Проект подготовительного цеха шинного завода
Содержание
Введение
. Описание ассортимента изделий
. Технологическая часть
.1 Обоснование выбора рецептур
.1.1 Каркасная смесь
.1.2 Гермослой
.1.3 Прослойка на низ первого слоя каркаса
.1.4 Брекерная смесь
.1.5 Протекторная смесь
.1.6 Боковина
.1.7 Бортовая лента боковины
.1.8 Наполнительный шнур
.1.9 Бортовое кольцо
.1.10 Диафрагменная смесь
.2 Обоснование выбора и описание технологического процесса изготовления резиновых смесей
.2.1 Хранение, подготовка и транспортирование каучуков
.2.2 Прием, хранение и подача ТУ в производство
.2.3 Хранение и транспортировка светлых сыпучих ингредиентов
.2.4 Прием, хранение и транспортировка жидких и легкоплавких мягчителей
.2.5 Процесс смешения
.3 Краткая характеристика основного технологического оборудования
.4 Контроль производства, качества сырья и материалов
. Расчетная часть
.1 Расчет фонда рабочего времени
.2 Материальный баланс
.3 Расчет количества оборудования
.4 Расчет площадей складов
.5 Энергетическая часть
.6 Технико-экономическая оценка результатов проекта
.6.1 Разработка элементов бизнес-плана
.6.2 Планирование численности рабочих, эффективный фонд рабочего времени
.6.3 Планирование фондов оплаты труда
.6.4 Финансовый план
.7 Технико-экономические показатели проекта
. Экология и безопасность жизнедеятельности
Заключение
Литература
Технологическая карта, спецификация
Введение
Шинная промышленность постоянно развивается. Постоянно ведутся поиски новых путей для создания более надежных, долговечных, износостойких шин, т.к. с каждым годом требования к шинам все более ужесточаются.
Главное народнохозяйственное значение шинной промышленности заключается в том, что от качества продукции зависит развитие таких ключевых отраслей, как автомобильная промышленность, автотранспорт, авиация, сельское хозяйство, строительство и др. Совокупность технических свойств шины как одного из важнейших конструкционных элементов машины непосредственно определяет скоростные и нагрузочные параметры автомобилей и других наземных транспортных средств, безопасность движения, проходимость в тяжелых условиях, эффективность работы тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных и строительно-дорожных машин, скорость взлета и грузоподъемность самолетов и т.д.
Шинная промышленность предопределяет развитие таких отраслей промышленности как производство синтетического каучука, технического углерода, корда, химикатов и т.п., продукцию которых она потребляет. Эта промышленность характеризуется сложной системой межотраслевых связей с многочисленными отраслями-поставщиками сырья и материалов, оборудования и потребителями (машиностроение, транспорт, сельское хозяйство).
Повышение качества шин должно проводиться путем внедрения новых синтетических каучуков и материалов, совершенствования конструкции и технологии шин, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов при значительном росте производительности труда, снижения затрат на 1000 км пробега шин.
Большие задачи предстоит выполнить в настоящее время по увеличению ассортимента шин, реконструкции заводов, обновления оборудования. Новые сложные задачи дальнейшего технического прогресса в шинной промышленности требуют систематического исполнения предприятий и НИИ квалифицированными кадрами.
Основными задачами нефте-химической промышленности являются увеличение выпуска продукции, улучшение ее качества, повышение эффективности работы отрасли.
Исходя из данных задач, обеспечить:
широкий переход на выпуск высокоэффективной продукции, соответствующей по своим технико-экономическим показателям лучшим мировым образцам, конкурентноспособной на внешнем рынке. Резко сократить сроки освоения новой техники и технологии;
- совершенствовать структуру промышленности, ускорить ее развитие;
обновление производства и прежде всего на основе его технического перевооружения и реконструкции, повышения уровня механизации и автоматизации;
существенное увеличение механизации и автоматизации подъемно-транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ в целях значительного сокращения ручного труда;
повсеместное внедрение в производство ресурсосберегающих видов техники и технологии, комплексное использование сырья, замену в широких масштабах в производственном потреблении натуральных материалов синтетическими, сокращение потерь материалов, сырья, улучшения использования вторичных ресурсов.
Технология изготовления автомобильных шин представляет собой одно из наиболее сложных, трудоемких и энергоемких производств современной нефтехимии. Ведь она включает в себя такие операции, как изготовление резиновых смесей, профилирование резиновых деталей, обработка и обрезинивание металлического и текстильного кордов, изготовление бортовых деталей и их сборка, заготовка резинокордных деталей каркаса и брекера, сборка покрышек, их вулканизация, инспекция качества изготовленной продукции.
шина резиновый смесь рентабельность
1. Описание ассортимента изделий
Шины различных конструкций и моделей должны изготавливаться в соответствии с ГОСТами и техническими условиями.
По проекту требуется изготовить 3000000 шин радиальной конструкции для легковых автомобилей Такие шины имеют меридиальное расположение нитей корда в каркасе, жесткий брекер, отличаются мягкими боковинами и жесткой беговой частью.
Радиальные шины имеют много преимуществ: они более комфортны, долговечны, устойчивы, имеют более низкое сопротивление качению. Слои брекера ограничивают деформации и скольжение протектора в контакте с дорогой, что резко повышает износостойкость протектора. Благодаря гибкости боковых стенок обеспечивается большая величина стрелы прогиба профиля, чем достигается комфортабельность езды, лучшая сохранность автомобиля и перевозимых грузов, большая площадь контакта, пониженный износ протектора, увеличенное сцепление шины с дорогой, меньшее теплообразование из-за малой толщины каркаса, а также меньшая масса за счет уменьшения толщины каркаса и повышенная ходимость шины в процессе эксплуатации при пониженном расходе горючего.
Настоящие технические условия распространяются на радиальные шины с металлокордным брекером 205/70 R 14, модель ИД-220 в бескамерном исполнении. Тип рисунка протектора - дорожный. Шина эксплуатируется на легковых автомобилях «Газ -2410» и «Газ-3102».
В соответствии с ГОСТ 4754-80 покрышка должна иметь следующие характеристики:
норма слойности -
индекс грузоподъемности 93
наружный диаметр, мм 652 ± 7
ширина профиля, мм 206
статический радиус, мм 297 ± 4
максимальная нагрузка на шину, кгс 580
давление, соответствующее маскимальной нагрузке,
МПа 0,21
максимально допустимая скорость, км/ч 180
индекс максимальной допустимой скорости S
масса шины, кг 13,0
Покрышка пневматической шины состоит из следующих конструктивных элементов: каркас, брекер, протектор, боковин, бортов.
Каркас - резинотканевая основа покрышки, придающая ей прочность, гибкость, упругость. Он должен быть достаточно прочным и эластичным, чтобы выдержать действие на покрышку усилий, возникающих при качении шины. Необходимое число слоев в каркасе зависит от назначения и размера покрышки. Нити корда располагаются в меридиальной плоскости, проходящей через ось вращения или под очень малым углом (300) к этой плоскости.
Поверх карскаса располагается брекер, состоящий из нескольких слоев кора, нити в которых расположены по углом 70-850 к меридиальной плоскости сечения.
Брекер - служит для предохранения каркаса от толчков и ударов, действующих на каркас тяговых и тормозных усилий, увеличения прочности связи между разными по жесткости резиновым протектором и резинотканевым каркасом. В подушечном слое сосредотачивается наибольшее напряжение, возникающее в покрышке, и развивается наивысшая температура.
Боковина - наружное резиновое покрытие, которое накладывается на боковые стенки каркаса, для предохранения его от механических воздействий и изготавливаются из эластичной резины отдельно от протектора.
Борта покрышки - жесткие, не растягивающиеся части покрышки, их два, с помощью которых она крепится на обод колеса, противостоят действия сил, стремящихся сорвать покрышку с обода колеса при движении автомобиля. Для усилия борта в радиальных шинах применяются дополнительные детали из стального и текстильного корда, наклеиваемые на наружную поверхность борта под боковину, резиновые или металлокордные бортовые ленты и увеличенный наполнительный шнур.
Протектор - наружный резиновый слой покрышки, который соприкасается с поверхностью дороги, он предназначен для защиты каркаса от механических повреждений и преждевременного износа, для передачи тяговых усилий и тормозных усилий автомобиля на дорогу, увеличивая сцепление покрышки с поверхностью дороги, для поглощения толчков при качении шины. Основание протектора (подканавочный слой) служит для амортизации толчков ударов. Толщина основания протектора зависит от качества применяемых резин. Обычно она составляет 40-60% от глубины канавок протекторного рисунка. В зависимости от назначения и условий эксплуатации автомобиля, для которого проектируется шина, выбирается тип рисунка протектора.
В данном проекте используются шины с дорожным рисунком протектора.
Шины с дорожным рисунком протектора, имеющие продольные ребра, применяются на дорогах с усовершенствованным покрытием. Эти шины отличаются высокой износостойкостью и грузоподъемностью. Для данных шин максимально допустимая скорость 180 км/ч.
Ободной лентой - называется кольцеобразная профилированная резиновая лента, находящаяся между автокамерой и ободом. Она имеет отверстие для вентиля. Ободная лента закрывает часть камеры, соприкасающуюся с металлическим ободом, и защищает ее от перетирания и повреждения ободом и бортами, она должна обладать гладкой поверхностью, иметь тонкие края и хорошее сопротивление старению.
Каждая шина имеет обозначение, характеризующее ее габаритные размеры. Обозначение радиальной шины содержит номинальную ширину профиля в миллиметрах, номинальное отношение высоты профиля к его ширине в процентах, индекс серии в процентах, указание конструкции:
R-для шины радиальной конструкции, обозначение диаметра обода, выраженного в дюймах.
Ассортимент пневматических шин радиальной конструкции различен. Шины отличаются шириной профиля, посадочным диаметром обода, типом рисунка протектора.
2. Технологическая часть
2.1 Обоснование выбора рецептур
.1.1 Рецептура резиновой смеси 2 кл 643
Назначение смеси: обкладка текстильного корда
Требования к каркасным резинам обуславливаются работой каркаса шины при многократных циклических деформациях. Основными требованиями являются: высокая эластичность, выносливость при многократных деформациях, малые гистерезисные потери и теплообразование, хорошие показатели по старению и теплостойкости. Также промазочные смеси должны обладать хорошими технологическими свойствами, т.е. промазочная смесь должна быть клейкой и пластичной, но не должна прилипать к поверхности валков каландра при промазке ткани.
Необходимые клейкость и пластичность смеси, высокая эластичность, малые гистерезисные потери обеспечиваются за счет использования каучука СКИ-3.
Состав вулканизующей группы должен обеспечивать безопасность обработки, высокую скорость вулканизации смесей и минимальную реверсию свойств резки в процессе вулканизации. Для смесей из СКИ-3, характеризующихся высокой склонностью к подвулканизации, рекомендуется использовать ускоритель сульфенамид Ц. В качестве вулканизующего агента используется комбинация серы молотой и полимерной в количестве 1,6 м.ч. Такая комбинация используется для предупреждения выцветания серы на поверхность. Использование в качестве ускорителя сульфенамида Ц позволяет получить вулканизаты с высокими прочностными свойствами, хорошим сопротивлением старению за счет наличия индукционного периода и широкого плата вулканизации. Вулканизаты обладают стойкими моно- и дисульфидными поперечными связями. В качестве активаторов вулканизации применяют оксид цинка (50 м.ч.) и стеариновую кислоту (1,0 м.ч.). Введение белил цинковых способствует увеличению прочности и теплостойкости полученных вулканизатов, так как способствует образованию поперечных связей в структуре вулканизатов. Стеариновая кислота уменьшает прилипание смеси к поверхности валков оборудования и выполняет роль активатора процесса вулканизации. Применение N-нитрозодифениламина (0,5 м.ч.) увеличивает стойкость смеси к подвулканизации.
С целью достижения высокого уровня прочности связи резины с текстильным кордом в состав смеси вводят модификатор РУ (1,5 м.ч.). В обкладочные смеси лучше всего вводить твердые мягчители типа АСМГ (2,0 м.ч.). углеводородных смол (4,0 м.ч.), канифоли (1,0 м.ч.), т.к. они, в отличие от жидких мягчителей, обеспечивают более высокий уровень технических свойств резин и улучшают качество прессовки корда, не снижая при этом когезионной прочности смеси и прочности связи резины с кордом. Использование канифоли позволяет повысить конфекционную клейкость смесей.
Учитывая предъявляемые требования (выносливость при многократных деформациях, высокая теплостойкость) в смесь вводят систему стабилизаторов: нафтам 2 (1,0 м.ч.) - выполняет роль термостабилизатора и диафен ФП (1,5 м.ч.) - выполняет функции противоутомителя, антиоксиданта.
Для каркасных резин с целью повышения модуля жесткости резин целесообразно использование комбинации наполнителей П-514 (40,0 м.ч.) и П-245 (10,0 м.ч.). Использование малоусиливающего техуглерода П-514 обеспечивает резинам большую усталостную выносливость. Использование этих двух марок техуглерода позволяет улучшить прочностные характеристики резин и прочность связи резины с кордом.
Таблица 2.1.
Рецептура резиновой смеси 2.кл 643
Назначение смеси: обкладка текстильного корда
Наименование Масс.Масс.ПлотностьОбъем.Объем.Навески, кгингредиентовчасти%г/см3части%IIIСКИ-3, пластичность 0,36-0,41100,059,250,92108,772,88129,94Сера1,00,592,00,50,341,17Сера полимерная, Кристекс»0,60,351,950,310,210,07Сульфенамид Ц0,80,471,360,590,400,94N-нитрозодифениламин0,50,291,250,40,270,65Белила цинковые5,02,955,350,930,626,497Модификатор РУ-11,50,891,271,180,791,76Стеариновая кислота1,00,590,871,150,771,3Сосновая канифоль1,00,591,040,960,641,3Угдеводород. смолы4,02,361,053,812,555,2АСМГ201,181,011,981,332,599Диафен0,50,301,250,40,270,59Нафтам 21,00,591,60,6250,421,3ТУ-51440,023,671,8122,1014,8251,98ТУ П-24510,05,931,815,523,7012,99ИТОГО:168,9100,01,13149,155100,0213,75197,75 Маточная смесь II с. - 192,59 кг rI = 1,125 г/см3 rII = 1, 13 г/см3Таблица 2.2. Физико-механические показателиПлот-ностьПластич-ностьТемпера-тура вул-канизац.Время вул-ииУсл. про чность при растяж.Усл.нап-ряжение при удли нении, 300%Относит. удлине-ние при разрывеСопро-тивление раздируг/см3усл. ед.С0мин.кгс/см2кгс/см2%кгс/см1,12±0,020,38±0,05155±112±121,5±2,459,3±1,47570±5098±19,62.1.2 Обоснование рецептуры резиновой смеси 8 кл 1
Назначение смеси: смесь для герметизирующего слоя
Эти резины должны обладать высокой газонепроницаемостью, малым остаточным удлинением, высоким сопротивлением раздиру, теплостойкостью и хорошей стойкостью к старению. На основании вышеуказанных требований в данной рецептуре применяют комбинацию каучуков: СКИ-3 - обладающий высокой прочностью и эластичностью, высоким сопротивлением раздиру, ХБК- обладающий исключительной газонепроницаемостью, легко совмещается с непредельными каучуками, хорошо взаимодействует с техническим углеродом (снижается время смешения, температура, понижается возможность залипания), стоек к действию кислорода, озона, обладает хорошей пластичностью.
В качестве вулканизующей системы используется комбинация серы (0,5 м.ч.) с сульфенамидом Ц (0,4 м.ч.) и оксидом цинка (3,0 м.ч.). Сульфенамид Ц обеспечивает широкое плато вулканизации и длительный индукционный период, высокую скорость вулканизации. Оксид цинка способствует образованию поперечных связей малой сульфидности, что способствует повышению теплостойкости, увеличивает сопротивление раздиру. Для улучшения технологических свойств смесей вводится стеарин (2,0 м.ч.). он уменьшает прилипание смеси к поверхности валков перерабатывающего оборудования и выполняет роль активатора процесса вулканизации и улучшает озоностойкость резин. Для придания смеси каркасности и увеличения упругих свойств в смесь вводят полиэтилен низкого давления (3,0 м.ч.). Использование канифоли (2,0 м.ч.) позволяет повысить конфекционную клейкость смесей.
В качестве наполнителя используется технический углерод малой активности марки П-514. Он позволяет получить вулканизаты с высокими прочностными свойствами, хорошей динамической выносливостью, снижает модуль резин.
Таблица 2.3.
Рецептура резиновой смеси 8 кл 1
Назначение смеси: герметизирующий слой для бескамерных шинНаименованиеМасс.Масс.ПлотностьОбъем.Объем.Навеска, кгингредиентовчасти%г/см3части%IIIСКИ-3, 2 гр.50,031,080,9254,3537,1071,93ХБК50,031,080,9254,3537,1071,93Сера0,50,312,00,250,1710,58Сульфенамид Ц0,40,251,360,290,1980,46Белила цинковые3,01,865,350,560,384,32ПЭНД 20908-0403,01,860,614,923,364,32Стеариновая кислота2,01,240,872,301,572,88Канифоль2,01,241,071,871,2762,88ТУ П-51450,031,081,8127,6218,8571,93ИТОГО:160,9100,01,10146,51100,0230,15186,66 Маточная смесь II с. - 185, 62 кг pI = 1,096 г/см3 rII = 1,098 г/см3 Таблица 2.4. Физико-механические показателиПлот-ностьПластич-ностьТемп-ра вул-ииВремя вул-ииУсл.про чность при растяж.Усл.нап-ряжение при удли нении, 300%Относи-тельное удлинен. при разрывеСопроти вление раздируг/см3усл.ед.С0мин.кгс/см2кгс/см2%кгс/см1,11±0,020,25±0,04155± 1 20±113,2±1,264,9±1,96550±10039,2±14,7
.1.3 Обоснование рецептуры резиновой смеси 2э1919
Назначение смеси: прослойка на низ первого слоя каркаса
Прослойка на низ первого слоя каркаса накладывается для лучшей изоляции нитей корда. Она должна быть большей жесткости, чем резины каркаса и близкой по упругим характеристикам в вулканизованной резине каркаса. Прослойку выполняют из той же марки каучука, что и сам каркас - СКИ-3. Для придания большей жесткости в смесь вводят повышенное количество серы - 2,6 м.ч. В качестве основного ускорителя процесса вулканизации используют сульфенамид Ц в комбинации с небольшим количеством (0,2 м.ч.) ускорителя тиазол 2МБТ. Сульфенамид Ц (1,1 м.ч.) обладая большим индукционным периодом и широким платом вулканизации позволяет получить вулканизаты с высокими прочностными свойствами. Тиазол 2 МБТ используется в качестве вторичного ускорителя для снижения оптимального времени и повышения степени вулканизации резиновых смесей. Для активации действия ускорителей применяют белила цинковые (5,0 м.ч.) и стеариновую кислоту (2,0 м.ч.). Оксид цинка способствует увеличению степени сшивания и уменьшению степени сульфидности поперечных связей, что ведет в свою очередь к повышению прочности и теплостойкости вулканизатов. Замедлителем подвулканизации при смешении и переработке смеси выступает фталевый ангидрид (0,5 м.ч.).
Для увеличения упругих свойств смеси в состав вводят (4,0 м.ч) полиэтилена низкого давления. Октофор N (2,0 м.ч.) облегчает переработку смеси, повышает клейкость. Для повышения каркасности смеси, снижение усадки, улучшения технологических свойств в смесь вводят каолин (20,0 м.ч.) и БС-120 (30,0 м.ч.). Исследование малоусиливающего техуглерода марки П-514 позволяет получить вулканизаты с хорошими технологическими свойствами при шприцевании, повышению усталостной выносливости.
Таблица 2.5.
Рецептура резиновой смеси 2 э 1919
Назначение смеси: прослойка на низ первого слоя каркасаНаименованиеМасс.Масс.Плот-Объем.ОбъемНавеска, кгименованиечасти%ностьчасти%IIIIIIСКИ-3, пластичность 0,36-0,41 ед.100,051,710,92108,7067,92115,54Сера2,61,342,01,30,812,66Сульфенамид Ц1,10,571,361,030,641,13Тиазол 2 МБТ0,20,11,520,130,080,2Фталевый ангидрид0.50,261,60,310,190,58Белила цинковые5,02,595,350,930,585,78ПЭНД4,02,070,964,172,624,62Стеариновая кислота2,01,030,872,301,442,31Октофор N2,01,031,871,871,172,31Диафен ФП1,00,521,250,80,51,023Каолин20,010,342,069,716,0723,11ЬС-12030,015,512,015,09,3734,66ТУ П-51425,012,931,8113,88,6828,89ИТОГО:193,4100,01,21160,05100,0217,8197,84 Маточная смесь 3 ст. - 192,83 кг rI,II = 1,20 г/см3 rIII = 1,21 г/см3 Маточная смесь 2 ст. -217,8 кгТаблица 2.6. Физико-механические показателиПлотностьПластич-ностьТем-ра вулк-ииВремя вулк-ииУсл.напряжение при удлинении 300%Усл.проч-ность при растяже-нииОтносите-льное удлинениег/см3усл. ед.С0мин.кгс/см2кгс/см2%1,23±0,02 0,4±0,05 155 ±1 12±17,85±0,98 19,6 ±2,45600±75
2.1.4 Обоснование рецептуры резиновой смеси 2 кл 642
Назначение смеси: смесь для обкладки металлокорда
В связи с тем, что в зоне брекера, как правило, возникают максимальные деформации и температуры, брекерные резины должны обладать высокой выносливостью при многократных деформациях, минимальными гистерезисными потерями и теплообразованием, повышенной теплостойкостью и повышенным модулем. Эти резины имеют большую жесткость, чем каркасные резины, что позволяет уменьшить амплитуду деформации сдвига в резине последних слоев каркаса и брекера. В то же время обкладочные резины должны обладать хорошими технологическими свойствами: высокой когезионной прочностью, хорошими конфекционными свойствами (высокая клейкость, низкая липкость, малая деформируемость слоев обрезиненного корда в процессе сборки покрышек). В наибольшей степени требования, предъявляемые к обкладочным смесям и резинам, обеспечивает синтетический изопреновый каучук СКИ-3.
Состав вулканизующей группы должен обеспечивать безопасность обработки, высокую скорость вулканизации смесей и минимальную реверсию свойств резин в процессе вулканизации. Для смесей из СКИ-3, характеризующихся высокой склонностью к подвулканизации, рекомендуется использовать ускоритель сульфенамид М. Введение большого количества серы (6.0 м.ч.) обусловлено повышенным модулем упругости брекерных резин. Применение большого количества полимерной серы «Кристекс» (5,0 м.ч.) обеспечивает стабильность адгезионных свойств резиновых смесей. Она не выцветает на поверхность, улучшая тем самым когезионные свойства и конфекционные свойства полуфабрикатов. Применение сульфенамида М (1,0 м.ч.) обеспечивает большой индукционный период и широкое плато вулканизации. Полученные вулканизаты характеризуются высокой прочночтью, хорошим сопротивлением старению за счет образования моно- и дисульфидных поперечных связей, за счет которых увеличивается теплостойкость, снижается опасность реверсии. Для активации ускорителя используют оксид цинка (7,0 м.ч.) и стеариновая кислота (1,0 м.ч.).
Белила цинковые увеличивают прочность вулканизатов за счет образования поперечных связей в вулканизате, способствует образованию более теплостойких связей за счет снижения степени сульфидности поперечных связей, а также для стабилизации показателя адгезии резины к металлокорду. Стеариновая кислота кроме активирующего действия способствует улучшению условий процесса структуирования каучука и повышению свойств вулканизатов. Для предотвращения преждевременной вулканизации в процессе изготовления и переработки смеси вводят эффективный замедлитель подвулканизации сантоград PVI (2,0 м.ч.)
Для достижения высокого уровня прочности связи резины с металлокордом в состав смеси вводят комбинацию модификатора РУ (3,5 м.ч.), нафтената кобальта (2,0 м.ч.) и белую сажу БС-120 (10,0 м.ч.). Использование канифоли (2,0 м.ч.) позволяет повысить конфекционную клейкость смеси. Добавление нефтяного масла ПН-6 (3,0 м.ч.) снижает вязкость смеси, увеличивает клейкость.
Так как резины работают при высоких температурах и в условиях постоянных деформаций, целесообразно применять противостаритель диафен ФП (1,0 м.ч), который является хорошим термостабилизатором и противоутомителем.
В качестве основного наполнителя в брекерных смесях используется технический углерод марки П-234 с высокой удельной поверхностью. Полученные вулканизаты характеризуются высокой прочностью.
Таблица 2.7.
Рецептура резиновой смеси 2 кл 642
Назначение смеси: для обкладки металлокордаНаименованиеМасс.Масс.Плот-Объем.ОбъемНавеска, кгименованиечасти%ностьчасти%IIIIIIСКИ-3, пластичность 0,36-0,41 ед.100,053,50,92108,7068,81119,52Сера1,00,532,00,50,321,05Сера полимерная «Кристекс»5,02,811,952,561,625,23Сульфенамид М1,00,531,370,370,461,05Модификатор РУ-13,51,871,272,761,753,66Нафтенат Co2,01,071,141,751,122,39Сантоград PV I0,20,111,530,130,080,21Белила цинковые7,03,745,351,310,88,37Стеариновая кислота1,00,530,871,180,751,2Сосновая канифоль2,01,071,041,921,222,39ПН-63,01,610,973,091,963,59Диафен ФП1,00,531,250,80511,05БС-12010,05,352,05,02,911,95ТУ П-23450,026,751,8127,616,059,76ИТОГО:186,95100,01,18157,98100,0207,0193,05 Маточная смесь 3 ст. - 180,3 кг rI,II = 1,15 г/см3 rIII = 1,17 г/см3 Маточная смесь 2 ст. -207,0кгТаблица 2.8. Физико-механические показателиПлотностьПластич-ностьТем-ра вулк-ииВремя вулк-ииУсл.напряжение при удл. 300%Усл. проч при растяженОтно-сител.удлин при раз-веПроч-ность связи с кор-домг/см3усл. ед.С0мин.кгс/см2кгс/см2%кгс/см1,16±0,02 0,33±0,05 155 ±1 15±118,6±1,96 19,6 ±1,47350± 50не менее 180
2.1.5 Обоснование рецептуры резиновой смеси 4 кл 574
Назначение смеси: протектор (беговая часть)
Основными требованиями, предъявляемыми к протекторным резинам, является высокая износостойкость, прочность на разрыв, сопротивление раздиру, сколам и порезам, надрыву, образованию и разрастанию трещин при многократных деформациях, температуростойкость, низкие гистерезисные потери и теплообразование. Учитывая воздействие света и воздуха на покровные резины при хранении и эксплуатации шин, к протекторным резинам предъявляются требования высокой стойкости к старению под действием этих факторов. Резины для протекторов шин типа «Р», ввиду рекомендуемого трехстадийного режима смешения, изготавливают на основе 100 м.ч. каучука СКМС-30 АРКМ-15, как каучука, стойкого к термомеханическим воздействиям и обеспечивающего высокое сцепление шин с дорогой.
Вулканизующая группа должна обеспечивать стойкость к подвулканизации, высокую скорость вулканизации, стойкость к реверсии при высокотемпературной или длительной вулканизации. В состав вулканизающей группы входят: сера (1,9 м.ч.), ускоритель сульфенамид Ц , который обеспечивает высокую скорость вулканизации и широкое плато вулканизации, а также стойкость к подвулканизации. В качестве активаторов действия ускорителя используют оксид цинка (3,0 м.ч.) и стеариновую кислоту (2,0 м.ч.). Применение этих активаторов обеспечивает высокое сопротивление раздиру, образованию трещин, снижению теплообразования. Для замедления подвулканизации при смешении и переработке смеси применяют фталевый ангидрид (0,5 м.ч.). Введение в смесь твердых мягчителей типа октофора N (2,0 м.ч.) и углеводородных смол (4,0 м.ч.) облегчает переработку смеси, улучшает качество прессовки без снижения технических свойств резин.
Учитывая воздействие на протектор света, воздуха, температуры, а также работу при многократных деформациях, в смесь вводится группа противостарителей: защитный воск (1,0м.ч.), диафен ФП (1,5 м.ч.) и ацетонанил Р (1,0 м.ч.).
Наполнение протекторных резин производят техуглеродом марки П-245 (60,0 м.ч.) в комбинации с маслом ПН-6ш (3,0 м.ч.) с учетом требований по износостойкости, упругогистерезисных свойств и технологии переработки смеси, также с понижением структурности техуглерода увеличивается стойкость к // выкрашиванию // и //сколам//.
Таблица 2.9.
Рецептура резиновой смеси 4 кл 574
Назначение смеси: протектор (беговая часть)НаименованиеМасс.Масс.Плот-Объем.Объем.Навеска, кгингредиентовчасти%ностьчасти%IIIIIIСКМС-30АРКМ-15100,055,160,94106,3867,91114,2Сера1,91,052,00,950,612,01Сульфенамид Ц1,40,781,361,030,651,48Фталевый ангидрид0,50,281,600,310,210,57Белила цинковые3,01,655,350,560,343,42Стеариновая кислота2,01,10,872,311,472,28Октофор N2,01,11,071,871,192,28Углеводородные смолы4,02,21,053,812,434,56Масло ПН-6ш3,01,650,973,091,973,423В-11,00,550,9061,10,71,14Диафен ФП1,50,831,251,20,771,58Ацетонанил Р1,00,551,080,930,591,14ТУ П-24560,033,11,8133,1521,1668,41ИТОГО:181,3100,01,16156,69100,0210,25201,25191,4 Маточная смесь 3 ст. - 186,33 кг rI,II = 1,15 г/см3 rIII = 1,16 г/см3 Маточная смесь 2 ст. - 201,25 кг Таблица 2.10. Физико-механические показателиПлотностьПластич-ностьТемп-ра вулк-ииВремя вулк-ииусл.напр.при удлинен. 300%усл..проч. при растяжен. Относит. удлине-ниесопротив-ление раздирутвердостьг/см3ус.ед.С0мин.кгс/см2кгс/см2%кгс/смусл.ед1,16± 0,020,35±0,05 155±1 25±1 19,8±1,90 19,6 ±1,96460 ±6069 ±14,765 ±32.1.6 Обоснование рецептуры резиновой смеси 4 кл 572
Назначение смеси: смесь для боковины
Резины боковин шин «Р» испытывают значительно более высокие деформации растяжения, чем в шинах диагональной конструкции и, следовательно, в большей степени подвержены растрескиванию под действием озона. Поэтому резина боковин шин «Р» должна иметь низкий модуль, высокую усталостную выносливость и стойкость к озонному растрескиванию. Резины боковин должны обладать повышенной прочностью связи с резинами протектора и каркаса, стойкость к механическим повреждениям. С целью повышения усталостной выносливости для резин боковин выбрано соотношение каучуков СКИ-3:СКД(50:50), которое обеспечивает удовлетворительные технологические свойства смесей и прочность стыка боковин.
С учетом режима работы боковины, с целью снижения уровня напряжений, создают резины с относительно низким модулем упругости, при сохранении уровня прочностных свойств. В связи с этим содержание вулканизующей группы составляет сера (1.5 м.ч.), сульфенамид Ц (0,9 м.ч.). Сульфенамид Ц обеспечивает большой индукционный период и широкое плато вулканизации. Полеченные вулканизаты имеют моно- и дисульфидные поперечные связи, которые способствуют увеличению теплостойкости, снижается опасность реверсии. Для активации действия ускорителя используют оксид цинка (5,0 м.ч.) и стеариновую кислоту (2,0 м.ч.). При введении оксида цинка увеличивается концентрация поперечных связей, снижается степень сульфидности поперечных связей. Вулканизаты характеризуются высокой прочностью, сопротивлением раздиру и высокой динамической выносливостью. Стеариновая кислота, кроме активирующего действия, выполняет функцию диспергирования наполнителей. Для предотвращения продвулканизации смесей при переработке и изготовлении в смесь введена комбинация замедлителей подвулканизации: бензойная кислота (0,2 м.ч.) и фталевый ангидрид (0,5 м.ч.).
Для увеличения прочности связи резин боковины с резинами каркаса и протектора в смесь вводят канифоль (2,0 м.ч.). Добавление углеводородных смол (5,0 м.ч.) и нефтяного масла ПН-6ш (4,0 м.ч.) улучшает технологические свойства, умеренно понижает вязкость смеси, увеличивает клейкость.
С целью обеспечения высокой усталостной выносливости и атмосферостойкости резины содержат повышенные дозировки противоутомителей и антиозонантов - диафен ФП (2,0 м.ч.) и ацетонанил Р (2,0 м.ч.) - в сочетании с микрокристаллическим воском (2,0 м.ч.).
В качестве наполнителя применяют малоусиливающий техуглерод марки П-514 (45,0 м.ч.), который в сравнении с усиливающими типами обеспечивает резинам большую усталостную выносливость.
Таблица 2.11.
Рецептура резиновой смеси 4 кл 572
Назначение смеси: смесь для боковиныНаименованиеМасс.Масс.Плот-Объем.Объем.Навеска, кгингредиентовчасти%ность, г/см3части%IIIСКИ-3, пластич-ть 0,36-0,4150,029,050,9254,3535,1162,31СКД, вязкость по Муни 41-47 усл.ед.50,029,050,9154,9535,5062,31Сера1,50,872,00,750,481,37Сульфенамид Ц0,90,521,360,660,430,82Белила цинковые5,02,915,350,930,586,23Стеариновая кис-та2,01,160,962,081,342,49Сосновая канифоль2,01,161,041,921,242,49Углеводор. смолы5,02,911,054,763,076,23Фталев.ангидрид0,50,291,50,330,210,62Бензойная кислота0,20,121,230,160,100,25Масло ПН-6ш4,02,320,974,122,664,993В-12,01,160,952,111,362,49Диафен ФП2,01,161,151,741,121,83Ацетонанил Р2,01,161,121,791,162,49ТУ П-51445,026,151,8124,8615,6356,08ИТОГО:172,1100,01,11155,51100,0209,0157,66 Маточная смесь 2 ст. - 153,64 кг rI = 1,10 г/см3 rII = 1,11 г/см3 Таблица 2.12. Физико-механические показателиПлотностьПластич-ностьТем-ра вулк-ииВремя вулк-ииУсл.напряж.при удлинен. 300%Усл.прочность при растяжен.Относительное удлинениеСопротивление раздируг/см3усл.ед.С0мин.кгс/см2кгс/см2%кгс/см1,11±0,02 0,42 ±0,05155 ±120 ±14,6 ±1,2817,65 ±1,96750 ±6073,6 ±14,7
Таблица 2.13.
Рецептура резиновой смеси 10э95
Назначение смеси: бортовая износостойкая лента на боковинуНаименованиеМасс.Масс.Плот-Объем.Объем.Навеска, кгингредиентовчасти%ность, г/см3части%IIIСКИ-340,019,360,9243,525,3942,63СКМС-30АРКМ-1560,029,040,9463,8337,2563,94Сера1,50,972,01,00,581,9Сульфенамид М1,20,581,371,310,501,14Сантоград PVI0,40,191,530,260,150,38Белила цинковые5,02,425,350,930,525,33Стеариновая кис-та2,00,970,872,291,342,13Сосновая канифоль2,00,971,041,921,122,13Масло ПН-6ш4,01,940,974,122,404,26АСМГ4,01,941,013,962,314,26Диафен ФП2,00,971,251,60,931,9Ацетонанил Р2,00,971,081,851,082,133В-12,00,970,9062,211,292,13ТУ П-23440,019,361,8122,0912,8942,63ТУ П-51440,019,361,8122,0912,8942,63ИТОГО:206,6100,01,19172,96100,0214,2196,35 Маточная смесь 2 ст. - 191,03 кг rI = 1,19 г/см3 rII = 1,19 г/см3 Таблица 2.14. Физико-механические показателиПлотностьПластич-ностьТем-ра вулк-ииВремя вулк-ииУсл.напряж.при удлинен. 200%Усл.прочность при растяжен.Относительное удлинениеТве рдо стьг/см3усл.ед.С0мин.кгс/см2кгс/см2%усл.ед.1,21±0,02 0,2 ±0,05155 ±120 ±110,6 ±1,9621,5 ±2,2400 ±6080 ±5
2.1.7 Обоснование рецептуры резиновой смеси 10э95
Назначение смеси: бортовая износостойкая лента на боковину
Бортовая лента служит для предохранения борта от перетирания закраиной обода. Так как эта деталь находится в зоне больших напряжений, то резина должна обладать высокой усталостной выносливостью и иметь высокий модуль. Бортовая лента выполняется на основе смеси их 2-х каучуков: СКИ-3 (40,0 м.ч.) и СКМС-30 АРКМ-15 (60,0 м.ч.). Каучук СКИ-3 обеспечивает высокую прочность при повышенных температурах и напряжениях, стойкость резин к разнашиванию. Стирольный каучук имеет умеренную усталостную выносливоть, высокую механическую прочность. В качестве вулканизующего агента используют серу (2,0 м.ч). Ускорителем вулканизации выступает сульфенамид Ц, обеспечивающий широкое плато вулканизации и высокую скорость. Активаторами вулканизации выступает оксид цинка (5,0 м.ч.) и стеариновая кислота (2,0 м.ч.). Применение этих активаторов позволяет получить вулканизаты с высокими прочностными свойствами, за счет образования моно- и дисульфидных поперечных связей. Для увеличения стойкости к подвулканизации используют сантогард PVI (0,4 м.ч.).
Введение мягчителей АСМГ (4,0 м.ч.) и сосновой канифоли (2,0 м.ч.) облегчает переработку смеси, увеличивает конфекционную клейкость смеси. Нефтяное масло ПН-6ш улучшает переработку смеси, улучшает клейкость.
С целью обеспечения усталостной выносливости и атмосферостойкости резины содержат повышенные дозировки противоутомителей и антиозонантов (диафен ФП (2,0 м.ч.) и ацетоннанил Р (2,0 м.ч.) в сочетании с микрокристаллическим воском (2,0 м.ч.).
В качестве наполнителей используется комбинация техуглеродов П-234 и П-514. Эта комбинация позволяет получить резины с повышенным модулем жесткости и улучшенными прочностными характеристиками.
2.1.8 Обоснование рецептуры резиновой смеси 3 кл 46
Назначение смеси: смесь для наполнительного шнура
Наполнительный шнур применяется для придания борту устойчивой формы. Он должен быть твердым, прочным и монолитным. Наполнительный шнур выполняем из смеси каучуков СКИ-3 и СКМС-30 АРКМ-15 в соотношении 80:20 для более плавного перехода от борта к боковой стенке покрышки. Каучук СКИ-3 обладает высокой прочностью и эластичностью. Стирольный каучук придает смеси каркасность и жесткость. Так как оба каучука непредельны, вулканизацию можно осуществлять серой в присутствии органического ускорителя сульфенамида М. Для придания требуемой твердости в смесь вводится большое количество серы (26,6м.ч). Сульфенамид М обеспечивает безопасность обработки, высокую скорость вулканизации смеси и минимальную реверсию свойств резин. Активаторами действия ускорителя являются белила цинковые (10,0 м.ч.) и стеариновая кислота (2,0 м.ч.), которые способствуют образованию поперечных связей меньшей сульфидности, за счет этого растет прочность вулканизатов. Из-за склонности смесей на основе каучука СКИ-3 к подвулканизации, а также ввиду большого наполнения серой, применяют наиболее эффективный замедлитель подвулканизации сантогард PVI (3,0 м.ч.).
Для облегчения переработки смеси, для увеличения ее клейкости, для улучшения диспергирования техуглерода применяют систему мягчителей: канифоль (3,0 м.ч.), углеводородные смолы (3,0 м.ч.), смола SP-6601 (15,0 м.ч.), АСМГ (5,0 м.ч.). Смолу SP-6601 также применяют для повышения когезионной прочности и жесткости смеси. Так же для придания жесткости используют неактивные наполнители каолин (20,0 м.ч.) и мел (20,0 м.ч.). Диафен ФП (0,5м.ч.) вводят в смесь как противоутомитель.
С целью улучшения когезионной прочности смесей, прочностных свойств резин используют комбинацию высоко- и среднеактивного техуглеродов П-514 и П-234 в соотношении 40:25 соответственно, а также с целью повышения модуля упругости.
Таблица 2.15.
Рецептура резиновой смеси 3 кл 46
Назначение смеси: наполнительный шнурНаименованиеМасс.Масс.Плот-Объем.ОбъемНавеска, кгингредиентовчасти%ность г/см3части%IIIIIIСКИ-3, плас-ть 0,36-0,41 ед.80,029,390,9287,041,0781,47СКМС-30АРКМ-1520,07,340,9421,2810,0520,37Сера полимерная26,69,771,9519,429,1720,80Сульфенамид М1,80,661,371,310,621,41Сантоград PVI0,30,111,530,210,10,23Белила цинковые10,03,675,351,870,8810,18Стеариновая к-та2,00,730,872,31,092,05Сосновая канифоль3,01,11,042,881,363,06Углеводор. смола3,01,11,052,861,353,06Смола SP-660115,05,511,0714,016,6111,73АСМГ5,01,841,014,952,345,09Каолин20,07,352,069,714,5820,37Диафен ФП0,50,181,250,40,190,39Мел20,07,352,67,693,6320,37ТУ П-51440,014,701,8122,0910,4340,74ТУ П-23425,09,21,8113,816,5225,46ИТОГО:272,2100,01,29211,81100,0232,2232,2242,85Маточная смесь 3 ст. - 208,29 кг rI,II= 1,29 г/см3 rIII = 1,29 г/см3 Маточная смесь 2 ст. - 232,2 кг Таблица 2.16. Физико-механические показателиПлотностьПластичностьТемпер-ра вулк-ииВремя вулк-ииУсл.прочность при растяженииОтносительное удлинениеТвердостьг/см3усл.ед.С0минкгс/см2%усл.ед.1,30±0,020,30±0,05155±115±110,3±2,94150±5090±3
2.1.9 Обоснование рецептуры резиновой смеси 3 кл 47
Назначение смеси: изоляция бортовой латунированной проволоки
Эти резины применяют для обкладки проволоки. Они должны обладать хорошей эластичностью, прочностью, клейкостью и пластичностью. Эти смеси изготавливают на основе каучука СКИ-3 (100.0 м.ч ), который обладает хорошей когезионной прочностью, шприцуемостью и каландруемостью, имеет высокую эластичность. Вулканизующая группа состоит из серы (4,0 м.ч.), ускорителя сульфенамида Ц и вторичного ускорителя тиазола 2МБТ. Применение сульфенамида Ц позволяет получить более прочные вулканизаты, за счет наличия индукционного периода и широкого плата вулканизации. Применение тиазола 2МБТ (0,2 м.ч.) позволяет снизить время вулканизации и повысить степень вулканизации. Активаторами действия ускорителей являются оксид цинка (5,0 м.ч.) и стеариновая кислота (2,0м.ч.), которые способствуют увеличению прочности и более равномерному распределению наполнителей. В качестве замедлителей подвулканизации в процессе приготовления и переработке используют сантогард PVI (0,3 м.ч.) и бензойную кислоту (0,3 м.ч.). Полиэтилен низкого давления (3,0 м.ч.) вводят в смесь с целью увеличения каркасности смеси. Для облегчения обработки смеси, для повышения прочности связи резины с кордом, для повышения конфекционной клейкости смесей в смесь вводят твердые мягчители: канифоль (2,0 м.ч.), углеводородные смолы (3,0 м.ч.), АСМГ (6,0 м.ч.).
С целью обеспечения высокой усталостной выносливости в смесь вводят группу противоутомителей: диафен ФП (0,5 м.ч.), ацетонанил Р (0,5 м.ч.), 3В-1 (2,0 м.ч.).
В качестве наполнителей используется комбинация техуглеродов марок П-514 и П-234. При их использовании улучшаются прочностные характеристики резин и прочность связи резины с кордом, а также увеличивается модуль жесткости резин.
Таблица 2.17.
Рецептура резиновой смеси 3 кл 47
Назначение смеси: изоляция бортовой латунированной проволокиНаименованиеМасс.Масс.Плот-Объем.Объем.Навеска, кгингредиентовчасти%ность, г/см3части%IIIСКИ-3 пласт-ть 0,36-0,41 ед.100,050,10,92108,763,03111,02Сера4,02,02,02,01,163,84Сульфенамид Ц0,80,41,360.590,340,77Тиазол 2МБТ0,20,11,520,130,080,19Сантоград PVI0,30,151,530,200,120,29Белила цинковые5,02,515,350,930,555,55Бензойная кислота0,30,151,20,250,140,33ПЭНД3,01,50,614,922,853,33Стеариновая кислота2,01,00,872,301,342,22Углеводород. смола3,01,51,052,861,663,33Сосновая канифоль2,01,01,041,921,112,22АСМГ6,03,01,015,943,446,663В-12,01,00,9062,211,282,22Диафен ФП0,50,251,250,40,230,48Ацетонанил Р0,50,251,080,460,270,56ТУ П-51450,025,061,8127,616,055,51ТУ П-23420,010,031,8111,056,422,20ИТОГО:199,6100,01,10172,46100,0215,15191,4Маточная смесь 2 ст. - 185,83 кг r I = 1,146 г/см3 rII = 1,16 г/см3 Таблица 2.18. Физико-механические показателиПлотностьПластичностьТемп-ра вулк-ииВремя вулк-ииУсл.напряж.при удлинен. 200%Усл.прочность при растяже-нииОтносительное удлинениетвердостьг/см3усл.ед.С0мин.кгс/см2кгс/см2%усл.ед.1,18±0,020,32±0,05155±115±17,85±1,9619,6±2,47400±6075±52.1.10 Обоснование рецептуры резиновой смеси 6 кл 32
Назначение смеси: смесь для диафрагмы
Резина для диафрагмы должна быть теплостойкой, газонепроницаемой, иметь высокую эластичность, низкую остаточную деформацию, высокую усталостную выносливость, повышенную влаго- и паронепроницаемость. В наибольшей степени всем перечисленным свойствам отвечает бутилкаучук 1675 (95 м.ч.). В смесь добавляют СКМС-30 АРК в количестве 5 м.ч. с целью повышения срока службы диафрагмы. Для получения более теплостойких диафрагм в качестве вулканизующего агента используют смолу SP-1045 в количестве 5,0 м.ч.. В качестве активаторов смоляной вулканизации используют комбинацию белил цинковых (3,0 м.ч.) с гексолом 3ВИ (0,52 м.ч.). (Образовавшийся в результате реакции хлорид цинка является непосредственным ускорителем вулканизации). Вследствие образования в процессе вулканизации термостойких С-С и С-О-С поперечных связей резины имеют высокую теплостойкость и стойкость к тепловому старению. Стеарин в дозировке (3,0 м.ч.) применяют для активации процесса вулканизации и для улучшения технологических свойств смесей. В качестве пластификатора используют парафино-нафтеновое масло стабилойл-18 (6,0 м.ч.). Его введение обеспечивает хорошее диспергирование техуглерода при минимальной пористости резиновой смеси, не оказывает существенного влияния на процесс вулканизации и улучшает эластичность смеси.
В качестве основного наполнителя применяют усиливающий техуглерод П-234 (50,0 м.ч.), который обеспечивает высокую прочность при растяжении, износостойкость.
2.2 Обоснование выбора и описание технологического процесса изготовления резиновых смесей
2.2.1 Хранение, подготовка и транспортирование каучуков
На шинный завод синтетические каучуки поступают в железнодорожных вагонах. Наиболее распространенной выпускаемой формой синтетических каучуков являются кипы массой до 120 кг в полиэтиленовой упаковке. Обычно такие кипы упаковываются дополнительно в бумажные мешки. На заводе каучуки хранятся в растаренном виде на специально оборудованных для хранения складах с постоянной температурой и влажностью воздуха, с целью предотвращения конденсации влаги в каучуке. На складе каучуки хранятся в поддонах по три кипы в каждом. Для последующей обработки поддоны с каучуком подают с помощью подвесного толкающего конвейера на участок дозирования, где они автоматически загружаются на линии резания и дозирования. Резание каучука осуществляется на установке типа ДАК-300. Брикет режется на определенное количество частей и подается на приемный реверсивный конвейер, питающий долями брикетов каучуков электронные весы. Поступление кусков брикетов на весы продолжается до тех пор, пока с весов не поступит сигнал о том, что заданная масса почти достигнута и недостает только малой доли каучука для получения требуемой навески в пределах заданной точности. Затем ножом от брикета отрезается нужный кусок. Это обеспечивает получение точной навески по рецепту изготовляемой смеси.
Для подачи каучуков к резиносмесителю используют конвейеры толкающего типа с автоматическим адресованием груза к месту назначения. Подвески, включенные в систему транспортирования с помощью ПТК, приспособлены для подачи каучука и оборудованы перекидными конвейерами, емкость которых рассчитана на одну загрузку.
В каждом месте загрузки вблизи приемного отверстия резиносмесителя расположена петля, отходящая от главной магистрали. У останова такой петли могут собраться несколько подвесок в ожидании разгрузки. Подвески разгружают с помощью автоматического кантователя, перегружающего материалы с подвески на ленточный транспортер. Затем на весовом транспортере осуществляется проверка навески каучука и после этого каучук по загрузочному ленточному транспортеру поступает в загрузочную воронку резиносмесителя.
2.2.2 Прием, хранение и подача технического углерода в производство
На шинный завод техуглерод поставляют в железнодорожных вагонах-хопперах в гранулированном виде. Разгрузка вагонов производится через нижние люки с помощью мягкого тканевого рукава, подсоединенного одним концом с люком, а другим - к воронкам приемных подпутевых шнековых конвейеров бункерного склада. Затем по системе винтовых и скребковых конвейеров через элеваторы сажа подается в силосы-накопители. Количество силосов должно соответствовать количеству марок технического углерода, поступающих на завод. Со склада из силосов техуглерод конвейерами и элеваторами через клапаны переключения подают к пневмотранспортной системе, а по ней техуглерод направляется к расходным бункерам, расположенным в подготовительном цехе. Затем через систему шнековых питателей технический углерод поступает на автоматические весы, где берется нужная навеска сажи, а затем навеска сбрасывается в накопительный бункер и оттуда уже самотеком подается в резиносмеситель.
2.2.3 Хранение и транспортировка светлых сыпучих ингредиентов
Светлые сыпучие ингредиенты поступают на завод и хранятся на складе в бумажных пакетах. Со склада их направляют в зону распаковки (растаривания). В зоне растаривания каждой разгрузочной петли есть стол с телескопическими вилами, полуавтоматическим устройством для снятия груза с поддонов и машина, раскрывающая мешки и высыпающая содержимое в бункер, расположенный непосредственно под этой машиной. Подвеска, предназначенная для транспортирования химикатов, представляет собой закрытый конвейер, оснащенный загрузочным и разгрузочным клапанами, специально разработанными для обеспечения выполнения автоматических операций по загрузке и выгрузке материала при высокой степени герметичности. Каждый контейнер закреплен за одним типом материала во избежание перемешивания химикатов.
Подвижной состав с заполненным конвейером автоматически останавливается над расходным бункером, к которому он был адресован, затем опускается на него. При соприкосновении с бункером контейнер механически открывает его верхнюю крышку. В то же время открывается секторный затвор контейнера и материал из него выгружается в расходный бункер. Из расходного бункера по шнековым питателям светлые ингредиенты подаются на автоматические весы, затем с помощью дополнительного транспортера навеска поступает на загрузочный ленточный транспортер, а по нему подается в воронку резиносмесителя.
Процесс дозирования некоторых химикатов, необходимых для приготовления смесей, предусмотрен в централизованной зоне, что обусловлено удобством расположения оборудования. Площади вокруг резиносмесителей не загораживаются бункерами, это позволяет полностью автоматизировать транспортирование и загрузку химикатов в расходные бункера. Число бункеров, необходимых для хранения дозируемых химикатоов, определяют с учетом типов химикатов, входящих в состав рецептов, ежесуточного расхода и производительности применяемых машин. На централизованном участке автоматически изготовляются полиэтиленовые мешочки, в которых автоматически дозируются компоненты по заданным рецептам. Мешочки с готовыми навесками подаются к смесителям цеховым электротранспортом.
2.2.4 Прием, хранение и транспортировка жидких и легкоплавких мягчителей
Жидкие мягчители транспортируют главным образом в железнодорожных цистернах. Перед сливом мягчителя производят подогрев цистерны. Слив осуществляют по гибким шлангам через приемные воронки. Хранение осуществляется в накопительных емкостях, снабженных подогревом.
Транспортирование мягчителей осуществляется в трубопроводах типа «Труба в трубе» для постоянного их подогрева горячим водяным паром в целях предотвращения их загустевания. Со склада насосами мягчители перекачиваются в промежуточные емкости подготовительного цеха. Из расходных емкостей мягчители подаются к оборудованию автоматической развески. Затем собираются в сборной камере, а оттуда направляются в инжектор. Из инжектора под давлением 6-7 атм. мягчители впрыскиваются в камеру резиносмесителя.
2.2.5 Процесс смешения
Технология изготовления резиновых смесей включает в себя ряд операций. Наиболее важной из них является процесс смешения, в ходе которого из отдельных компонентов (эластомеры, наполнители, мягчители, вулканизующие агенты и т.д.), массовая доля которых определяется составом изготовляемой резиновой смеси, формируется единая масса - резиновая смесь. Формирование резиновой смеси из компонентов осуществляется за счет приложения к ним различного вида деформационных воздействий, основным из которых является сдвиговое деформирование и сопровождается комплексом сложных теплофизических и физико-химических явлений.
Основу технологии изготовления резиновых смесей составляют двух- и много-стадийные процессы смешения. При этом оптимальная стадийность процесса смешения определяется составом резиновой смеси, свойствами ингредиентов, активностью технического углерода, а также реологическими характеристиками эластомеров и изготовляемой смеси. Как правило, для производства шинных резиновых смесей, имеющих в составе менее 10 мас.ч. мягчителей, тонкодисперсные наполнители типа П-234, П-245, П-226 и т.п. и вязкость выше 70 единиц Муни, целесообразно использовать трех и более стадийные процессы смешения. Низковязкие смеси с менее активными типами технического углерода и большими дозировками мягчителя могут успешно изготовляться по двухстадийной технологии. Технологические процессы изготовление резиновых смесей для шины 205/70 R 14 подробно представлены в таблице 2.21.
Выбор оптимального смесительного оборудования в основном определяется требуемой производительностью, а также объемом и ассортиментом сменного производства резиновой смеси. В настоящее время выпускаются резиносмесители различной единичной мощности, зависящей от емкости смесительной камеры и частоты вращения роторов. Для двухстадийного смешения применяют скоростные резиносмесители (I стадия) с частотой вращения роторов 40 об/мин., а на второй стадии - 30 об/мин. Циклы смешения для первой стадии составляют 3 минуты, для второй - 2-3 минуты. В связи с этим стремятся до минимума сократить время на вспомогательные загрузочные и разгрузочные операции. Для каждого типа смеси устанавливается индивидуальный режим смешения, однако существует определенная последовательность введения ингредиентов, которой следует в основном придерживаться при изготовлении любых смесей. Так, если в смесь вводят регенерат и противостарители, их смешивают с каучуком в первую очередь. Одновременно вводят диспергирующие агенты и другие мелкие агенты (за исключением серы и ускорителей). Затем в смесь добавляют часть усиливающих наполнителей. Затем примерно после первой минуты смешения в смесь впрыскиваются жидкие мягчители и добавляется оставшаяся часть технического углерода. По истечении времени смешения смесь выгружается из резиносмесителя.
На второй стадии производят загрузку маточной смеси, добавляют серу, ускорители, замедлители подвулканизации и легколетучие компоненты. Выгрузка производится по истечение времени смешения.
После первой стадии смешения смесь выгружается в виде бесформенной массы в загрузочную воронку червячной машины. Температура смеси колеблется в пределах 130-1400 С в зависимости от типа смеси. Червячная машина с гранулирующей головкой выпускает смесь в виде гранул, как правило, диаметром 10-20 мм и длиной 10-30 мм.
Гранулирование производится с целью облегчения автоматизации, транспортировки и развески маточной смеси. После грануляции гранулы имеют высокую температуру более 1200С и для охлаждения и предотвращения слипания гранул их опрыскивают каолиновой суспензией. Затем гранулы проходят через вибротранспортер с целью удаления избытков адгезивов и поступают на сушку в барабанную сушилку. После сушилки гранулы пневмотранспортером подаются на хранение на третий этаж подготовительного цеха, в циклонах освобождаются от избытка пыли и хранятся в бункерах полочного типа, из которых через автоматическую развеску подаются на вторую стадию смешения. При трехстадийном смешении на второй стадии происходит доработка смеси. Ингредиенты на этой стадии не вводятся.
На второй стадии двухстадийного смешения и на третьей стадии трехстадийного смешения в маточную смесь вводят все оставшиеся ингредиенты по рецепту смеси. Готовая смесь 100-110% вываливается в загрузочную воронку червячной машины с валковой головкой, из которой выходит в виде ленты. Затем с помощью транспортера лента подается в установку для охлаждения и укладки на поддоны. Затем поддоны со смесью с помощью транспортера подаются на склад.
Часто в производстве используют реверсивные резиносмесители с регулируемой частотой вращения роторов в цикле смешения. Это позволяет использовать их для производства как маточных, так и готовых резиновых смесей.
Перед смешением диафрагменной смеси в реверсивном резиносмесителе РС-270-30,40 предусматривается чистка от оставшихся компонентов после смешения на второй стадии, так как диафрагменная смесь из БК вулканизуется серой и могут попасть частички компонентов от оставшейся смеси и тогда диафрагменная заготовка будет местами свулканизована,, а местами совсем сырой. Для этого чистка должна быть обязательна.
2.3 Краткая характеристика основного технологического оборудования
Резиносмеситель РС 270/40 - предназначен для приготовления маточных резиновых смесей.
Резиносмеситель РС 270/30 - предназначен для приготовления резиновых смесей на второй стадии при двух стадийном технологическом процессе.
Рабочими органами резиносмесителя являются ротора и камера, состоящая из двух полуцилиндров (полу камер) и двух боковин и замыкаемая в нижней части затвором разгрузочного устройства, а в верхней - грузом верхнего затвора.
Ротора вращаются навстречу друг другу с незначительно разными скоростями. Процесс смешения ингредиентов с каучуками осуществляется, в основном, в серповидном зазоре между гребнем лопасти и стенкой камеры. Ротора вращаются в подшипниках качения, смонтированных в приливах боковин. В местах выхода ротора из камеры установлены лабиринтовые уплотнения. Смесительная камера в верхней части сопрягается с загрузочной воронкой и верхним затвором (прессом), а в нижней части с откидным затвором загрузочного устройства. Роторы, корпус смесительной камеры и горбуша откидного затвора охлаждаются водой. Регулирование расхода воды осуществляется вручную при помощи вентилей.
Привод осуществляется от электродвигателя через блок - редуктор, тихоходные валы которого соединены с роторами с помощью шарнирных муфт.
Загрузка ингредиентов резиновой смеси производится через загрузочную воронку. Для ввода в смесительную камеру жидких компонентов под давлением без подъема груза верхнего затвора применен пневмоуправляемый клапан, установленный в боковине смесительной камеры. Выгрузка смеси из камеры производится через проем, перекрываемый во время смешения горбушей откидного затвора. Для замера температуры резиновой смеси в боковине смесительной камеры и в горбуше установлены термопары, подключенные к одному показывающему прибору через переключатель.
Технические характеристикиРС 270/40Объем смесительной камеры, дм3 свободный рабочий 370 210Число скоростей вращениямногоскоростнойЧастота вращения ротора, об/мин. переднего заднего 8,5-51 10-60Фрикция1,17Наибольшее удельное давление на смесь, созданное верхним затвором, кг/см26,65Рабочее давление воздуха, кг/см26...8Воды для охлаждения, кг/см24Максимальный расход: охлаждающей воды, м3/ч сжатого воздуха, м3/ч 36 85Мощность электродвигателя1250Масса кусков каучука загружаемых в р/с, кг20...25Габаритные размеры, мм: длина ширина высота Масса, не более, т 11000 6000 7000 58