерных шин по сравнению с камерными является меньшая масса и нагрев при движении. Последний обусловлен отсутствием трения камеры о шину и лучшим охлаждением. Так как износ шин в значительной степени зависит от рабочей температуры, бескамерные шины долговечнее. Не рекомендуется устанавливать в бескамерные шины камеры, поскольку при накачивании камеры между шиной и камерой могут образоваться воздушные подушки, которые будут мешать отводу тепла и приведут к местному перегреву шины. К недостаткам бескамерных шин следует отнести большую сложность ремонта в пути в случае сильных повреждений, а также необходимость в высокой чистоте и гладкости закраины обода для обеспечения герметичности.

Подробнее о классификации шин смотри в главе ОБОЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ ШИН

Источник: wiki.zr.ru

artemspec › Блог › Как в России делают автомобильные шины

Если меня спросят, что я люблю больше всего, отвечу – производство! Нет ничего в большей степени олицетворяющего величие человеческих достижений, чем производственный процесс. Превращение полезных ископаемых в орудия производства. Переработка вторичного продукта в первичный. Именно это и есть демонстрация реальных достижений человеческой расы – а совсем не круглые столы по проблематике или стартаперские смузи в коворкинге. Сегодня я расскажу вам о том, как производят автомобильные шины на заводе финской компании Nokian Tyres на предприятии в городе Всеволожск под Питером.

Промышленная зона Всеволожска – объединение большого количества предприятий с определенными налоговыми льготами. Химзаводы, сборочные производства различных авто-брендов… На фоне одинаковых корпусов, черно-серо-зеленый завод Nokian выглядит как увешанная светящимися гирляндами новогодняя елка, внезапно встреченная в таежной глуши.

Первое, что встречает меня после проходной – шикарная просторная столовая, которой позавидует любой московский бизнес-центр. Плотный обед – салат с курицей, щи с мясом, макароны с котлетой, компот и чай – обходится мне… в 77 рублей. Это не единственная льгота, которую получают работники – компания построила две очереди собственного жилого комплекса по шведскому проекту. За квартирами в нем, предоставляемыми на льготных условиях, стояла настоящая очередь. Сегодня в Hakkapeliitta Village живет 340 семей сотрудников компании, а на территории работает 2 собственных детских сада.

Для начала скажу самое важное. Российский завод Nokian — в два раза больше по площади и в разы производительнее финского. При соблюдении единых стандартов качества, производство в городке Нокиа способно выпускать не более шести миллионов шин в год, а мощность завода во Всеволожске – 15.5 млн шин в год, и скоро достигнет 17 млн шин. Производство работает круглосуточно в четыре смены, в нем задействовано 1150 сотрудников, дважды в год проходящих переаттестацию.

Первый этап производства шины – «миксинг». На двух этажах производственного корпуса располагается 12 линий по производству резиновых смесей. На восьми линиях из первичного сырья изготавливают базовую смесь, на четырех – финальную.

Базовую смесь производят из натурального каучука, поставляемого из юго-восточной азии, синтетического каучука (его на обе производственные площадки Nokian Tyres поставляют преимущественно российские заводы), сажи, силики, а также различных добавок – активаторов, ингибиторов, пластификаторов, адгезивных веществ.

Необходимость использования синтетического каучука обусловлена неидеальностью характеристик каучука натурального. Которому, к тому же, требуются особые условия хранения – на завод он поступает в замороженном виде, после чего отогревается в специальной… сауне.

Источник: www.drive2.ru

Технологический процесс производства автомобильных шин

Шины являются связующим звеном между дорогой и автомобилем. Удивительно, но от пятна контакта размером с ладонь напрямую зависит уровень безопасности. Именно это заставляет производителей автомобильных шин строго придерживаться технологического процесса.

Весь процесс производства шин можно условно разделить на пять этапов: изготовление резиновой смеси, изготовление деталей покрышек, сборка шины, вулканизация и проверка качества.

На этапе изготовления резиновых смесей происходит смешение различных компонентов до получения однородной массы. Это происходит в специальном смесителе закрытого типа при нагреве до 120 градусов Цельсия. Для разных типов смесей, которые используются в разных частях шины, используются различные компоненты, интенсивность смешения и температура процесса. Более подробно про резиновые смеси можно прочитать в нашей статье «Резиновая смесь протектора».

Для производства одного типа шин требуется несколько различных по составу резиновых смесей. Один тип резины используется в производстве протектора, а другие предназначены для изготовления деталей шин.

На этапе изготовления деталей покрышки происходит подготовка материалов, усиливающих конструкцию шины: пропитка, сушка, термообработка и обрезинивание. Обрезиниванию подвергаются бортовые кольца, текстильный корд и стальной брекер. Последним этапом в изготовлении компонентов является придание деталям конечной формы.

Всего в производстве одной покрышки используется до 30 компонентов, большинство из которых играют роль усилителей конструкции шины.

Готовые детали поступают на станок для сборки шин. На современных предприятиях такой станок представляет собой автоматизированный комплекс, работающий под управлением оператора (сборщика). Он состоит из вращающихся барабанов, на которых собираются заготовки, и подающего устройства для снабжения сборщика компонентами для сборки.

Сборка шин является самым сложным процессом, который, несмотря на механизацию и автоматизацию имеет большую долю ручных операций. На одном барабане собирается каркас шины, а на другом его боковая часть. После окончания сборки барабаны совмещают и прижимают заготовки, придавая им форму шины. Как правило, на заводах установлено сразу несколько сборочных станков работающих для производства малогабаритных, среднегабаритных и крупногабаритных шин.

В процессе вулканизации заготовка шины поступает в отверждающий пресс (вулканизатор), где формуется протектор, а резиновая смесь необходимую эластичность. Для этого ее помещают в вулканизационную пресс-форму, где мембрана под давлением горячей воды и пара формует рисунок протектора. Процесс протекает при высокой температуре, которая активирует процесс влуканизации, при котором сера, содержащаяся в резиновой смеси, создает связи с цепочками полимеров. В этот момент каучук переходит от пластичного состояния к эластичному.

У каждого производителя свой собственный процесс контроля качества, обеспечивающий соблюдение внутренних норм и международных стандартов. Как правило, он состоит из двух этапов. На первом этапе шины проходят визуальный осмотр, а на втором проверку на специальном оборудовании. Визуальный осмотр позволяет выявить внешние дефекты, которые могут повлиять на эксплуатационные характеристики шины. Далее шина поступает через специальное оборудование, на котором измеряется ее вес, баланс, внутреннее строение и характеристики под нагрузкой.

По результатам прохождения контроля качества шины маркируются согласно типоразмеру, индексам скорости и нагрузки и складируются.

Источник: www.4tochki.ru

Камерные и бескамерные шины

Камерные шины

Камерная шина легкового автомобиля состоит из покрышки и камеры с вентилем, снабженным колпачком или колпачком-ключиком.

Камера представляет собой кольцеобразную замкнутую резиновую трубу с резинометаллическим вентилем. Она изготовляется из эластичной резины и служит только для удержания сжатого воздуха.

Камеры работают в тяжелых условиях, испытывая знакопеременные деформации при высоких температурах. Поэтому резина для камер должна быть воздухонепроницаемой, эластичной, стойкой к тепловому старению, не изменять свои физико-механические свойства при различных температурах окружающего воздуха. Размер камеры должен строго соответствовать размеру покрышки, с которой она комплектуется.

Если мы говорим о шинах для легковых автомобилей, то на данный момент камерные шины это уже вчерашний день. Зарубежные производители отказались от камер, и сейчас на рынке присутствуют только бескамерные шины. Камеры можно увидеть на отечественных моделях шин, но уже не на всех. Все идет к тому что камеры в ближайшее время станут историей.

Бескамерные шины

Бескамерная шина отличается от обычной — она имеет герметизирующий слой толщиной 1,5. 2,0 мм, который привулканизирован к её внутренней поверхности. Он изготовлен из смеси натурального и синтетического каучуков, обладающий пониженной газопроницаемостью.

На бортах шины предусмотрен уплотняющий резиновый слой, обеспечивающий необходимую герметичность в зоне посадки бортов на полках обода колеса. Этому способствует и специальная конструкция бортов шин, предназначенная для увеличения угла наклона носка борта и повышенного натяга бортов на посадочных полках обода.

Для бескамерных шин применяются вставные резинометаллические вентили (рис), которые устанавливаются в вентильные отверстия обода с тугой посадкой.

Преимущества бескамерных шин:

Основными преимуществами бескамерных шин по сравнению с камерными является:

• повышенная надёжность из за отсутствия вероятности быстрой разгерметизации, что улучшает безопасность движения на высоких скоростях;
• меньшие масса и момент инерции;
• уменьшение на 50. 70% простоев автомобиля в пути, так как мелкие проколы можно ремонтировать специальной пастой, не снимая шины с колеса;
• больший на 10. 12 % пробег, что достигается лучшим температурным режимом за счёт усиленной теплопередачи с шины на обод и устойчивости внутреннего давления воздуха в шине, а также отсутствия трения между покрышкой и камерой;

Внимание:

В тоже время применение бескамерных шин требует аккуратного выполнения монтажно-демонтажных работ. Повреждение бортовых закраин особенно стального, может привести к разгерметизации бескамерной шины. При повреждении шины ее ремонтом должны заниматься специалисты на предназначенном для этого оборудовании.

При потере давления нельзя двигаться на спущенном колесе т.к. это приведет к разрушению герметического слоя.

Камера в бескамерную шину не вставляется. На первый взгляд вы усиливаете прочность шины, на самом то деле между камерой и гермослоем образуется воздушная подушка, способствующая разрушению последнего. При увеличении нагрузки на колесо (например: резкий поворот), может произойти разрыв колеса.

Есть претензии к бескамерным шинам из-за слабой боковины. Хочется сказать, что это не так. Идеальных шин нет. Производитель добивается от шины не только прочности, но и комфорта при движении. Именно мягкость боковины и дает ощущение плавности в движении. Сделав жесткую боковину мы сможем прыгать на нашем автомобиле по бордюрам и канализационным колодцам на при движении по ровной и хорошей дороге мы будем себя чувствовать неуютно.

Источник: autoshini.com

Минус в плюс: что такое бескамерные покрышки

Покрышки с камерами — это первые появившиеся в истории человечества пневматические шины. 23 июля 1888 года шотландец Джон Данлоп запатентовал пневматическую шину, а 31 августа того же года получил патент на её использование в транспортных средствах. Конструкция представляла собой герметичную резиновую камеру, наполненную воздухом, которая поверх оборачивалась прорезиненной парусиной — она одновременно и крепила камеру к ободу колеса, и защищала её от повреждений.

С тех пор конструкция принципиально не изменилась. В камерных шинах покрышка прилегает к диску негерметично и не способна удержать воздух внутри, поэтому для этого используется герметичная камера, которая накачивается и держит давление в колесе, а шина играет роль «крепления» к диску колеса и одновременной защиты камеры.

С развитием технологий удалось создать бескамерную (tubeless) покрышку — её в 1903 году запатентовал Пол Литчфилд, но до использования на серийных автомобилях такая шина добралась только в 1954 году. Первоначально её считали небезопасной, но современные бескамерные покрышки уже лишены всех недостатков своих прародителей.

Внешне бескамерные покрышки не отличаются от шин с камерами, но конструктивно имеют серьёзные отличия. Во‑первых, внутреннее покрытие имеет слой воздухонепроницаемой резины. Во‑вторых, снаружи имеется эластичное покрытие, которое обеспечивает герметичность при монтаже на диск. В-третьих, вентиль шины герметично стыкуется с отверстием в ободе колеса.

Бескамерные покрышки имеют ряд преимуществ. Они легче и меньше нагреваются в движении — камера не трётся о покрышку и ей не требуется охлаждение. Бескамерные покрышки легче переносят мелкие повреждения за счёт того, что внутренний и внешний слой как бы обволакивают предмет, тогда как находящаяся в растянутом виде камера при любом повреждении стремится увеличить его. Кроме того, бескамерная шина легче в ремонте и даже не требует снятия с диска.

При этом бескамерные покрышки крайне требовательны к качеству шиномонтажа — неправильная работа способна повредить боковину шины и лишить её герметичности — и геометрии колёсных дисков, поскольку сколы или деформация закраин не позволят обеспечить требуемую герметичность.

Важно помнить, что устанавливать бескамерные покрышки можно только на те диски, что рассчитаны на работу с ними, а также нельзя монтировать внутрь такой шины камеру. Стремление сэкономить в таких вопросах способно серьёзно навредить безопасности, поскольку автомобиль с бескамерными шинами на неподходящих дисках или с камерой в бескамерной покрышке представляет угрозу водителю, пассажирам да и всем окружающим. Поэтому всегда подбирайте автомобильную резину в соответствии с требованиями производителя вашей машины.

Источник: www.popmech.ru