Лекция 1.Технология шинного производства
Автомобильной шиной обычно называют резинокордную упругую оболочку, наполненную сжатым воздухом и укрепленную на ободе колеса автомобиля. Шины обеспечивают возможность движения, торможения и управления автомобилем, а также относительную бесшумность и комфортабельность езды.
Основным назначением шин является смягчение и гашение ударов, толчков и других динамических нагрузок, возникающих при движении автомобиля или другого наземного транспортного средства.
Шины появились раньше автомобиля, и современная их конструкция является результатом творческого труда и изобретательности многих поколений инженеров и ученых во всем мире. Непрерывно совершенствуемая техника отраслей машиностроения предъявляет все более высокие требования к продукции шинной промышленности — обеспечению безопасности и топливной экономичности, увеличению нагрузок и скорости движения, бесшумности и комфортабельности, обеспечению необходимого сцепления на дорогах с различными типами покрытий, а также по бездорожью (пахоте, снегу, заболоченной местности и т. п.).
Существуют шины массивные и пневматические, различающиеся по амортизирующей способности и принципу работы при гашении толчков и ударов.
Массивные шины — это монолитный резиновый массив, жестко закрепленный на ободе колеса или специальном бандаже. Эксплуатационные характеристики такой шины определяются механическими свойствами резины, и вследствие недостаточно высокой деформируемости массивные шины обладают сравнительно низкой амортизирующей (виброизолирующей) способностью. Поэтому они находят довольно ограниченное применение в основном для внутризаводского транспорта и других машин, работающих при малых скоростях.
Пневматические шины -это упругие оболочки, жестко монтируемые на ободе колеса и наполняемые сжатым воздухом. Упругость шины обусловлена давлением воздуха во внутренней ее полости, поэтому пневматические шины легче деформируются при контакте с неровностями дороги и обладают лучшей амортизирующей способностью. Сжатый воздух придает шине необходимую жесткость, что дает возможность передавать тяговое усилие двигателя на дорогу и сохранять устойчивость автомобиля при движении.
Обычно пневматическая шина состоит из камеры, покрышки и ободной ленты (рис. 1).
| Рис. 1. Основные элементы пневматической шины: 1 — покрышка; 2 — камера; 3 — ободная лента |
Камера представляет собой торообразную эластичную резиновую трубку, снабженную вентилем для входа и выхода воздуха, и предназначена для обеспечения герметичности пневматической шины. Размеры камеры всегда несколько меньше размеров внутренней полости покрышки, что облегчает монтаж шины и предотвращает образование складок. Однако вследствие этого резина камеры в рабочем состоянии всегда испытывает определенную деформацию растяжения, и это является причиной быстрого разрастания прокола или пореза, случайно образовавшегося при эксплуатации шины. На внешней поверхности камеры имеется ряд кольцевых выступов высотой 0,4—0,8 мм и шириной 1—2 мм, что облегчает удаление воздуха из пространства между камерой и внутренней поверхностью покрышки при накачивании собранной шины и предотвращает образование пузырей воздуха между ними при эксплуатации (вследствие некоторой газопроницаемости стенки камеры). Часть камеры, прилегающую к ободу колеса (или к ободной ленте), называют бандажной, а прилегающую к покрышке в зоне протектора — беговой.
Ободная лента выполняется в виде профилированного эластичного резинового кольца, в шине она располагается между камерой и ободом колеса и предназначена для уменьшения истирания камеры об обод и предотвращения защемления стенки камеры между ободом и бортом покрышки. В легковых пневматических шинах ободные ленты не используют, они не нужны также в бескамерных шинах.
Наиболее важной и сложной по конструкции частью пневматической шины является покрышка, представляющая собой прочную резинокордную оболочку торообразной формы. Покрышка воспринимает на себя массу автомобиля и груза, тяговые и тормозные усилия, обеспечивает сцепление шины с дорогой. Кроме основных деталей (каркас, брекер, протектор, два борта и боковины) в современной конструкции покрышки содержится значительное число более мелких элементов (рис. 2).
В зависимости от конструкции отдельных частей, различают шины диагональной и радиальной конструкции.
| Рис.2. Конструкция диагональной (а) и радиальной (б) шины. |
Каркас (1) - основа шины, обеспечивающая ее прочность и воспринимающая нагрузки.
Брекер (2) - расположен в шине между протектором и каркасом.
Протектор (3) - толстый наружный слой резины, непосредственно соприкасающийся с дорогой при качении шины.
Боковина (4) - представляет собой слой покровной резины, накладываемой на боковые стенки каркаса, предохраняющий его от механических повреждений от попадания влаги и других внешних воздействий.
Борт (5) шины - не растягивающееся кольцо, с помощью которого осуществляется жесткое крепление на ободе дискового колеса.
Крыло (6) - обрезиненное и обернутое прорезиненной тканью проволочное кольцо.
Гермослой - в бескамерных шинах роль камеры выполняет специальный слой резины.
Каркас является основной силовой частью пневматической шины и обычно состоит из нескольких слоев обрезиненного текстильного корда (иногда металлокорда). Число слоев и направление кордных нитей зависят от конструкции покрышки и необходимой грузоподъемности шины. Иногда для повышения монолитности и эластичности каркаса между отдельными слоями корда располагают тонкие прослойки мягкой резины, называемые сквиджами. Резинокордные слои каркаса закреплены на жестких крыльях, входящих в состав бортов покрышки.
| Рис.3. Типы рисунков протекторов покрышек: а — дорожный; б — универсальный; в — повышенной проходимости; 1 — шашки; 2—канавки; 3 — щелевидная прорезь; 4 — выемка; т — ширина выступа; r— радиус закругления |
Протектор — наружная резиновая часть покрышки, непосредственно контактирующая с дорогой; протектор обеспечивает сцепление шины с дорогой и предохраняет брекер и каркас от повреждений.
На боковых стенках покрышки протектор переходит в боковины — более тонкие резиновые слои, предохраняющие каркас от внешних воздействий (не только механических). В составе протектора выделяют беговую дорожку — поверхностный слой с определенным рисунком, подканавочный слой, располагаемый между беговой дорожкой и брекером, и плечевые зоны, соединяющие беговую дорожку и подканавочный слой с боковинами.
Тип рисунка протектора определяется условиями эксплуатации автомобиля или другого транспортного средства, для которого предназначена шина. Рисунок протектора состоит из выступов (в виде отдельных шашек или сплошных грунтозацепов), выемок (углублений между грунтозацепами), канавок (углублений между шашками) и щелевидных прорезей шириной не более 1,5 мм в массиве выступов протектора. Под насыщенностью рисунка протектора понимают долю площади поверхности беговой дорожки, приходящейся на выступы (в %).
Дорожный рисунок протектора (рис. 3, а) применяют в покрышках, эксплуатируемых на дорогах с твердым покрытием (легковые, автобусные и т. п.). Он состоит из шашек или ребер, разделенных канавками, обычно не имеет грунтозацепов и характеризуется высокой насыщенностью (65— 85 %). Универсальный рисунок протектора характерен для большинства грузовых шин и обычно состоит из достаточно крупных шашек и канавок в центре беговой дорожки и грунтозацепов и выемок по ее краям (рис. 3,б). Такой рисунок имеет меньшую насыщенность (50—70%) и обеспечивает достаточную проходимость автотранспорта по любым дорогам. Рисунок протектора повышенной проходимости (рис. 3,в) состоит только из ряда грунтозацепов и выемок и чаще всего выполняется в виде «косой елки». Разновидностью такого рисунка является карьерный, состоящий из массивных выступов различной конфигурации, разделенных канавками.
Борта покрышки предназначены для крепления шины на ободе колеса, поэтому должны быть жесткими и нерастяжимыми . Ту часть борта, которая непосредственно прилегает к ободу колеса, называют основанием, его внутреннюю часть — носком, а наружную, прилегающую к закраине обода,— пяткой. Основными деталями борта являются бортовые крылья, состоящие из бортового кольца, наполнительного шнура, оберточной и крыльевой лент. Бортовые кольца обеспечивают необходимую прочность и жесткость бортов, и их изготовляют из обрезиненной стальной проволоки или ленты. Наполнительный шнур выполняют круглым или профилированным и его назначение — предотвращение образования полостей в борту при его формировании. Бортовое кольцо (иногда вместе с наполнительным шнуром) обертывают лентой из обрезиненной ткани (бязи). Крыльевая лента из прорезиненной плотной ткани (чефера) или корда охватывает всю поверхность крыла и обеспечивает надежное крепление крыла в борту. В конце сборки на наружную поверхность борта накладывают полосу прорезиненной ткани, называемую бортовой лентой.
Классификация шин
| Рис. 4 Камерные и бескамерные шины |
1. Для легковых автомобилей и прицепов к ним.
2. Для легких грузовых автомобилей и автобусов особо малой вместимости (иногда называются коммерческими и имеют в обозначении индекс С).
II. По способу герметизации внутреннего объема шины могут быть:
1. Камерными.
2. Бескамерными.
Камерные шины встречаются сейчас редко. Не рекомендуется при повреждении бескамерной шины вставлять в нее камеру для восстановления работоспособности.
III. По типу конструкции (в зависимости от построения каркаса) различают шины:
1.Диагональные.
В брекере диагональных шин нити корда в смежных слоях пересекаются друг с другом под углом от 45 до 60 град. Конструкция диагональных шин устарела, но их продолжают выпускать в небольших количествах . У таких шин есть свои преимущества - у них прочнее боковина.
2. Радиальные (в обозначении радиальных шин на боковине покрышки имеется символ R). В радиальной шине корд каркаса натянут от одного борта к другому без перехлеста нитей, нити лежат параллельно друг другу от борта к борту по всей окружности шины. В брекере радиальных шин нити корда не пересекаются друг с другом под углом от 45 до 65 град.
Достоинства радиальных шин
| Рис.5 Диагональные и радиальные шины |
- у радиальной шины меньше сопротивление качению, что дает ощутимую экономию топлива.
- радиальная шина обеспечивает лучшую управляемость и боковую устойчивость автомобиля
- радиальная шина обеспечивает лучшее сцепление с дорогой за счет большего по площади и более стабильного пятна контакта. При изменении нагрузки и колебаниях во время движения жесткий брекер не дает протектору радиальной шины деформироваться; выступы протектора не сминаются и не проскальзывают.
IV. По высоте профиля (поперечного сечения) изготавливаются шины:
1. Обычного профиля (82-70 процентов от ширины шины, например, 175/70R14).
2. Низкопрофильные (65-50 процентов от ширины шины, например, 255/60R18).
3. Сверхнизкопрофильные (<50 процентов от ширины шины, например, 275/40R20).
Шины обычного профиля изготавливаются камерными и бескамерными. Низкопрофильные и сверхнизкопрофильные шины бывают только бескамерными.
V.По типу элементов рисунка протектора:
| Рис 6. Дорожные шины с разными типами рисунков А-ненапрвыленные Б-направленные В-асимметричные |
- ненаправленная (А) - симметричный относительно радиальной плоскости колеса (1) (проходящей через его ось вращения). Является наиболее универсальным, поэтому большая часть шин выпускается именно с этим рисунком.
- направленная (Б) - симметричный относительно центральной плоскости вращения колеса (2) (проходящей через середину протектора). Он обладает улучшенной способностью отвода воды из пятна контакта с дорогой и пониженной шумностью. Запасное колесо совпадает по направлению вращения только с колесами одной стороны автомобиля, но временная установка его на другую сторону допустима при условии движения на небольших скоростях.
- ассиметричная. (В) - не симметричный относительно центральной плоскости вращения колеса (2). Его используют для реализации разных свойств в одной шине.
Вопросы для закрепления
1.Автомобильные шины – это?
2.Основные элементы пневматической шины?
3.Конструкция шины?
4.Типы рисунков протектора шин?
5.Классификация шин по назначению, по конструкции, по способу герметизации?
6.Классификация шин по высоте профиля, по типу элементов рисунка протектора
Дата добавления: 2017-09-19; просмотров: 229;