Оптимальные параметры процесса термообработки кордов

Обрезинивание текстильных кордов осуществляют на кордных линиях с одним четырехвалковым или двумя трехвалковыми каландрами. При близких условиях обрезинивания прогиб валков прессующего зазора у четырёхвалкового каландра на 0,02мм больше, а двухкратный пропуск корда через трёхвалковые каландры обеспечивает лучшее затекание смеси внутрь его нитей, но на монтаж их требуется больше капитальных затрат. Современные каландры снабжены устройствами для компенсации прогибов, системами автоматического регулирования зазоров и совершенными системами нагрева поверхности валков, позволяющими вести процесс обрезинивания корда с точностью по толщине до 0,025мм и по массе до 20г/м³. При обрезинировании корд обкладывают так, чтобы с каждой стороны образовался слой резины толщиной 0,2-0,3мм, а общая толщина корда – 1,25-1,4мм с нитью 0,8мм и 1,05-1,25мм с нитью 0,65мм.

Качество обрезиненного корда определяет технологичность сборочных операций и эксплуатационные характеристики покрышек, а оценивается степенью заполнения резиновой смесью (коэффициентом прессовки), прочностью связи одиночной нити с резиновой смесью, массой 1м² и толщиной полотна. Усилие выдёргивания нити из полотна обрезиненного корда является наиболее надёжным способом оценки качества корда и определяется площадью её контакта с резиной, которая в свою очередь зависит от коэффициента (степени) прессовки. На качество обрезинивания корда влияет множество технологических факторов: пластичность и однородность по пластичности резиновой смеси, натяжение и влажность корда, равномерность питания каландра и скорость каландрования; температура, состояние поверхности и величина прогиба валков. Установлена зависимость качества обрезиненного корда от величины запаса резиновой смеси в зазоре между валками каландра – с его увеличением растут толщина, масса 1м² и коэффициент прессовки корда и расход резиновой смеси на обрезинивание. Повышение скорости обрезинивания в пределах от 20 до 80м/мин не влияет на коэффициент прессовки, но увеличивает толщину корда и расход резиновой смеси. При увеличении зазора между валками с 0,2 до 2мм давление снижается, а распорные усилия уменьшаются. Учитывается и явление каландрового эффекта – анизотропии свойств в направлении каландрования и перпендикулярном ему.

Коэффициент прессовки К_n представляет собой отношение фактической массы единицы площади обрезиненного корда Р_ф, определяемой взвешиванием, к его геометрической массе Р_m, которая определяется с учётом всех изменений в корде при его обработке: К_n=Р_ф/Р_m=Р_ф/[(bh-Aн_ф)γ+Вн_ф]l, где b-ширина образца в см, l-длина образца в см, h-толщина обрезиненного корда в см (среднее значение из 10 измерений), н_ф-фактическое число нитей в образце, γ-плотность резиновой смеси в г/см²; А,В-коэффициенты для данного типа корда. Коэффициент А представляет собой площадь поперечного сечения пропитанной нити: А=πd²/4, где d-диаметр пропитанной нити в см, а коэффициент В – массу пропитанного корда: В=Р_п.к./н_r×1000, где Р_п.к.-масса 1м² пропитанного корда в г, определяемая взвешиванием или расчётом; н_r-число нитей на 10см ширины полотна корда по действующим стандартам на кордные ткани. Массу 1м² пропитанного корда можно определить по вырезанному перед каландром образцу, применив формулу: Р_п.к=Вн_r×1000/н`<sub>ф</sub>l<sub>1</sub>, где н`_ф-число взвешенных нитей, l₁-длина взвешенных нитей в м, определённая между двумя линиями реза по утку. Она рассчивается также по формуле: Р_п.к=[Р_с-λ₁Р_с/1+λ₂](1+λ₃), где Р_с-масса 1м² сурового корда по стандарту на него; λ₁, λ₂, λ₃-коэффициенты, учитывающие изменения влажности, вытяжку или усадку и привес корда. Коэффициент λ₁=W_c-W_a/100, где W_c и W_a-влажность корда сурового и корда перед обрезиниванием в %. Коэффициенты λ₂=L/100 и λ₃=П/100, где L-вытяжка (+) или усадка (-) корда в %, П-привес корда в %. Точность расчёта коэффициента К_n определяется изменениями толщины обрезиненного корда при релаксации напряжений, рельефными изменениями поверхности и другими факторами, а его повышение вызывает увеличение расхода резиновой смеси.

Модернизация действующих кордных линий путём совершенствования технологических параметров термообработки корда позволяет улучшить его механические и адгезионные свойства. Возможна также модернизация путём реализации технических решений по удалению избытка пропиточного состава с корда и нагреванию его в камерах термообработки линий ЛПТК-30-1800, позволяющая поднять его качество до современного уровня. Современные каландровые линии на отечественных шинных заводах оборудованы системой автоматического управления «Межурекс-2000» (США), представляющей собой комплекс быстродействующих датчиков и измерительных устройств. Она включает датчики массы и ширины ткани, температуры воздуха и валков каландра, сканирующие устройства для замера профиля, скорости движения и вытяжки полотна. Однородность верхнего и нижнего резиновых слоёв и равномерность общей массы обрезиненного корда регулируется по поперечной и продольной оси кордного полотна. Непрерывное наблюдение за отклонением массы верхнего и нижнего слоёв корда от заданных значений сопровождается автоматическим обеспечением их сохранения. Автоматически регулируется также зазор между валками каландра в зависимости от скорости каландрования. Быстрое установление точных размеров профиля каландруемого листа позволяет получить корд с минимальным отклонением по массе и компенсировать его изменение. Информация по процессу обработки корда выносится на видеоэкран, все данные анализируются ЭВМ, передаются в систему автоматического управления и преобразуются в суточные отчёты о выработке по отдельным сменам, о работе линии и основных видах дефектов.

Обрезинивание металлокорда на отечественных шинных заводах ведут на поточных линиях ЛОМК-800К (закатка в каретки) или ЛОМК-800Б (закатка в бабины) в виде безуточного полотна на четырёхвалковом каландре (рис.2.43). Металлокордные нити на специальных катушках (шпулях) помещают в два-три шпулярника 1, чтобы одновременно с расходом корда из одного шпулярника в остальных перезаряжались шпули. Для упрощения перезарядки шпуль плита с узлом тормозных устройств шпуледержателей крепится к панелям шпулярника, а конденсацию влаги на шпулярнике исключают, повышая температуру в помещении шпулярника на 5-10^оС по сравнению с температурой в цехе. Между шпулярником и каландром установлен пресс 2 с электрообогревом для стыковки металлокордных нитей при смене шпуль путём вулканизации резиновых прослоек, накладываемых в месте стыка. Нити корда пучками в вертикальной плоскости пропускаются через нитесборник, нитенаправляющее и нитераспределительное устройства 3 (ролики, кассеты, гребёнки), которые формируют из них полотно с заданным шагом и шириной до 800мм при числе шпуль до 840шт. Дополнительный шаговый ролик каландра 4 вдавливанием нитей корда в нижний слой обкладки фиксирует шаг между ними, а при прохождении полотна между средним и верхним валками с температурой 80-90^оС при коэффициенте прессовки 1 и скорости обрезинивания 50м/мин накладывается верхний слой смеси. Толщина обрезиненного металлокорда марки 22Л15А – 1,75-1,80мм, а металлокорда 28Л18 – 2,3мм. Далее кромочные ножи обрезают излишки обкладочной смеси так, чтобы её кромка с одной стороны была на 10мм шире кромки металлокорда, что позволяет стыковать его после раскроя без нахлёста нитей. Обрезиненное полотно 5 после охлаждения до 25-30^оС на барабанах 6 последовательно проходит через компенсатор 7, центрирующее 8 и натяжное 9 устройства и закатывается в рулон с полиэтиленовой прокладочной плёнкой на закаточном станке 11. Устройство 9 даёт натяжение полотну до 3000Н. После закатки в рулон 200-270м полотно режут поперёк с помощью отрезного станка 10 и подают на раскаточные станки диагонально-резательных машин. Расположение устройств 8 и 9 над станками 10 и 11 обеспечивает подачу полотна на закатку сверху, благодаря чему уменьшается длина линии и облегчается закатка.

Рис.2.43. Линия ЛОМК-800К для обрезинивания металлокорда.

Устройство для перезарядки каландра безуточным кордом на линии обрезинивания выполнено в виде качающегося рычага 2, закреплённого на каландре 5 в кронштейне 3, с захватами 10 для удержания шагового ролика 4 (рис.2.44). Нити корда удерживаются в канавках шагового ролика прижимным валиком 7, который перемещается винтом 8 с регулировкой усилия торможения и может переноситься рычагом 2 от каландра к шпулярнику 1 и обратно. При полном израсходовании металлокорда со шпулей ролик отводится от каландра к шпулярнику, где фиксируется в кронштейне и освобождается от захватов рычага. После обрезинивания всех нитей шпулярник с роликом отводят, а на его место подводят шпулярник со шпулями и шаговым роликом, и производят стыковку нитей, закрепление ролика и перенос его к каландру при отведённом прижимном валике от шагового ролика. Современные линии обрезинивания металлокорда имеют автоматическую систему управления «Мижурекс 2000», надёжные каландры и способы установки шпуль, электромагнитные плиты для улавливания концов при обрыве нитей, прессы для стыковки и устройства для центрирования, прокола пузырей и формирования стабильной кромки.

Линия обрезинивания металлокорда ЛИМБ-300 для брекера малогабаритных шин состоит из шпулярника, нитенаправляющих и закаточных устройств, экструдера МЧХ-90-Л-СБ, трёх холодильных барабанов, раскроечно-стыковочного агрегата и установки продольного раскроя (табл.2.20). В шпулярнике размещены шпуледержатели для 126 одновременно насаженных шпуль с нитями металлокорда, а обводные ролики собирют нити в пучки. Нитенаправляющее устройство состоит из сварной рамы, двух горизонтальных и двух вертикальных роликов, которые служат для направления пучка нитей от шпулярника на гребёнку. Головка экструдера состоит из двух частей с профили-рующей планкой и фильерой между ними, а фильера - из верхней и нижней частей с рисками, которые при соединении частей образуют отверстия с расстоянием между ними заданного шага расположения нитей корда. Между профилирующей планкой и фильерой образуется щель, в которую поступают нити металлокорда с заданным шагом и резиновая смесь. Скорость обрезинивания – 20м/мин при температуре первой зоны 50-60^оС, второй – 75-80^оС, третьей – 90-95^оС и головки – 95-100^оС. Обрезиненный металлокорд через барабаны и компенсатор поступает на раскроечно-стыковочный агрегат, состоящий из подающего, режущего, стыковочного и отборочного устройств. Режущее устройство состоит из траверсы, на которую установлен пневмоцилиндр, приводящий в движение кронштейн с верхним ножом и стопор для фиксации ножа в верхнем положении. После резки поднимается верхний нож и включается стыковочное устройство, а с отборочного устройства полоса подаётся на дисковые ножи и затем - на закаточное устройство.

Таблица 2.20.