Изготовление резиновой детали

Содержание

 

 

Введение…………………………………………………………………………..3

1. Резиновые материалы…………………………………………………………4

2. Свойства резин………………………………………………………..……….7

3. Классификация резин……………………………………………………….…8

Заключение………………………………………………………………………13

Список использованной литературы…………………………………………..14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Резиной называется продукт  специальной обработки (вулканизации) смеси каучука и серы с различными добавками.

Резина как технический  материал отличается от других материалов высокими эластическими свойствами, которые присущи каучуку — главному исходному компоненту резины. Она способна к очень большим деформациям (относительное удлинение достигает 1000 %), которые почти полностью обратимы. При нормальной температуре резина находится в высокоэластическом состоянии и ее эластические свойства сохраняются в широком диапазоне температур.

Модуль упругости лежит  в пределах 1—10 МПа, т. е. он в тысячи и десятки тысяч раз меньше, чем для других материалов. Особенностью резины является ее малая сжимаемость (для инженерных расчетов резину считают несжимаемой); коэффициент Пуассона 0,4—0,5, тогда как для металла эта величина составляет 0,25—0,30. Другой особенностью резины как технического материала является релаксационный характер деформации. При нормальной температуре время релаксации может составлять 10-4 с и более. При работе резины в условиях многократных механических напряжений часть энергии, воспринимаемой изделием, теряется на внутреннее трение (в самом каучуке и между молекулами каучука и частицами добавок); это трение преобразуется в теплоту и является причиной гистерезисных потерь. При эксплуатации толстостенных деталей (например, шин) вследствие низкой теплопроводности материала нарастание температуры в массе резины снижает ее работоспособность.

Кроме отмеченных особенностей для резиновых материалов характерны высокая стойкость к истиранию, газо- и водонепроницаемость, химическая стойкость, электроизолирующие свойства и небольшая плотность.

 

1. Резиновые  материалы

 

Процесс вулканизации заключается в нагреве резиновой смеси до определенной температуры и выдержки ее при этой температуре в течение времени, достаточного для того, чтобы атомы серы соединили в некоторых местах молекулы каучука (имеющего линейную структуру), образовав резину— материал с пространственной структурой молекул, обладающий новыми свойствами, отличающимися от свойств каучука. Температура вулканизации должна быть выше температуры плавления серы (120°С), но ниже температуры плавления каучука (180-200°С).

Каучук подразделяют на:

- натуральный (НК);

- синтетический (СК).

Натуральный каучук добывают из млечного сока (латекса) каучуконосного дерева гевеи, а также каучуконосных  растений (кок-сагыз, тау-сагыз), содержащих латекс в корнях.

Молекула натурального каучука состоит из звеньев легколетучего углеводорода — изопрена и имеет всюду одинаковую (регулярную) микроструктуру.

В России натуральный  каучук имеет ограниченное распространение. В отечественном шинном производстве из него изготовляют только отдельные  детали шины или же он используется в качестве добавки к резиновой смеси. Наша страна является родиной синтетического каучука, который был получен в 1931 году по методу, разработанному академиком С.В. Лебедевым.

Синтетический каучук получают в основном из природного и попутного  нефтяных газов, а также отдельных углеводородных фракций нефтепереработки.

В настоящее время  изготовляется несколько разновидностей синтетических каучуков, отличающихся механической прочностью, химической стойкостью, газопроницаемостью, термостойкостью  и другими свойствами:

— натрий-бутадиеновый (СКВ), первый в мире промышленный синтетический  каучук, изготовлялся из этилового  спирта на базе пищевых крахмалсодержащих  продуктов. Выпуск прекращен с 1964 года;

— бутадиен-стирольный (СКС) является самым распространенным синтетическим каучуком, который получается сополимеризацией бутадиена и стирола. Обладает достаточной прочностью и износостойкостью;

— бутилкаучук получают сополимеризацией изопрена и изобутилена, характеризуется высокой газопроницаемостью и химической стойкостью;

— полиуретановые каучуки  отличаются высокой износостойкостью;

— полихлоропреновые  каучуки обладают высокой бензомаслостойкосью;

— силиконовый (кремнийорганический) каучук (СКТ) сохраняет свои свойства при температурах от минус 70°С до + 400°С, превосходя по термостойкости натуральный каучук;

— изопреновые (СКИ) и  дивиниловые (СКД) каучуки обладают эластичностью, которая приблизилась к показателям натурального каучука, а по некоторым другим свойствам  и превосходят натуральный.

Кроме каучука и вулканизирующего вещества в состав резиновой смеси входят и другие компоненты (ингредиенты), придающие резинам определенные свойства:

— ускорители вулканизации (альтакс, каптакс, тиурам в количестве 1-2 % от веса каучука) сокращают время  вулканизации и повышают качество резины;

— усилители (активные наполнители) — сажа, каолин, цинковые белила и  др. в количестве до 50 % от веса каучука. Служат для улучшения того или  иного свойства резины;

- неактивные наполнители  (отмученный мел, асбестовая мука) в количестве 30—40 % от веса каучука вводятся для удешевления резины без заметного ухудшения ее свойств;

- противостарители (сантофлекс  А, неозон Д) в количестве 0,5—2,5 % от веса каучука вводятся  для замедления старения резины  под действием кислорода воздуха,  солнечных лучей и других факторов;

- мягчители и пластификаторы (стеариновая кислота, мазут, вазелиновое  масло, сосновая смола и др.) в количестве от 3 до 20 % веса каучука  улучшают смешиваемость компонентов  резиновой смеси и делают ее  более пластичной и липкой; - красители используются для окрашивания светлых резиновых смесей в соответствующие цвета. Применяются пигменты минерального и органического происхождения;

- регенерат — резина  из утильных покрышек, камер для  замены каучуковой составляющей  резиновой смеси.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Свойства  резин

 

 Определяющее влияние  на свойства резин оказывает  каучуковая основа, от которой  зависят их физико-механические, прочностные, защитные и другие  свойства.

На механические свойства резин определяющее влияние оказывает  температура, с повышением которой снижаются их прочность и твердость. При этом скорость снижения значений механических свойств выше у резин на основе ненасыщенных каучуков, а для кремнийорганических каучуков эта скорость минимальна.

Важнейшими характеристиками многих типов резин являются их износостойкость и коэффициент трения. Для резин, как и для других твердых материалов, различают виды изнашивания:

— усталостный;

— абразивный;

— коррозионно-механический;

— эрозионный;

— «скатывание» — является специфическим видом изнашивания для резин, когда при трении микронеровности поверхности резины деформируются в скатку и отрываются от поверхности.

Кроме вышеперечисленных  свойств качество резин оценивается  по:

— морозостойкости;

— термостойкости или  сопротивлению термическому старению;

— озоностойкости;

— биостойкости;

— стойкости в жидких средах;

— диэлектрическим свойствам;

— пожароопасное и  коррозионной агрессивности по методикам, общим для полимерных материалов.

 

3. Классификация  резин

 

 Резины поставляются  потребителю в виде:

— полуфабрикатов — резиновых  смесей, готовых для переработки  в изделия путем формования, армирования  и вулканизации;

— вулканизированных пластин, шнуров;

— готовых изделий — лент, ремней, рукавов и шин. Готовые резины (вулканизаторы) делятся на две основные группы — общего и специального назначения,

Резины общего назначения изготовляют  на основе натурального каучука бутадиеновых, изопреновых, бутадиен-стирольных, хлоропреновых, бутилкаучуков и их комбинаций. Эти  резины работоспособны в интервале температур от 50 до 150°С, и основными областями их применения являются изготовление:

— пневматических шин и камер

— конвейерных лент;

— приводных ремней;

— других резинотехнических изделий.

Резины специального назначения включают несколько их видов, применяемых в специфических условиях эксплуатации:

— теплостойкие резины на основе этиленпропиленовых и бутилкаучуков работоспособны при температуре 150—200°С и более, для резин на основе элементоорганических каучуков;

— морозостойкие резины получают на основе каучуков с низкой температурой стеклования (кремнийорганические) или обычной температуры стеклования при введении в них специальных пластификаторов;

— масло- и бензостойкие резины на основе бутадиен-нитрильных, полисульфидных, уретановых, хлоропреновых, винилпиридиновых и фторсодержащих каучуков работоспособны при длительном контакте с нефтепродуктами и  растительными маслами;

—- резины, стойкие к  действию агрессивных сред (кислот, щелочей, озона и т. д.) получают на основе бутилкаучука, кремнийорганических, фторсодержащих и акриловых каучуков, а также хлорсульфированного полиэтилена;

— электропроводящие  и магнитные резины изготовляют  на основе полярных каучуков с электропроводящими и магнитными наполнителями;

— диэлектрические (кабельные) резины получают на основе кремнийорганических  изопреновых и других каучуков с  неорганическими наполнителями;

— радиационно-стойкие  резины из фторсодержащих и бутадиен-стирольных каучуков наполняют оксидами свинца и бария.

Кроме вышеуказанных  видов резин специального назначения выделяют также вакуумные, вибро-, водо-, огне- и светостойкие, оптически  активные, фрикционные, пищевые и  др.

Готовые резинотехнические  изделия представляют собой, как правило, композиционные детали из резины и армирующего каркаса. Наиболее распространенными из них являются:

— амортизаторы, подшипники и шины, армированные металлическим  кордом или проволокой;

— рукава, трубки и шланги (неармированные, с текстильным и металлическим каркасом);

— уплотняющие манжеты  и другие изделия, 

Ремонтные материалы  для резинотехнических изделий.

Автохозяйства используют резину в качестве ремонтного материала  для восстановления поврежденных пневматических шин и камер.

Протекторная резина предназначена для заполнения вырезанных при ремонте участков протектора и боковин.

Прослоенная резина предназначена  для обкладки вырезанных участков покрышки, пластырей и манжет с целью  лучшего соединения заплат с покрышкой  и для заполнения вырезанных участков каркаса покрышки.

Камерная резина служит для изготовления заплат.

Герметизирующая резина используется для ремонта герметизирующего слоя бескамерных шин.

Клеевая резина предназначена  для приготовления клея.

Ткань, как и резина, определяет эксплуатационные качества и стоимость шин. Вес ткани составляет около 30 % веса всей покрышки.

При изготовлении и ремонте  покрышек и бескамерных шин применяют, в основном, прорезиненные кордовые ткани, а также ткани полотняного  переплетения — чефер, доместик, бязь.

Из корда изготовляют  каркас покрышки, являющийся ее основой, Чефер используют при изготовлении усилительных ленточек бортов покрышки, а доместик или бязь - для обертки  проволочных колец покрышки.

Качество корда зависит  от типа используемого волокна, которое бывает;

— природным (хлопок);

— искусственным (вискоза);

— синтетическим (капрон, нейлон и др.).

Искусственные волокна  получают в результате химической обработки  природных высокомолекулярных соединений (клетчатки или целлюлозы),

Синтетические волокна изготовляют из синтетических высокомолекулярных соединений (капролактама, полиэфирной смолы и др.).

Хлопчатобумажный корд характеризуется высоким теплообразованием, низкими теплостойкостью и прочностью. Поэтому изготовленные из него шины обладают невысокими эксплуатационными качествами.

Более качественным является вискозный корд, его прочность  почти не изменяется при температурах, достигающих 100°С. Шины, изготовленные  из вискозного корда, имеют пробег в 1,5 раза больший, чем из хлопчатобумажного. Недостатки вискозного корда — пониженное сцепление с резиной и повышенная гигроскопичность, что может привести к расслоению покрышки.