Как делают автомобильные шины? технология производства

Шины с регулировкой давления

В некоторых шинах давление воздуха можно регулировать в случае изменений условий эксплуатации. Они созданы для экстремальных дорожных условий и полного отсутствия покрытия. Регулировка давления происходит изнутри кабины при помощи специального  привода.

Достоинства такой резины:

• высокая проходимость, большое пятно контакта с поверхностью;
• возможность передвижения по различным типам покрытия;
• малое давление на грунт;
• мягкий, плавный ход в условиях бездорожья;
• возможность непрекращающейся подкачки в случае прокола.

Используется резина с регулировкой давления преимущественно на специальной технике, которая передвигается по местности с различными дорожными условиями. Это грузовые автомобили, например КАМАЗ, Урал, а также вездеходы и военная техника.

Большой ассортимент и приемлемые цены на грузовые шины.

На боковой части присутствует указание минимальных и максимальных показателей давления.

Минимальные и максимальные показатели давления

Стоимость покрышки с регулировкой давления довольно высока. Она зависит от конкретного производителя и стартует от 280 долларов за одно колесо.

Изготовление покрышек

Основной материал, из чего делают шины – не только резина. Внутри у нее находится проволочный каркас, состоящий из множества нитей. Он может быть текстильным, металлическим или полимерным. Корд сплетается по типу ткани, а затем при помощи экструдера производится его обрезинивание. Затем каркас при помощи специальных машин раскатывается на полосы разной ширины для получения протектора необходимой размерности. Требуемый рисунок протектора получают также методом экструзии (продавливания).

Готовые боковины затем на специальном станке собираются воедино с протекторной лентой. Станок соединяет все части шины и накачивает ее изнутри для придания ей формы. Получаемые заготовки подвергаются вулканизации, в результате чего они превращаются в единое целое, а затем обрабатывают горячим паром под давлением. Завершающим этапом становится нанесение на боковины покрышки технологических надписей и знаков при помощи специального пресса. После этого готовая шина проходит проверку на соответствие необходимым условиям и требованиям.

Таким образом, изготовление автомобильных покрышек состоит из нескольких достаточно сложных этапов, требующих серьезного технологического оснащения. Становится понятно, почему на каждом этапе требуются качественные процедуры обработки, ведь конечный продукт зависит от характеристик исходных материалов, пропорций добавляемых веществ и компонентов. Производители не стоят на месте и постоянно разрабатывают новые модели покрышек, поэтому при покупке новинок стоит более подробно ознакомиться с их характеристиками и проверить соответствие заявленных параметров реальным показателям.

Смесь для получения прочного упругого материала получила название сырая резина. После термической обработки изменяются молекулярные связи каучука, образуя сплав с пластификаторами. Можно своими руками в домашних условиях провести вулканизацию и сделать небольшую деталь из резины или просто заклеить пробоину в велосипедной камере, заделать порезы на скатах. В продаже есть несложное оборудование для частных мастерских, в которых делается сырая резина своими руками.

Натуральный каучук

Сок каучуконосных деревьев широко применялся аборигенами для выделки непромокаемой обуви, покрытия лодок, защиты хижин от дождя и решения других бытовых проблем. Они добывают его из каучуконосных растений аналогично сбору весной березового сока. Полиизопрен — углевод, составляющий большую часть природного латекса, — в тепле соединяется с кислородом и со временем становится хрупким. После нагрева молекулярные связи становятся устойчивыми, и вещество не реагирует даже на кислотные растворы.

Ценность каучука исходя из технических характеристик:

• высокая стойкость к истиранию;
• хорошие теплоизоляционные свойства;
• не растворяется в воде и большинстве агрессивных жидкостей;
• пластичность;
• эластичность.

Добавление пластификаторов и речного песка позволяет создавать материал с запланированными качествами и цветом. Сырая резина превращается в изделие, долго сохраняющее свою форму, через вулканизацию – нагрев под прессом до температуры 150 градусов.

Хранение резиновых изделий

Шкафы для резиновых изделий должны иметь плотно закрывающиеся дверцы, гладкую внутреннюю поверхность. Жгуты, зонды хранятся в подвешенном состоянии на съемных вешалках, расположенных под крышкой шкафа. Резиновые грелки, накладные круги, пузыри для льда хранят слегка надутыми. Съемные резиновые части приборов необходимо хранить отдельно. Эластичные катетеры, перчатки, бужи, резиновые бинты, напальчники хранят в плотно закрытых коробках, пересыпав молотым тальком. Резиновые бинты пересыпают тальком по всей поверхности и хранят в скатанном виде.

Отдельно хранят прорезиненную ткань в рулонах, горизонтально подвешенную на стойках. Можно хранить её на полках, уложенной не более чем в 5 рядов. Эластичные лаковые бужи, катетеры, зонды хранят в сухом месте. Изделия бракуются, если появляется их клейкость и размягчение.

При потере эластичности резиновых перчаток их помещают в теплый 5%-ный раствор аммиака на 15 мин, затем разминают и помещают на 15 минут в 5%-ном водно-глицериновом растворе с температурой 40—50 °С.

Клумбы из шин: оригинальные идеи

Фантазия людей безгранична, а податливая резина старых покрышек и их удобная круглая форма позволяют этой фантазии и смекалке создавать из черных резиновых бубликов необычные и забавные, при этом удобные, клумбы в виде:

• цветков;
• чашек и чайника;
• лебедей и попугаев;
• лягушек и черепах.

Можно сделать вазоны для цветов из покрышек своими руками. Композиция из вазонов в виде чайного сервиза создает приятную и милую картину, не требуя при этом больших усилий. Не нужно разрезать, выворачивать покрышки, достаточно расположить шины разного диаметра друг на друге – три на чайник, две на чашку. В случае с чайником самая большая размещается снизу, средняя – сверху, а небольшая покрышка – посередине. У чашки меньшая по диаметру шина идет вниз, большая – наверх. При варианте с блюдцем все немного сложнее: потребуется покрышка от грузовика, от которой отрезают боковушки по самому краю с протектором. Эти боковые части с установленными в центр отверстия «чашками» и будут блюдцами.

Обратите внимание! Носик для чайника, ручки для него и чашек изготавливают из обрезков шин или труб, водостоков.

Черепаха

Из покрышки и протектора второй шины можно соорудить клумбу в виде черепахи, как на фото. Вот пошаговая инструкция:

• одну шину разрезают, отделяя протектор от боковых частей;
• протектор разрезают на четыре равные части, они будут лапами;
• во второй покрышке под эти «лапы» делают по два разреза симметрично на обеих половинах;
• в эти отверстия вставляют куски протектора в виде лап и фиксируют к покрышке – «телу» с помощью скоб или саморезов;
• хвост изготавливают из куска резины, фиксируют там же способом;
• в качестве шеи и головы используют пластиковую бутылку;
• в завершение все элементы клумбы красят в необходимые цвета, на голове рисуют рот, глаза и нос.

Цветок

Примерно столько же усилий потребует большая по площади клумба в виде цветка. Для оформления композиции используют четыре шины. Три из них разрезают пополам, каждая половинка станет лепестком. Целая покрышка будет центром цветка. Элементы клумбы окрашивают в различные позитивные цвета.

После этого их, закапывая на несколько сантиметров, укладывают в форме цветка: целую покрышку в центр, половинки на некотором расстоянии от нее по кругу, одна к другой, протекторами наружу. Получается своеобразная ромашка.

Лебедь

Одним из самых популярных и одновременно сложных вариантов клумбы из покрышек своими руками является декоративный лебедь. Главный пункт в его изготовлении – нанесение определенной разметки на шину так, чтобы из конкретных ее частей при разрезании получились крылья, хвост, шея и голова. Соответственно, и резка требуется аккуратная и точная. После разрезания покрышку еще необходимо вывернуть.

Завершают создание лебедя фиксированием шеи в изогнутом положении с помощью проволоки и прикреплением клюва, изготовленного отдельно из резины.

Попугай

Одним из самых интересных и красивых вариантов вазонов для цветов из покрышек является подвесное кашпо в виде попугая. Попробовать смастерить его можно по следующей инструкции:

• покрышку делят мелом на три равные части;
• у одной части вырезают боковушки по границе с протектором так, чтобы после всего остался протектор и внутренние края боковушек в виде двух дужек;
• затем выворачивают разрезанную шину наизнанку: целые части превращаются в тело попугая, а свободный протектор в хвост;
• из обрезанной резины формируют клюв;
• край шины в той части, где «тело» должно переходить в голову, разрезают под размер клюва;
• затем заготовку под клюв вставляют в этот разрез, зажимают между лоскутами разреза, просверливают отверстие через лоскуты и «клюв» промеж ними;
• в отверстие вставляют болт на шайбы и затягивают – головка болта становится глазом птицы;
• из свисающего свободного протектора вырезают хвост;
• дужки над «телом» стягивают в одну ручку, за которую будут подвешивать;
• завершают работу покраской в яркие цвета попугая.

Цветники на даче: идеи по оформлению клумбы своими рукамиКлумбы – неотъемлемая часть любого участка. Заботливые хозяева делают их своими руками. Для этого нужно определить…

Вот так мастерски можно дать старым шинам вторую жизнь. Теперь они будут украшать ваш сад, и для этого нужно немного старания.

Когда используется жидкая резина?

Основной областью применения жидкой резины являются любые виды гидроизоляционных работ. Кроме того, она используется:

• в гражданском строительстве – для усиления пароизоляции и гидроизоляции несущих стен, перекрытий, фундаментов, резервуаров и емкостей, внешних поверхностей стен в условиях повышенной влажности;
• при возведении опасных промышленных объектов – метрополитена, туннелей, мостов, для стабилизации откосов и насыпей, укрепления горной породы;
• при гидроизоляции труб, фундаментов, стен, подвалов, полов, при восстановлении имеющейся и устройстве новой кровли;
• в сельском хозяйстве – при возведении дамб и ирригационных каналов;
• при организации системы водоснабжения и в индустриальном строительстве – для изоляции водонапорных башен, подземных хранилищ, бассейнов, отстойников, водостоков и защиты бетонных конструкций.

Натуральные и синтетические составляющие

Как добывается натуральный каучук

Резину для автомобилей делают из каучука, который может быть природного либо синтетического происхождения. Натуральный каучук добывают из каучуковых деревьев. Дословно название «каучук» переводится как плачущее дерево. Сок указанного дерева имеет очень большую ценность, из него производится авторезина. Синтетический каучук имеет меньшую себестоимость, его чаще применяют для производства.

Примерно 30% от общего состава резины составляет технический углерод (сажа). Он выступает скрепляющим компонентом, действующим на молекулярном уровне. Сажа увеличивает такие характеристики резины:

• эксплуатационный период;
• прочность изделия;
• износостойкость.

Иногда технический углерод заменяется кремниевой кислотой. Этот компонент используют с целью уменьшения себестоимости продукции. Указанная кислота дешевле сажи. При ее использовании увеличивается сцепление колес с мокрым дорожным покрытием, при этом уменьшается стойкость шин к износу.

При производстве резины, для обеспечения ей определенных свойств домешивают разнообразные масла и смолы. Они уменьшают жесткость покрышек, предназначенных для зимы.

Каждый производитель покрышек применяет особый состав авторезины, делает упор на определенные характеристики покрышек:

• сцепление с дорожной поверхностью;
• устойчивость к абразивным частицам дороги;
• улучшение скоростных характеристик и так далее.

Рекомендуем посмотреть видео о том, из чего делают резину:

https://youtube.com/watch?v=arF5fc14hpM

Чем резать шины

Вообще, изготавливая поделки из шин, их зачастую необходимо резать. Это далеко непросто. Более менее легко можно отрезать боковую поверхность от протектора. Люди с сильными руками и хорошими ножами проделывают это вручную. Хорошая, кстати, тренировка для кистей и всего плечевого пояса. Если уж будете резать ножом, смажьте лезвие солидолом: резина постоянно «заклинивает» металл, а покрытый смазкой клинок хорошо выскальзывает.

Также отрезать боковину можно электролобзиком или болгаркой. Резать болгаркой относительно быстро, но вонь при этом стоит дикая. Потому болгаркой, даже если она есть, делают только первый пропил, чтобы можно было ввести пилку электролобзика. Дальше работают этим инструментом. Для резки резины берут лезвие с обратным зубом из хорошей стали.

Из шин с обрезанными краями можно сделать высокую грядку для клубники

Если придется резать протектор, делать это лобзиком или тем более ножом, бесполезно. Во всяком случае обычным ножом. Клинки из специальной стали могут резать даже железный корд, но вряд ли кто-то захочет уродовать такой инструмент о старую шину. Потому работают чаще всего болгаркой. Чтобы не было неприятностей, протектор закрепляют: всегда думайте о безопасности. Если боковины уже отрезаны, лента протектора довольно эластична, ее можно сжать струбциной. Разрезанная она не спружинит.

Виды резины и их применение

В зависимости  от структуры резину делят на непористую (монолитную) и пористую.

Непористую резину изготовляют на основе бутадиенового каучука. Она отличается высоким сопротивлением истиранию. Срок износа подошвенной резины в 2—3 раза превышает срок износа подошвенной кожи. Предел прочности резины при растяжении меньше, чем натуральной кожи, но относительное удлинение при разрыве во много раз превышает удлинение натуральной подошвенной кожи. Резина не пропускает воду и практически в ней не набухает.

Резина уступает коже по морозостойкости и теплопроводности, что снижает теплозащитные свойства обуви. И, наконец, резина является абсолютно воздухо- и паронепроницаемой. Непористая резина бывает подошвенная,  кожеподобная, и транспарентная. Обычную непористую резину применяют для изготовления формованных подошв, накладок, каблуков, полукаблуков, набоек и других деталей низа обуви.

Пористые резины применяют в качестве подошв и платформ для весенне-осенней и зимней обуви.

Кожеподобная резина — это резина для низа обуви, изготовленная на основе каучука с  высоким содержанием стирола (до 85%). Повышенное содержание стирола придаёт резинам твёрдость, вследствие чего возможно снижение их толщины до 2,5—4,0 мм при сохранении хороших защитных функций. Эксплуатационные свойства кожеподобной резины сходны со свойствами натуральной кожи. Она обладает высокой твёрдостью и пластичностью, что позволяет создавать след обуви любой  формы. Кожеподобная резина хорошо окрашивается при отделке обуви. Она имеет высокую износостойкость благодаря хорошему сопротивлению истиранию и устойчивости к многократным изгибам.

Срок носки обуви с подошвой из кожеподобной резины составляет 179—252 дня при отсутствии выкрашивания в носовой части. Недостатком этой резины являются невысокие гигиенические свойства: высокая теплопроводность и отсутствие гигроскопичности и воздухонепроницаемости.

Кожеподобную резину выпускают трёх разновидностей: непористой  структуры  с плотностью  1,28 г/см3, пористой структуры, имеющую плотность 0,8-0,95 г/см3, и пористой структуры с волокнистым наполнителем, плотность которых не выше 1,15 г/см3. Пористые резины с волокнистыми  наполнителями называются «кожволон». Эти резины по внешнему виду сходны с натуральной кожей. Благодаря волокнистому наполнителю повышаются их теплозащитные свойства, они отличаются лёгкостью, эластичностью, хорошим внешним  видом. Кожеподобные резины применяют в качестве подошвы и каблука при  изготовлении летней и весенне-осенней обуви клеевого метода крепления.

Транспарентная резина — это полупрозрачный материал с высоким содержанием натурального каучука. Отличается высоким сопротивлением истиранию и твёрдостью, по износостойкости превосходит все виды резин. Транспарентные резины выпускают в виде формованных подошв (вместе с каблуками), с глубоким рифлением на ходовой стороне. Разновидностью транспорентной резины является стиронип, который содержит большее количество каучука. Сопротивление многократному изгибу у стиронипа в три с лишним раза выше, чем у обычных непористых резин. Стиронип применяется при изготовлении обуви клеевого метода крепления.

Резина пористой структуры имеет замкнутые поры, объём которых в  зависимости от вида резины колеблется от 20 до 80 % её общего объёма. Эти резины имеют ряд преимуществ по сравнению с непористыми резинами: повышенные мягкость, гибкость, высокие амортизационные свойства, упругость. Недостатком пористых резин является способность давать усадку, а также выкрашиваться в носочной части при ударах. Для повышения твёрдости  пористых резин в их состав вводят полистирольные смолы.

В настоящее время освоено производство новых видов пористых резин: порокрепа и вулканита. Порокреп отличается красивым цветом, эластичностью, повышенной прочностью. Вулканит — пористая резина с волокнистыми наполнителями, обладающая высокой износостойкостью, хорошей теплозащитностью. Пористые резины применяют в качестве подошв для весенне-осенней и зимней обуви.

Состав и строение натурального каучука

Натуральный (природный) каучук (НК)  представляет собой высокомолекулярный непредельный углеводород, молекулы которого содержат большое количество двойных связей; состав его может быть выражен формулой (C5H8)n (где величина n составляет от 1000 до 3000); он является полимером изопрена.

Природный каучук содержится в млечном соке каучуконосных растений, главным образом, тропических (например, бразильского дерева гевея). Другой природный продукт — гуттаперча — также является полимером изопрена, но с иной конфигурацией молекул.

Длинную молекулу каучука можно было бы наблюдать непосредственно при помощи современных микроскопов, но это не удаётся, так как цепочка слишком  тонка: диаметр её, соответствует диаметру  одной молекулы. Если макромолекулу каучука растянуть до  предела, то она будет иметь вид зигзага, что объясняется характером химических связей между атомами углерода, составляющими скелет молекулы.

Звенья молекулы каучука могут вращаться не беспрепятственно в любом направлении, а ограниченно — только вокруг одинарных связей. Тепловые колебания звеньев заставляют молекулу изгибаться, при этом концы её в спокойном состоянии сближены.

При растяжении каучука концы молекул раздвигаются и молекулы ориентируются по направлению растягивающего усилия. Если устранить усилие, вызвавшее растяжение каучука, то концы его молекул вновь сближаются и образец принимает первоначальную форму и размеры.

Молекулу каучука можно представить себе как круглую,  незамкнутую пружину, которую можно сильно растянуть, разведя её концы. Освобождённая пружина вновь принимает прежнее положение. Некоторые исследователи представляют молекулу каучука в виде пружинящей спирали. Качественный анализ показывает, что каучук состоит из двух элементов — углерода и водорода, то есть, относится к классу углеводородов.

Первоначально принятая формула каучука была С₅Н₈, но она слишком проста для такого сложного вещества как каучук. Определение молекулярной массы показывает, что она достигает нескольких сот тысяч (150 000 — 500 000). Каучук, следовательно, природный полимер.

Экспериментально доказано, что в основном макромолекулы натурального каучука состоят из остатков молекул изопрена, а сам натуральный каучук — природный полимер цис-1,4-полиизопрен.

Молекула натурального каучука состоит из нескольких тысяч исходных химических групп (звеньев), соединённых друг с другом и находящихся в непрерывном колебательно-вращательном движении. Такая молекула похожа на спутанный клубок, в котором составляющие его нити местами образуют правильно ориентированные участки.

Основной продукт разложения  каучука — углеводород, молекулярная формула которого однозначна с простейшей формулой каучука. Можно считать, что макромолекулы каучука образованы молекулами изопрена. Существуют подобные полимеры, которые не  проявляют такой эластичности, какую имеет каучук. Чем же объясняется это его особое свойство?

Молекулы каучука, хотя и имеют линейное строение, не вытянуты в линию, а многократно изогнуты, как бы свёрнуты в  клубки.  При  растягивании  каучука такие молекулы распрямляются, образец каучука от этого становится длиннее. При снятии нагрузки, вследствие внутреннего теплового движения, звенья молекулы возвращаются в прежнее свёрнутое состояние, размеры каучука сокращаются. Если же каучук растягивать с достаточно большой силой, то произойдёт не только выпрямление молекул, но и смещение их относительно друг друга — образец каучука может порваться.

Назначение

Такое устройство, как автомобильное колесо, выполняет вращение, передаваемое ему двигателем. За счет этого и происходит движение автомобиля на определенной скорости. Помимо вращения, колеса на передней оси могут поворачиваться, и за счет этого изменяется траектория движения авто.

В состав колеса, вне зависимости от его размеров, объема и типа, входят всего два или три функциональных элемента. Так, диск колеса выполняет функцию жесткой опоры и основания для покрышки. Как правило, диск изготавливается из металлических сплавов или стали. Это позволяет избежать повреждения подвески при движении и деформации стоек и рамы

Важно, чтобы диск не был выполнен и материала, который полностью лишен свойства деформироваться. В противном случае, подвеска будет полностью перенимать на себя все удары и, в конечном счете, выйдет из строя

Еще одной частью колеса является такое устройство, как резиновая камера, полностью совпадающая с покрышкой по размерам и объему. Задача камеры — обеспечивать постоянный объем воздуха и препятствовать деформации резины при движении по неровной дороге и проезде ухабов.

Остается открытым единственный вопрос — для чего тогда нужна сама шина? Какие функции она выполняет?

К примеру, летняя шина спроектирована таким образом, чтобы обеспечивать максимальное пятно контакта на грунте и сухом асфальте. Во влажную погоду она же выполняет функцию защиты от аквапланирования — крайне опасного явления, которое заключается в возникновении внезапного заноса при проезде луж на высокой скорости.

Зимние модели, вне зависимости от наличия шипов, предназначаются для того, чтобы обеспечить максимальный уровень управляемости машины при езде по снегу и льду. К шипованным шинам применяются особые требования. Так, необходимо обеспечить минимальный уровень шума, издаваемый шипами, а также высокий ресурс службы самих шипов, которые имеют свойство изнашиваться при частой езде по асфальту.

Преимущества и недостатки сырой резины

Использование натурального или синтетического каучука придает сырой резине ряд свойств в частности, ее можно использовать при ремонте автомобильных покрышек.

Ремонт автопокрышки сырой резиной

В зависимости от состава этот материал имеет высокие прочностные характеристики. Но следует, отметит и то, что с течением времени, каучуковая смесь теряет свои свойства. В частности, она становится хрупкой, и время вулканизации будет соответственно увеличено.

Наличие среди компонентов соединений кремния приводит к тому, что готовые изделия будут обладать достаточной твердостью и устойчивостью к износу.

Производство резинотехнических изделий

Прорезиненные ткани изготавливают из льняной, хлопчатобумажной или синтетической ткани пропиткой резиновым клеем (специальная резиновая смесь, растворённая в бензине, бензоле или другом подходящем легколетучем органическом растворителе. После испарения растворителя получается прорезиненная ткань.

Изготовление дюритовых рукавов — резиновых шлангов, армированных волокнистой или проволочной оплёткой происходит следующим образом: из каландрованной резиновой смеси вырезают полосы и накладывают их на металлический дорн, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру изготавливаемого рукава. Края полос смазывают резиновым клеем и прикатывают роликом, затем накладывают один или несколько парных слоев ткани либо оплетают металлической проволокой и промазывают их резиновым клеем, а сверху накладывают ещё слой резины. Далее собранную заготовку бинтуют увлажнённым бинтом и вулканизируют в автоклаве.

Использование целых шин

Изношенные шины применяются для устройства искусственных рифов, служащих местом обитания рыб и устриц. Фирмой «Гудьир» в 1970 г. у берегов Австралии был создан искусственный риф из 15 тыс. шин. Рифы созданы у берегов Флориды из 215 тыс. шин; Новой Зеландии, Ямайки, Греции, Японии и др. Загрязнение морской воды при этом не происходит. Около 200 искусственных нерестилищ из изношенных шин создано в Германии.

Согласно разработке фирмы «Органикой» (Германия), при создании звукоизолирующих ограждений вдоль автострад у шин удаляют одну боковину, после чего их соединяют и заполняют землей. В результате образуется наклонный спуск, который можно озеленить. Такая конструкция поглощает звук и одновременно служит барьером безопасности. Для изготовления такого барьера требуется 5 тыс. шин на 100 погонных метров.