Пневматические шины

- формование каркаса и надевание брекерно-протекторного браслета;

- опрессовка и прикатка брекерно-протекторного пояса к каркасу покрышки;

- снятие сформованной покрышки с эластичного барабана и далее транспортирование сформованной покрышки на вулканизацию.

Совмещённая сборка радиальных покрышек при двухстадийном способе осуществляется в две стадии. Первая стадия сборки проводится на разжимном барабане, исходный диаметр которого меньше диаметра кольца бортового крыла (плоский метод). Этот метод включает в себя следующие операции:

- наложение бортовых лент и слоёв каркаса на сжатые основной и вспомогательные сборочные барабаны;

- посадка бортовых крыльев;

- разжатие основного барабана (при этом происходит вытяжка и опрессовка слоёв корда каркаса покрышки);

- заворот участков слоёв каркаса, образующих боковины покрышки, на крыло.

Вторая стадия совмещённого метода сборки радиальных покрышек состоит  из следующих операций:

- формование каркаса и надевание брекерно-протекторного браслета;

- опрессовка и прикатка брекерно-протекторного пояса к каркасу покрышки;

- снятие сформованной покрышки эластичного барабана и далее транспортирование сформованной покрышки на вулканизацию.

При двухстадийном способе раздельная сборка каркасов радиальных покрышек (первая стадия) может осуществляться и на обычных станках для сборки, включающая формование каркаса и окончательную сборку покрышки, выполняется на другом станке, который должен быть оснащён одним из следующих типов сборочных барабанов:

- жёстким металлическим формующим барабаном;

- барабаном с эластичной формующей диафрагмой;

- бездиафрагменным формующим барабаном;

- бездиафрагменным устройством формования каркасов радиальных покрышек.

В отечественной промышленности вторая стадия сборки радиальных покрышек при использовании раздельного  метода двухстадийного способа сборки осуществляется следующим образом. Изготовленный на первой стадии каркас радиальной покрышки устанавливается на другой сборочный барабан с эластичной резиновой или резинокордной диафрагмой для проведения второй стадии сборки. Каркас радиальной покрышки центрируется, борта каркаса зажимаются в заплечиках барабана. Далее при синхронном сближении обоих бортов каркаса покрышки барабан с надетым на него каркасом радиальной покрышки приобретает под воздействием формующего механизма тороидальную форму. На таком изменившем форму тороидальном барабане с надетым каркасом покрышки и осуществляется её окончательная сборка – наложение брекерно - протекторного пояса или наложение брекера и протектора, их прикатка, наложение, стыковка и прикатка боковин.

Достоинством метода раздельной сборки является возможность рассредоточения  механизмов, выполняющих переходы и  операции технологического процесса сборки, и систем питания станков кордом и другими деталями покрышки. К  недостаткам этого метода следует  отнести необходимость сборки одной  покрышки на двух раздельных барабанах.

Некоторые иностранные фирмы  вторую стадию сборки радиальных покрышек осуществляют на двухпозиционных станках. В этом случае на одном барабане станка изготавливается брекерно - протекторный браслет, а на другом проводится формование каркаса и окончательная сборка покрышек. Для снятия брекерно - протекторного браслета с барабана, переноса и надевания его на сформованный каркас используется специальный манипулятор-перекладчик. Хотя раздельная сборка каркаса и брекерно-протекторного браслета усложняет процесс, но вместе с тем она позволяет совместить операции сборки во времени, рассредоточить механизмы питания сборочного агрегата заготовками.

Метод раздельной сборки радиальных покрышек на двух станках имеет следующие  недостатки:

- необходимость снятия легкодеформируемого каркаса с одного барабана и насадки его на второй, транспортирования и надевания на сформованный каркас относительно легкодеформируемого брекерно-протекторного браслета;

- промежуточное хранение каркасов и браслетов;

- возможность значительной усадки каркаса, собранного на разжимном барабане, и большие трудности при установке его на барабан второй стадии сборки;

- необходимость тщательного центрирования каркаса при фиксации его на барабане для второй стадии сборки.

Преимущества этого метода:

- достаточная надёжность, простота и возможность совмещения операций, так как механизмы обработки и питания агрегата рассредоточены в пространстве;

- возможность использования станков для сборки диагональных покрышек на первой стадии сборки покрышек типа Р;

- высокая ремонтная технологичность.

К преимуществам совмещённой  сборки покрышек на одном станке-агрегате по сравнению с раздельной сборкой  на двух станках относятся:

- возможность использования на первой стадии сборки разжимного барабана;

- отсутствие промежуточного хранения каркасов;

- повышение производительности оборудования;

- уменьшение числа ручных операций;

- улучшение качества покрышек за счёт механизации и непрерывного процесса.

Недостатки совмещённой  сборки покрышек состоят в наличии  большого числа транспортных операций к одному рабочему месту, концентрации питающих устройств на одном рабочем  месте, увеличении общей продолжительности  процесса сборки из-за отсутствия параллельных операций и рабочих мест.

В настоящее время промышленная сборка радиальных покрышек в основном осуществляется двухстадийным способом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Тенденции в шинной индустрии

 

Шины первых автомобилей напоминали велосипедные — имели очень небольшую  ширину и высоту профиля. Такие шины имели неудовлетворительные показатели грузоподъёмности (из-за малой высоты профиля), проходимости (из-за небольшой  площади пятна контакта), управляемости, долговечности и комфортабельности. Часто шины этого поколения автомобилей  изготовлялись из натурального каучука  и имели белый цвет или цвет слоновой кости, так как не имели  в своём составе углеродного  наполнителя.

Начиная с 1920—30-х годов, после  усовершенствования технологии производства шин и появления искусственного каучука, появилась возможность  изготовлять шины с более широким и высоким профилем.

Шины изготовляют из искусственного каучука с углеродным наполнителем, повышается надёжность шин и их ресурс. Благодаря этому появилась возможность  иметь на автомобиле только одно запасное колесо (до середины двадцатых годов  обычно имелось два).

Первые шины с углеродным наполнителем имели как правило белые (или кремовые, цвета «слоновой кости») боковины и чёрный протектор, для снижения стоимости производства (как уже упоминалось, чистый технический углерод получают сжиганием природного газа без доступа воздуха, стоимость производства этим методом в те годы была высока). Более дорогие шины были полностью чёрными, в те годы это считалось признаком современности и стиля, кроме того, за такими шинами было проще ухаживать.

Впоследствии, ситуация изменилась —  чёрные шины к середине тридцатых  получили массовое распространение, а  шины с белыми накладками на боковины (сами боковины были уже обычно чёрными) получили распространение в виде люксовой опции.

К пятидесятым годам ширина профиля достигла для малолитражек 5,2"…6,0", а для автомобилей  среднего и большого класса 6,0"…9,0". Высоту профиля обычно выбирали примерно равной его ширине, что предопределяло высокую грузоподъёмность, хорошую  проходимость и комфортабельность. Шины были как правило диагональные, обеспечивающие хорошую комфортабельность, но посредственную управляемость, на которую ещё не обращали такого внимания, как в последующие периоды.

Размерность шин из-за плохого  качества дорог выбиралась максимальной. Так, «Победа» ГАЗ-М20 и Москвич-400 имели шины размерностью 16 дюймов, а ЗиМ ГАЗ-12, «Волга» ГАЗ-21 и «Москвичи» −402…-407 использовали обода размерностью 15 дюймов. Западные аналоги имели шины зачастую несколько меньшей, но всё равно значительной размерности. В США получают массовое распространение шины с широкой белой полосой на боковине (Wide Whitewall Tires).

Начиная с середины шестидесятых годов  стали уделять больше внимания управляемости  автомобилей, что выразилось в уменьшении высоты профиля шин при одновременном  увеличении ширины, кроме того, значительное улучшение дорог позволило ощутимо уменьшить размерность шин — для малолитражек до 12-13 дюймов, а автомобилей более высоких классов — 13-15 дюймов.

Так, «Москвич-408» использовал  шины размерностью 6,00-13", «Жигули» ВАЗ-2101 — 6,15-13". Близкую размерность имели  и другие европейские малолитражки, а автомобили более высоких классов  обычно использовали размерность 14", хотя даже на них порой использовали 13-дюймовые, например младшие модели «Мерседеса» в середине 1960-х использовали  шины  размерностью 7,00-13".

Американские «компактные» автомобили часто из соображений  экономии имели  шины  размерностью 13" в базовой комплектации, например 6,00-13" у Ford Falcon 1960 года, а более соответствующие их габаритам и массе 14-дюймовые предлагались в качестве опции. «Среднеразмерные» автомобили, которые по размеру были чуть крупнее советской «Волги», имели обычно 14-дюймовые, — например 7,35-14" у Plymouth Satellite 1965 года. «Полноразмерные» автомобили уже использовали  шины  на 15"; например, автомобили Cadillac 1966 модельного года — размерностью от 8,00-15" у сравнительно лёгких моделей до 9,00-15" у лимузинов.

Получают распространение  радиальные   шины , изначально в виде опций или тюнинга, в семидесятые ими уже штатно комплектуют большую часть легковых автомобилей, за исключением грузопассажирских.

Совершенствуется форма  протектора, элементы которого становятся более высокими и мелкими. Отражая  снижения высоты профиля, в шестидесятые годы белая полоса на боковине сужается до 1" — 3/4" (2,5 — 2 см), это стиль  Narrow Whitewall Tires. Наряду с традиционным белым предлагаются красный, синий, жёлтый и другие цвета, а также — шины  с буквами на боковине.

    

В семидесятые и восьмидесятые  годы высота профиля  шин  ещё  больше снижается,  радиальные   шины  окончательно вытесняют диагональные на легковых автомобилях. На легковых автомобилях используют обычно  шины  размером не более 12-15". В  середине семидесятых получают распространение  так называемые низкопрофильные  шины , у которых высота профиля составляет 70 % от ширины и менее. В СССР первые подобные  шины  появились на «Жигулях» ВАЗ-2105.

Прогресс в области  химии синтетических материалов приводит к тому, что вместо традиционного  металла в каркасе  шин  используют искусственные волокна. Это позволяет  в значительной степени победить один из главных недостатков  радиальных   шин  — повышенную передачу толчков  от дороги через  радиально  расположенные  нити каркаса.

В последнее время наметились всё большие тенденции, направленные на уменьшение высоты профиля  шины  при сохранении ширины и одновременном увеличении посадочного размера, и, соответственно, использовании дисков большего диаметра для сохранения радиуса качения. Это делает возможным установку тормозных механизмов большего диаметра, что необходимо в свете роста мощностей моторов и скоростей автомобилей. Также уменьшается деформация боковых стенок шины — это улучшает реакции шины на действия рулём, и снижает нагрев шины, но, с другой стороны, ухудшает комфортабельность движения (особенно по дорогам невысокого качества), долговечность (в тех же условиях) и проходимость, а форма пятна контакта становится короче и шире.

Снижение сопротивления  качению шины также является одним  из приоритетнейших направлений в развитии шинной промышленности. Снижение сопротивления позволяет повышать экономичность движения автомобиля, за счёт более совершенных материалов, применяемых в протекторе, которые поглощают меньше энергии при растяжении и сжатии. Больших успехов достигла компания Michelin, разработанные ею опытные образцы покрышек Proxima позволяют снизить вес на 20 %, а сопротивление качению на 25 % — до 6.5 кг/т по сравнению с покрышками серии Energy, обладающими сопротивлением в 9 кг/т. Для справки — шины выпущенные в 1897 году имели сопротивление качению в 25 кг/т.

Возможность нести вес  автомобиля в случае потери воздуха  определённое количество километров, без вреда для колёсных дисков - важное достижение шинников за последнее  время. Такие шины обычно носят название «run flat». К реализации идеи создания шины не боящейся прокола компании подошли по-разному. Например Goodyear используют в своих шинах EMT (Extended Mobility Tire) специальные вставки в плечевой зоне, которые не позволяют шинам полностью складываться. Michelin в шинах PAX используют нестандартный обод, с жёстким кольцом, на которое в случае потери давления и опирается автомобиль.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы

 

Шинная промышленность относиться к таким отраслям народного хозяйства, где доля ручного труда на заготовительно-сборочных операциях ещё велика, и поэтому вопросы механизации и автоматизации здесь имеют большое значение.

Процесс автоматизации сборки покрышек  пневматических   шин  не может быть успешно осуществлён  без учёта такого фактора, как  технологичность процесса изготовления деталей и покрышки в целом. Проектирование механизмов и средств автоматизации  сборки покрышек или других изделий  следует начинать с анализа технологичности  операций её изготовления, изучения совокупности свойств материала и изделия, а также разработки способов, позволяющих  осуществить её изготовление наиболее рациональными и экономичными методами.