Пневматические шины изготавливаются в соответствии с относительно стандартизованными процессами и механизмами примерно в 455 шинных заводов в мире. С более чем 1 миллиардом шин, выпускаемых во всем мире ежегодно, шинная промышленность является основным потребителем натурального каучука . Заводы шин начинаются с сыпучего сырья, такого как синтетический каучук (60% -70% от общего объема резины в шинной промышленности ), сажи и химических веществ и производят многочисленные специализированные компоненты, которые собираются и излечиваются , В этой статье описываются компоненты, собранные для изготовления шины, различных используемых материалов, производственных процессов и механизмов, а также общей бизнес-модели.
шины для погрузчика представляют собой сборку из множества компонентов, которые создаются на барабане, а затем отверждаются в прессе под действием тепла и давления. Тепло способствует реакции полимеризации, которая сшивает каучуковые мономеры для создания длинных эластичных материалов.
Материалы Натуральный каучук или полиизопрен является основным эластомером, используемым в производстве шинСтирол-бутадиеновый сополимер (SBR) представляет собой синтетический каучук, который часто частично заменяется натуральным каучуком на основе сравнительной стоимости сырьяПолибутадиен используется в сочетании с другими каучуками из-за его низкой тепловыделенияГалобутиловый каучук используется для бескамерных соединений внутреннего лайнера из-за его низкой воздухопроницаемости. В галогеновые атомы обеспечивают связь с каркасными соединений , которые в основном из натурального каучука. Бромбутил превосходит хлорбутил, но более дорогойУглеродная сажа образует высокий процент резинового состава. Это дает усилие и сопротивление истираниюСиликагель , используемый вместе с сажей в высокопроизводительных шинах, в качестве усиления с низким тепловыделениемСера сшивает молекулы каучука в вулканизационном процессеВулканизирующие ускорители представляют собой сложные органические соединения, которые ускоряют вулканизациюАктиваторы помогают вулканизации. Основной из них — оксид цинкаАнтиоксиданты и антиозонанты предотвращают растрескивание боковых стенок из-за воздействия солнечного света и озонаТекстильная ткань укрепляет каркас шиныПроизводственный процесс
Шинные заводы традиционно делятся на пять отделов, которые выполняют специальные операции. Обычно они действуют как самостоятельные фабрики на заводе. Крупные производители шин могут создавать независимые заводы на одном сайте или группировать предприятия на местном уровне в разных регионах.
Смешивание и смешивание
SBR резиновый состав с химическими составами
SB Резина 100 кгуглерод 220 150 кгоксид цинка 20,5 кгстеариновая кислота — 13,5 кгускоритель 11,2 кгМасло 33,5 кг
Al2O3 10,23 кг. Соединение представляет собой операцию объединения всех ингредиентов, необходимых для смешивания партии резинового соединения. Каждый компонент имеет различную смесь ингредиентов в соответствии с свойствами, необходимыми для этого компонента.
Смешивание — это процесс нанесения механической работы на ингредиенты для смешивания их в однородное вещество. Внутренние смесители часто оснащены двумя противовращающимися роторами в большом корпусе, который сдвигает резиновую зарядку вместе с добавками. Смешивание выполняется в три или четыре этапа для включения ингредиентов в желаемом порядке. Эффект сдвига создает значительную теплоту, поэтому оба ротора и корпуса охлаждаются водой для поддержания температуры, достаточно низкой, чтобы гарантировать, что вулканизация не начнется.
После смешивания каучуковый заряд отбрасывают в желоб и подают с помощью экструзионного винта в роликовую матрицу. В качестве альтернативы, партия может быть сброшена на открытую систему отработанных каучуковых заготовок. Мельница состоит из двух противоположных вращающихся валков, один из зубчатых колес, которые обеспечивают дополнительную механическую обработку каучука и создают толстый резиновый лист. Лист снят с роликов в виде полосы. Полоса охлаждается, запыляется тальком и укладывается в поддон для поддонов.
Идеальное соединение в этот момент будет иметь очень однородную дисперсию материала; однако на практике существует значительная неравномерность дисперсии. Это связано с несколькими причинами, в том числе горячими и холодными пятнами в корпусе смесителя и роторами, чрезмерным зазором ротора, износом ротора и плохо циркулирующими потоками. В результате здесь может быть немного углеродной сажи, а там немного меньше, а также несколько кусков углеродной сажи в другом месте, которые плохо смешиваются с резиной или добавками.
Миксеры часто контролируются в соответствии с методом интеграции мощности, где измеряется ток в двигателе смесителя, и смешивание заканчивается при достижении заданного общего количества энергии смешения, передаваемой в партию.
Подготовка компонентов
Компоненты подразделяются на три класса, основанные на производственном процессе: каландрирование, экструзия и изготовление бортов.
Экструдер машина состоит из винта и ствола, винтовой привода, нагревателей и фильеры. Экструдер применяет два условия давления. Шнек экструдера также обеспечивает дополнительное перемешивание соединения через сдвиговое действие винта. Соединение проталкивают через матрицу, после чего экструдированный профиль вулканизируют в непрерывной печи, охлаждают до завершения процесса вулканизации и либо свертывают на катушке, либо разрезают на длину. Протекторы шин часто экструдируют с четырьмя компонентами в квадрупольном экструдере, один с четырьмя винтами, обрабатывающий четыре разных соединения, обычно базовое соединение, соединение ядра, соединение протектора и соединение крыла. Экструзия также используется для профилей боковой стенки и внутренних вкладышей.
Каландра представляет собой набор из нескольких рулонов большого диаметра , которые выжимают из резиновой смеси в тонкий лист, как правило , порядка шириной 2 метра. Тканевые каландры производят верхний и нижний резиновый лист со слоем ткани между ними. Стальные каландры делают это со стальными шнурами. Каландры используются для изготовления слоев тела и ремней. Комната для скрипки — это объект, в котором находятся сотни тканевых или проволочных катушек, которые подаются в каландр. Каландры используют оборудование для перекачки и сращивания каландрированных компонентов.
Строительство шин
Строительство — это процесс сборки всех компонентов на барабан для сборки шин. Шиномонтажные машины (TBM) могут быть ручным или полностью автоматическим. Типичные операции TBM включают в себя операцию первой ступени, где внутренний гильза, тела и боковые стенки обернуты вокруг барабана, размещены бусины, а сборка установлена ??над бортом. На втором этапе работы каркас шины накачивается, затем накладывается пакет ремня и протектор.
Все компоненты требуют сращивания. Внутренний вкладыш и кузовные части сращиваются с перекрытием с квадратным концом. Протектор и боковая стенка соединены со скругленным сращиванием, где соединительные концы закруглены. Ремни соединяются друг с другом, не перекрывая друг друга. Слитки, которые являются слишком тяжелыми или несимметричными, будут порождать дефекты изменения силы, баланса или параметров выступов. Слитки, которые слишком светлые или открытые, могут привести к визуальным дефектам и, в некоторых случаях, к отказу шины. Конечный продукт процесса TBM называется зеленой шиной, где зеленый относится к неотвержденному состоянию.
Pirelli Tire разработала специальный процесс под названием MIRS, который использует роботы для позиционирования и вращения барабанов здания под станциями, которые применяют различные компоненты, обычно с помощью методов экструзии и обмотки ленты. Это позволяет оборудованию строить различные размеры шин в последовательных операциях без необходимости изменения оснастки или установок. Этот процесс хорошо подходит для производства небольших объемов с частыми изменениями размеров.
Крупнейшие производители шин разработали автоматизированные машины для сборки шин, чтобы создать конкурентные преимущества в точности изготовления шин, высокой производительности и сокращении рабочей силы. Тем не менее, есть большая база машиностроителей, которые производят шиномонтажные машины.