Проект участка сборки грузовых цельнометаллокордных автопокрышек с посадочным диаметром 22,5
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
КУРСОВОГО ПРОЕКТА
по дисциплине "Оборудование и
основы проектирования предприятий резиновой промышленности"
Тема "Проект участка сборки
грузовых цельнометаллокордных автопокрышек с посадочным диаметром 22,5"
Реферат
Пояснительная записка ____с., 7 рис., 26 табл., 14
источников.
ШИНА, РЕЗИНА, РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ, МЕТАЛЛОКОРД, КАУЧУК,
ИНГРЕДИЕНТ, РЕЦЕПТУРА, СБОРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, БРЕКЕР, КАРКАС, СБОРОЧНЫЙ
БАРАБАН, ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Целью выполнения курсового проекта является проектирование
участка сборки грузовых цельнометаллокордных шин с посадочным диаметром 22,5''.
В пояснительной записке проведён обзор литературы, в которой
описывается современное оборудование для сборки грузовых цельнометаллокордных
шин.
Приведена техническая характеристика оборудования и описаны
основные конструктивные узлы сборочного комплекса TR-3 ф. "Matador".
Приведена техническая характеристика покрышки размера 315/70R22,5 модели Бел-138,
характеристика материалов основных элементов покрышки.
Описан технологический процесс сборки покрышки. Выполнены
технологические расчеты, включающие в себя расчет рецептур резиновых смесей,
материальный баланс, состоящий из расчёта суточного и годового выпуска изделий,
расхода резиновых смесей, суточного и годового расхода каучуков и ингредиентов,
расчёта потребного количества оборудования, расчёта прикатчика к сборочному
станку.
Рассмотрены мероприятия по охране труда и пожарной
безопасности на предприятии.
Содержание
Введение
1. Аналитический обзор
1.1 Способы сборки покрышек. Классификация сборочных барабанов
1.2 Особенности конструкции ЦМК шин
1.3 Оборудование для совмещенной сборки ЦМК шин с использованием
принципов поточных линий
2. Описание существующей технологической схемы производства
3. Выбор и характеристика технологического оборудования и
межоперационного транспорта
4. Инженерно-технологические расчеты
4.1 Материальный баланс резиновых смесей, каучуков и ингредиентов
4.2 Расчёт потребного количества оборудования и оснастки
4.2.1 Инженерный расчет оборудования
4.2.2 Инженерный расчёт оснастки
5. Техника безопасности при работе на оборудовании
5.1 Анализ потенциальных опасных и вредных производственных
факторов
5.2 Инженерные мероприятия по обеспечению безопасности
технологических процессов
5.3 Инженерные решения по обеспечению санитарно-гигиенических
условий труда
Заключение
Список использованных источников
Введение
Рост автомобилестроения и развития автомобильного транспорта
обусловил высокие темпы развития шинной промышленности в целом. Развитию шинной
промышленности придается большое значение, так как от количества и качества шин
зависит работа автомобильного и авиационного транспорта, строительных,
дорожных, сельскохозяйственных и других машин.
Шинная промышленность Республики Беларусь представлена Открытым
Акционерным Обществом "Белшина", которое является одним из ведущих в
техническом отношении предприятием.
Увеличение выпуска радиальных покрышек - генеральное
направление шинной промышленности во всех странах. Проекты вновь строящихся и
реконструируемых шинных заводов предусматривают производство в основном шин
этого типа. Все более широкое распространение получают радиальные покрышки с
металлокордом в каркасе и брекере для автомобилей, автобусов, тракторов,
строительно-дорожных машин, эксплуатируемых на дорогах с различными типами
покрытий.
Грузовые и автобусные шины с металлокордом в каркасе и
брекере (ЦМК) с точки зрения современного состояния и тенденции развития шинной
промышленности являются наивысшим достижением. По комплексу таких показателей,
как максимальная скорость, топливная экономичность, ремонтопригодность,
способность к утилизации, себестоимость производства и другие ЦМК шины
опережают все известные конструкции грузовых шин. Более 90% грузовых радиальных
шин, применяемых в Европе, это ЦМК шины. В условиях рыночных отношений грузовые
камерные шины комбинированной конструкции оказываются неконкурентоспособными с
ЦМК шинами.
Важную роль в процессе производства высококачественных шин
играет процесс сборки. Производство ЦМК шин высокого уровня качества возможно
только на новых усовершенствованных сборочных комплексах, оснащённых питателями
с центрирующими устройствами, безвытяжной системой раскатки материалов и
световыми указателями для контроля точности наложения деталей. Все участки и
технологические операции должны быть максимально автоматизированы, сводя роль
персонала к работе операторов, осуществляющих контроль правильности работы
системы управления оборудования. Наиболее рациональным при организации
массового производства ЦМК шин является расчленение процесса сборки между
станками многопозиционной поточной линии, что позволит обеспечить параллельное
выполнение комплекса ручных операций с выделением механических, осуществляемых
на отдельных позициях в автоматической последовательности без участия человека,
исключить промежуточное хранение каркасов шин.
Целью данного курсового проекта является проектирование
участка сборки грузовых цельнометаллокордных шин с посадочным диаметром 22,5''
с использованием усовершенствованных автоматизированных сборочных комплексов.
цельнометаллокордная шина покрышка сборка
1.
Аналитический обзор
1.1 Способы
сборки покрышек. Классификация сборочных барабанов
Сборка покрышек из полуфабрикатов занимает особое место среди
основных процессов производства резиновых изделий, так как представляет собой в
основном совокупность механических операций подачи и соединения деталей.
Ранее сборка покрышек была одним из наиболее трудоемких
процессов, и на его долю приходилось 35-45% от общей трудоемкости изготовления
шин, а число рабочих, задействованных на сборке - 30-40% от общей численности
занятых в производстве шин (на большинстве российских шинных заводах и сейчас
дело обстоит именно так). Однако в настоящее время с появление
высокоэффективных станков нового поколения сборка покрышек существенно
облегчилась.
Сборку покрышек производят на станках, основным рабочим
органом которых является сборочный барабан, на котором все детали соединяются в
общую конструкцию. В зависимости от габаритных размеров и конструкции покрышки
применяются различные методы и способы сборки [1].
Способы сборки покрышек классифицирую по применяемым
сборочным барабанам, способу наложения слоёв, назначению сборочных станков.
Сборочный барабан является основным узлом сборочного станка и
во многом определяет качество собираемых покрышек, её однородность, прочность,
надёжность и долговечность, а также возможность механизации и автоматизации
отдельных технологических операций.
Все барабаны для сборки покрышек объединяют в две группы:
барабаны для сборки покрышек с диагональным или радиальным расположением нитей
корда в каркасе. По форме образующей наружной поверхности различают сборочные
барабаны полуплоские и плоские, полудорновые и дорновые. В свою очередь для
сборки покрышек сборочные барабаны разделяют на складывающиеся, разборные и
разжимные; с изменяющимися и неизменяющимися геометрическими размерами в
процессе сборки [2].
Плоские барабаны бывают складывающиеся и нескладывающиеся.
Собираемая покрышка на этом барабане имеет цилиндрическую форму, сильно отличающуюся
от формы готовой покрышки (перед вулканизацией необходимо формовать). На этих
барабанах можно собрать покрышку только с одним крылом в борту, т.к. в процессе
формования каркас подвергается значительной вытяжке и изменяется положение
крыльев в бортах. Полуплоский барабан отличается от плоского тем, что торцевая
часть его имеет плечики, на которых фиксируется крыло и осуществляется заделка
бортовой части покрышки. Собранная на полуплоском барабане сырая покрышка имеет
форму цилиндра, края которого по диаметру меньше, чем средняя часть. Для того
чтобы собранную покрышку можно было снять с барабана, необходимо предусмотреть
возможность уменьшения его длины по окружности (применяются складывающиеся и
уменьшающиеся по диаметру барабаны). Складывающиеся полуплоские барабаны
состоят из 4 или 6 секторов и механизма для складывания и развертывания
барабана. Сектора попарно связаны между собой, складывание и развертывание
происходит автоматически. При нажатии тормоза за счет центробежных сил сектора
поворачиваются на некоторый угол, вынуждая барабан сложиться. При включении
станка барабан начинает развертываться, центробежная сила заставляет сектора
барабана повернуться, и он принимает цилиндрическую форму. Недостаток: после
складывания барабан принимает эллипсовидную форму, не позволяющую снять
покрышку без некоторой деформации борта. Этот недостаток привел к созданию
секторных барабанов, сектора которых перемещаются в радиальном направлении при
помощи кольцевых воздушных цилиндров [1].
На рисунке 1.1 представлен жёсткий металлический полуплоский
барабан.
1 - сектор барабана; 2 -
рычажная муфта; 3,4 - рычаги; 5 - крестовина; 6 - плечики; 7 -
корона; 8 - рукоятка тормоза; 9 - тормоз; 10 -
полый вал
Рисунок 1.1 - Жесткий металлический
полуплоский барабан станка для сборки покрышек
Полудорновые барабаны используются для сборки многослойных
покрышек с двумя и более крыльями в борте. Отличительной особенностью является
наличие плечиков, имеющих форму, близкую по своему очертанию к форме борта
готовой покрышки. В шинной промышленности наибольшее распространение получили
четырех и шестисекторные барабаны без съемных и со съемными плечиками
Дорновые барабаны - при их использовании получают покрышку,
близкую по форме к готовому изделию и не требующую формования перед
вулканизацией. Однако вследствие сложности снятия покрышки с барабана его
приходится делать разборным, что существенно снижает производительность. Помимо
этого, покрышка, собранная на таком барабане, имеет складки, дефекты. Вследствие
этих причин такие барабаны не нашли широкого применения [1].
На рисунке 1.2 представлено поперечное сечение сборочных
барабанов с собранными покрышками.
а - покрышка на дорновом барабане; б - покрышка на
полудорновом барабане; в - покрышка на полуплоском барабане; 1 - дорновой
барабан; 2 - собранная покрышка; 3 - полудорновой барабан; 4 - полуплоский
барабан
Рисунок 1.2 - Поперечное сечение сборочных барабанов с
собранными покрышками
По способу наложения слоёв различают три основных метода
сборки: послойный, браслетный и комбинированный [2].
При послойном способе сборки на сборочный
барабан накладываются поочередно отдельные слои и детали, подаваемые из
питателя, и каждый слой прикатывается. При этом обеспечиваются более точное
центрирование слоев и большая однородность расположения нитей корда в каркасе
по всему периметру покрышки. Колебания угла наклона не превышают 1-2˚. Это
позволяет получить покрышки более высокого качества, имеющие на 5-10% больший
запас прочности. Обеспечение равномерной вытяжки в слоях корда в процессе
сборки, меньшая её величина и высокая точность наложения слоёв корда
относительно центральной линии сборочного барабана позволяют уменьшить величину
дисбаланса покрышки и тем самым повысить её ходимость.
При браслетном способе сборки покрышек на
сборочный барабан надевают готовые каркасные и брекерные браслеты, состоящие из
двух и более слоёв корда. Сборка браслетным способом осуществляется на
полудорновых станках аналогично послойному, но имеет ряд особенностей.
Надевание и центрирование первого браслета производят с помощью приспособлений
при сложенном барабане на питатель-расширитель и расширяется до заданного
размера. Затем расширитель поворачивается на 900 в позицию надевания
браслета, который захватывается натягивающим механизмом и натягивается на
сборочный барабан. Центрирование браслета на барабане производится по
центральной линии браслета с помощью оптического указателя при периодической
остановке механизма надевания. Затем осуществляют прикатку браслета по
цилиндрической части сборочного барабана, обжим вручную кромок по плечикам и их
прикатку.
Браслетный способ сборки имеет ряд
существенных недостатков: невозможность обеспечения равномерной вытяжки слоёв
корда по всему периметру покрышки; дополнительные деформации при
транспортировке браслетов, приводящие к местному разряжению нитей корда;
необходимость съёма изготовленных браслетов со станка и их транспортирование на
участок сборки; не исключается вероятность при их транспортировке попадание
посторонних включений, снижающих качество готовых изделий.
При комбинированном способе спорки первые
слои корда в виде браслетов надевают на сложенный барабан, а последующие слои
каркаса и брекера в виде отдельных полос накладывают на барабан, как при
послойном способе [2].
Станки для сборки покрышек можно
классифицировать по совокупности признаков:
по типу собираемой покрышки: диагональная
или радиальная;
по типу применяемого сборочного барабана
(метод сборки покрышек): плоский, полуплоский, полудорновый или дорновый;
по способу сборки покрышек: браслетный,
послойный и комбинированный;
по виду сборки радиальных покрышек:
раздельная и совмещенная;
по способу формирования борта: на
вращающемся и неподвижном барабане;
по назначению покрышек: легковая,
грузовая, мотоциклетная, сельскохозяйственная, специальная и другие [1].
С переходом шинной промышленности на
производство покрышек радиальной конструкции, имеющих повышенную жёсткость и
малую растяжимость брекерного пояса, потребовало введение в технологический
процесс сборки новой операции - формование каркаса до наложения брекерного
пояса. Потребовалось изменение конструкции сборочного барабана, в первую очередь
создания сборочного барабана изменяющейся формы для экспандирования каркаса,
изменяющего его конфигурацию из цилиндрической в торообразную.
Известны два основных принципа построения
процесса двухстадийной сборки - совмещенная сборка на одном сборочном барабане
и раздельная - на двух и более сборочных барабанах, установленных на разных
станках или в одном агрегате [2].
Достоинством раздельной сборки является
возможность рассредоточения механизмов, выполняющих переходы и операции
технологического процесса сборки, и систем питания станков кордом и другими
деталями покрышки. С другой стороны, при совмещённом способе отпадает
необходимость в передаче каркаса с одного барабана на другой, а также
необходимость центрирования каркаса во избежание перекосов. В зависимости о
количества применяемых барабанов станки для раздельной сборки покрышек
радиальной конструкции могут быть двух - и трёхпозиционными. Применяют
различные варианты сборки, в том числе изготовление брекерно-протекторного
браслета на специализированном станке [2].
Запатентован способ изготовления
пневматических шин, который может использоваться при изготовлении новых
пневматических шин и при восстановлении протектора изношенных шин. В способе
изготовления пневматических шин подготовленный каркас пневматической шины
методом навивки ленты из резиновой смеси накладывают протектор. Перед навивкой
протектора на часть поверхности ленты наносят гранулы абразива. На
подготовленный каркас вместе с брекером протектор накладывают в два этапа. На
первом этапе накладывают профилированную заготовку подканавочного слоя и
минибоковины. На втором этапе накладывают беговую часть из протекторной
резиновой смеси, наполненной абразивными гранулами. На внутренний слой беговой
части протектора абразивные гранулы не наносят для исключения попадания их в
подканавочный слой и сокращения наличия абразивных гранул в неизнашиваемой
части рисунка протектора. Поверх собранной заготовки шины с перекрытием кромок
слоёв беговой дорожки, содержащих абразивные гранулы, накладывают защитный слой
0,5-1,5мм из протекторной резиновой смеси Изобретение обеспечивает изготовление
шины, которая имеет повышенное сцепление с дорогой и обладает высокими
эксплуатационными показателями [3].
1.2
Особенности конструкции ЦМК шин
Увеличение выпуска радиальных покрышек - генеральное
направление шинной промышленности во всех странах. Проекты вновь строящихся и
реконструируемых шинных заводов предусматривают производство в основном шин
этого типа. Все более широкое распространение получают радиальные покрышки с металлокордом
в каркасе и брекере для автомобилей, автобусов, тракторов, строительно-дорожных
машин, эксплуатируемых на дорогах с различными типами покрытий. Эти
преимущества в наибольшей мере проявляются на усовершенствованных автотрассах.
Грузовые и автобусные шины с металлокордом в каркасе и
брекере (ЦМК) с точки зрения современного состояния и тенденции развития шинной
промышленности являются наивысшим достижением. По комплексу таких показателей,
как максимальная скорость, топливная экономичность, ремонтопригодность,
способность к утилизации, себестоимость производства и другие ЦМК шины
опережают все известные конструкции грузовых шин. По имеющимся данным, более
90% грузовых радиальных шин, применяемых в Европе, это ЦМК шины. В условиях
рыночных отношений грузовые камерные шины комбинированной конструкции
оказываются неконкурентоспособными с ЦМК шинами.
Применение металлокорда в каркасе грузовых шин, по сравнению
с шинами с текстильным кордом в каркасе позволяют: стабилизировать габариты;
снизить теплообразование в процессе эксплуатации на 15-20°С; повысить
грузоподъемность на 10 %; увеличить скоростные характеристики; повысить полный
ресурс шины с учетом многократного восстановления протектора на 70-100 %. ЦМК
шины пригодны к 4-5 кратному восстановлению, что в 1,7-2 раза выше, чем у шин
комбинированной конструкции. Следовательно, потребности автотранспорта в шинах
могут быть удовлетворены значительно меньшим (в 1,5-2 раза) объемом выпуска шин
[4].
Шины выпускаются с различным посадочным диаметром:
17,5"; 19,5", 22,5" и 24,5". При этом происходит постоянное
снижение высоты профиля, то есть отношение Н/В уменьшается с 0,9 до 0,45 при
одновременном увеличении несущей способности, скоростных характеристик,
снижении расхода топлива и массы шины.
При проектировании ЦМК шин учитывают существенные отличия
металло-корда как конструкционного материала по сравнению с текстильным кордом:
он практически нерастяжим, имеет во много раз более высокую прочность, изгибную
жесткость, усталостную выносливость, теплопроводность. Поэтому при применении в
шинах однослойного каркаса из металлокорда требуется разработка новых подходов
при их проектировании.
Особенности конструирования профиля ЦМК шин заключается в
том, что расчетная конфигурация средней линии каркаса совпадает со средней
линией каркаса по пресс-форме и параллельна внутреннему профилю. В тоже время
средняя линия каркаса комбинированных шин смещена к наружной поверхности шины и
не параллельна внутреннему профилю покрышки, так как в комбинированных шинах с
многослойным каркасом из полиамидного корда применяется закрытая схема борта
или открытая с высокими заворотами. Поэтому при накачивании ЦМК и
комбинированных шин происходит различное изменение профиля.
Несовпадение конфигурации средней линии каркаса в
комбинированных шинах с конфигурацией каркаса по пресс-форме, а также различное
изменение профиля при накачивании у ЦМК и комбинированных шин приводит к
различному выбору конфигурации профиля боковой стенки по пресс-форме, длины
нити каркаса, раздвига сборочного барабана, а также проектированию беговой
дорожки в зоне кромок брекера.
Применение однослойного каркаса из металлокорда с открытой
схемой борта обуславливает высокие требования по точности расположения деталей
в шине, четкой симметрии заворотов слоя каркаса, определенному взаимному
расположению кромок металлокордной бортовой ленты и заворота слоя каркаса. Эти
требования особенно ужесточаются особенно для бескамерных шин, имеющих низкие
завороты слоя каркаса. Завороты слоя каркаса должны быть на 15-30 мм выше
закраины борта.
Применение такой конструкции плечевой зоны позволяет
увеличить ширину брекера, уменьшить напряжение сдвига по краю брекера, прогиб
под нагрузкой, повысить изгибную жёсткость брекера, его жёсткость на растяжение
и ширину профиля, обеспечить равномерное распределение контактных давлений по
ширине беговой дорожки и снизить на 35% интенсивность износа рисунка
протектора.
Для достижения напряжений по кромкам металлокордных деталей в
борте, уменьшения опасности расслоений в этой зоне и обеспечения плавного
перехода от массивной бортовой части к более тонкой боковине, исключения
течения резин и образования наплывов, приводящих к образованию дефекта
"окружные трещины" в бортовой зоне, на заворот слоя каркаса и кромку
металлокордной ленты накладывают резиновые детали специального профиля [4].
Наличие выступов на профиле деталей имеет принципиальное
значение, поскольку при сборке покрышки по выступам указанных деталей
центрируются кромки каркаса и металлокордных бортовых лент. Это надёжно
гарантирует их несовпадение в готовой покрышке и обеспечение тем самым в
эксплуатации отсутствие дефектов в бортовой зоне и высокую работоспособность
шин.
В мировой практике в ЦМК шинах применяют навитые из одиночной
проволоки кольца сложного сечения (круг, шестигранник, параллелограмм).
Наполнительный шнур изготавливается из двух деталей. Применение составного
наполнительного шнура, нижняя жесткая часть которого расположена в зоне
контакта борта и обода, а мягкая в зоне наибольшей поперечной силы снижает
начальные и дополнительные напряжения в опасных сечениях.
Особые требования предъявляются к резинам ЦМК шин по
прочностным, жесткостным, когезионным и адгезионным свойствам в различных
деталях: протектора, каркаса, брекера, деталей борта, гермослоя. Для ЦМК шин
предпочтительно применение резин на основе НК. Особые требования, предъявляемые
к равномерности и прямолинейности расположения нитей металлокорда в однослойном
каркасе, обусловили обязательное применение резин на основе НК для
обрезинивания металлокорда и технологической прослойки.
В бескамерных металлокордных шинах резины гермослоя и
технологической прослойки должны выбираться так, чтобы обеспечить требуемую
герметичность и не проникать между нитями металлокорда. Проникновение резины
гермослоя между нитями каркаса приводит к образованию микротрещин и
последующего разрушения каркаса. Указанные проблемы решаются применением
хлорбутил каучука (ХБК) в гермослое, выбором его оптимальной толщины и величины
раздвига сборочного барабана при изготовлении каркасного браслета [4].
Каркас и брекер ЦМК шин выполняют самостоятельные функции,
определяющие работоспособность шины в целом:
каркас выполняет несущую функцию, не влияя на сцепные
свойства;
брекер влияет на удержание дороги шиной и стойкость к
истиранию протектора, не оказывая влияние на грузоподъёмность.
Такое разделение функций позволило оптимизировать
эксплуатационные свойства обеих частей ЦМК шины, наилучшим образом обеспечить
передачу движения при наименьшем поглощении мощности, максимальном сцеплении с
дорогой, минимальном износе и максимальной ходимости. Бескамерный вариант ЦМК
шин улучшает охлаждение шины и, соответственно, позволяет повысить максимально
допустимую скорость, а применение глубокого обода с увеличенным посадочным
диаметром и его внутренним пространством позволяет автолюбителям применить
более мощные тормоза, улучшить безопасность.
Эксплуатационные характеристики ЦМК шин обусловлены
особенностями их конструкции и рецептуры резин. Меньшая толщина однослойного
каркаса ЦМК шин, по сравнению с комбинированными, снижает теплообразование,
утомляемость и вероятность расслоения между деталями шины. Внедрение в качестве
наполнителя шинных резиновых смесей осаждённой кремнекислоты также снижает
теплообразование при работе шины. Это позволило увеличить толщину подканавочного
слоя протектора и таким образом снизить вероятность механических повреждений
брекера и обеспечить возможность углубления изношенного рисунка протектора
путём нарезки, заметно увеличить доремонтный срок службы шины.
ЦМК шины по своим инженерно-техническим решениям коренным
образом отличаются от ранее освоенных шинных изделий. При изготовлении
однослойной шины с металлокордом в каркасе значительно повышаются требования к
прецизионности технологического процесса. Нестабильность свойств ЦМК шин
существенно снижает её ходимость и эксплуатационные характеристики, практически
исключает возможность эффективного восстановительного ремонта.
Минимальные гистерезисные потери и благоприятный
температурный режим обуславливают высокий запас усталостной прочности каркаса,
прочности связи корда с резиной. Всё это в сочетании с практическим отсутствием
разнашивания в эксплуатации сообщает ЦМК шинам высокую ремонтопригодность,
возможность многократного восстановления протектора и, в результате,
обеспечивает суммарный эксплуатационный ресурс, почти вдвое больше чем у
комбинированных шин.
Повышенная износостойкость ЦМК шин, многократная
ремонтопригодность и экономичность расхода топлива автотранспорта благоприятно
сказывается на экологии за счет значительного уменьшения загрязнения окружающей
среды выхлопными газами, пылевидными частицами резины и снижения количества
свалок из непригодных к утилизации шин.
Технология модульных ЦМК шин, помимо совмещения с технологией
многократного восстановления протектора, может легко совмещаться ещё с двумя
перспективными разработками: использованием для выпуска ЦМК шин олигомерных
композиций на основе полиуретанов и введением в беговую часть их протектора
карборундовых гранул. Совместное использование этих разработок обеспечивает
повышение ходимости шин, снижение расхода топлива, улучшение управляемости
автомобилем в осенне-зимний период, высокую их экологичность и
конкурентоспособность на внутреннем рынке и за рубежом [5].
1.3
Оборудование для совмещенной сборки ЦМК шин с использованием принципов поточных
линий
Сравнительный анализ различных способов
сборки ЦМК шин по характеристике трудозатрат показывает − наиболее
рациональным при организации массового производства ЦМК шин является
расчленение процесса сборки между станками многопозиционной поточной линии, что
позволяет обеспечить параллельное выполнение комплекса ручных операций с
выделением механических, осуществляемых на отдельных позициях в автоматической
последовательности без участия сборщика (процесс заворота слоев на крыло,
формование и окончательная сборка шины), исключить промежуточное хранение
каркасов шин, а также оптимально решить вопрос применения питающих устройств.
Поэтому в зарубежной практике уделяется
значительное внимание созданию многопозиционных систем сборочных станков и
поточных линий для выпуска ЦМК шин [6].
С точки зрения реализации современных
технических решений, уровня механизации и автоматизации процесса совмещенной
сборки интерес представляют линии модели RM-30/A ф. "Пирелли" и
линии модели VAST QUATTRO ф. "VMI".
Линия модели RM-30/A представляет собой
трехпозиционный агрегат, рассчитанный на плоский метод сборки каркасного
браслета, производительностью 13,8 шт/ч при обслуживании линии двумя
операторами-сборщиками и одним вспомогательным рабочим - перезарядчиком, который
подменяет основных рабочих на время их отсутствия.
Первая позиция линии модели RM-30/A ф. "Пирелли"
для сборки каркасного браслета представляет собой станину со сборочным
барабаном, способную перемещаться вдоль осевой линии агрегата на расстояние 3,5
м.
Цикл операций по сборке каркасного
браслета на первой позиции агрегата начинается с наложения с использованием
специальных питающих устройств группы деталей каркасного браслета: боковин с
бортовыми лентами и гермослоя. Наложение этих деталей, их отрез по длине и
стыковка на барабане осуществляется в автоматическом режиме под контролем
сборщика. После выполнения комплекса операций станина перемещается на вторую
позицию, где производится наложение металлокордных бортовых лент, слоя каркаса
также из специальных питателей, однако отрез и стыковка деталей производится
сборщиком. Посадка крыльев на браслет, съем браслета с барабана осуществляется
специальным шаблоном-переносчиком, который перемещает собранный
каркасно-крыльевой браслет на позицию формования и окончательной сборки.
Вторая позиция линии модели RM-30/A ф. "Пирелли",
предназначенная для сборки брекерно-протекторного браслета, представляет собой
станину со сборочным барабаном, вдоль оси которой перемещается
четырехпозиционный питатель со слоями брекера; отрез и стыковка первых трех
слоев брекера производится вручную сборщиком, а две узкие металлокордные ленты
четвертого слоя (с окружным расположением нитей) закраиваются по длине и
накладываются автоматически. Мерные протекторные заготовки подаются к барабану
рольгангом, расположенным над брекерным питателем. Съем собранного
брекерного-протекторного браслета с барабана осуществляется трансфером, который
служит также для совмещения браслета и формуемого каркаса шины.
Третья позиция линии модели RM-30/A ф. "Пирелли",
предназначенная для формования каркаса и окончательной сборки шины,
представляет собой станину с размещенным на ней узлом формующего барабана и
правой группой механизмов для заворота деталей на крыло. Осуществляя
попеременный прием каркасно-крыльевого и брекерно-протекторных браслетов со
смежных позиций, станина поворачивается в горизонтальной плоскости на 180
градусов (с промежуточным положением для съема собранной шины).
В положении станины для приема каркасного
браслета после его фиксации на формующем барабане производится формование
каркаса, его совмещение с брекерно-протекторным браслетом, заворот боковинных
кромок и слоев на крыло, прикатка брекерно-протекторного браслета и боковинной
зоны. После выполнения комплекса операций окончательной сборки станина
поворачивается на 90 градусов в положение съема собранной шины. Весь цикл
процесса сборки на данной позиции производится автоматически.
Технические решения и особенности процесса
на линии модели RM-30/A, представляющие интерес:
предварительный закрой в питающих
устройствах резиновых деталей (боковин, гермослоя, подбрекерных деталей),
автоматическое наложение деталей на сборочные барабаны;
обеспечение возможности работы питающих
систем без останова на перезарядку;
наличие транспортирующих устройств для
переноса каркасного и брекерно-протекторного браслетов;
применение манипуляторов для установки в
шаблоны крыльев и съема собранных шин;
применение способа бездиафрагменного
формования;
сближение фланцев формующего барабана за
счет перемещающих усилий, развиваемых при формовании каркаса (без наличия
специальных механизмов);
две фазы положения станины с барабаном для
сборки каркасно-крыльевого браслета;
поворот станины формующего барабана на 180
градусов с остановом в промежуточном положении для съема собранной шины;
заворот боковинных кромок на крыло
лепестковыми механизмами на позиции формования;
применение в четвертом слое
брекераметаллокордных лент с окруженным расположением нитей;
предварительное, до сборки шины,
агрегирование деталей, например: узла боковины - боковина с резиновой бортовой
лентой; узла крыла - бортовые кольца в сборе с наполнительными шнурами; узла
протектора - протектор с надбрекерными деталями [6].
Семейство линий VAST QUATTRO для сборки целиком
металлокордных шин для автобусов и грузовиков создано конструкторами ф. "VMI" (Нидерланды).
Компания "VMI" является ведущим поставщиком систем совмещённой сборки
радиальных ЦМК грузовых и автобусных шин. Системы VMI VAST обеспечивают широкую
гамму технологий производства и типов ЦМК шин, включая сложные каркасы с
повышенной ходимостью и низкопрофильные суперширокие шины [7].
Основные особенности сборочных систем VAST в стандартной
конфигурации:
возможность изготовления шин с посадочным диаметром обода от 17,5˝ до 24,5˝;
возможность варьирования технологии сборки шин;
механические (без диафрагм) барабаны для изготовления
каркасного браслета, формирования и изготовления брекерно-протекторного
браслета;
системы заворота каркаса и боковин рычажно-роликовые;
система фиксации борта каркаса с коническим механизмом;
формующие барабаны на два посадочных диаметра борта;
продолжительность цикла сборки менее 2 минут 40 секунд;
автоматическая раскатка, центрирование и агрегирование в
единую деталь гермослоя и боковины, последующий отмер, отрез ультразвуковым
ножом, центрирование, наложение на барабан и стыковка единой детали и каркаса;
автоматическая раскатка, центрирование, отмер, отрез
ультразвуковым ножом, центрирование, наложение на барабан и стыковка
подбрекерной детали;
автоматическая раскатка, отмер, отрез, центрирование и
наложение на барабан всех слоёв брекера;
автоматическое наложение на барабан заготовки протектора;
модульная система управления с быстро осваиваемой структурой
и лёгким в обращении блоком изменения производственной программы;
минимальное время на смену размера и профиля шины (в пределах
одного посадочного диаметра - через блок изменения производственной программы);
модульный дизайн: минимальные дополнительные затраты при
оснащении оборудования под конструкцию заказчика;
дублирование гермослоя и боковин внутри сборочной системы (в
автоматическом питателе);
эргономичная система отбора собранных шин, совместимая с
условиями заказчика).
Для отреза по длине агрегированной детали
гермослоя и боковины, а также профилированных деталей брекера используются
ультразвуковые ножи, причем стыковка этих деталей в зависимости от пожеланий
заказчика может быть выполнена либо автоматически, либо вручную.
Отрез слоя каркаса производится дисковым
ножом, а стыковка - вручную.
Сборочные позиции комплекса связаны между
собой транспортными средствами и манипуляторами. Определенный интерес вызывает
информация фирмы о применении оригинальных устройств для центрирования деталей
с использованием оптических систем и сервоприводов, обеспечивающих высокую точность
совмещения деталей и узлов при сборке ЦМК шин, а также контроль параметров
сборочного процесса. Вместе с тем, эффективность использования такого
автоматизированного комплекса в значительной степени будет зависеть от качества
выполнения предшествующих технологических процессов, точности соблюдения
параметров при выпуске полуфабрикатов, центрирования деталей шин при закатке,
равновесности используемого металлокорда, конфекционных свойств при сборке
деталей.
Система управления комплекса VAST QUATTRO выполнена на основе
микропроцессорной техники и элементов автоматики ф. "А. Бредли",
которая имеет "меню" с набором быстро перестраиваемых программ
настройки всех устройств комплекса. Время перехода на сборку другого размера
шины при том же посадочном диаметре борта составляет 20 мин, при участии в
наладке комплекса двух специалистов. Время полной переналадки комплекса с
переходом на сборку шин другого посадочного диаметра - 60 минут, при участии в
наладке тех же двух специалистов [6].
Компанией "VMI" разработаны модели
оборудования VAST-4, VAST-3, VAST-4 HP COMPACT [7].
Высокий уровень автоматизации сборочного комплекса VAST-4 и наибольшая, при
сравнении с другими версиями, производительность обеспечивается за счёт
использования сдвоенной системы формующих барабанов. Качество сборки
превосходное и стабильное. Имеется отдельный барабан для сборки каркасного
браслета, барабан брекерно-протекторного браслета и два установленных на одном
роторе барабана для формования каркаса и окончательной сборки шины. Модель VAST-4 способна производить
до 400-500 шин для грузовиков или автобусов в день. Используя последнюю
технологию VMI в автоматической обработке материалов, измерении, резке,
центрировании и наложении на барабан, VAST-4 требует работы только двух операторов.
Линия VAST-3 идентична VAST-4 за исключением числа
формующих барабанов - есть только один барабан вместо двух. VAST-3 могут быть
модернизированы до конфигурации VAST-4, когда требуется более высокая
производительность. Высокое использование автоматизированных процессов
обеспечивает превосходное и постоянно высокое качество шин. На рисунке 1.3
представлена линия VAST-3 QUATTRO, где на переднем плане изображена позиция сборки каркасного
браслета, пульт управления линией с блоком изменения производственной программы.
Рисунок 1.3 - Линия VAST-3 QUATTRO
На рисунке 1.4 изображена линия VAST-4 HP COMPACT, где на переднем плане
представлен бездиафрагменный сборочно-формующий барабан с рычажно-роликовым
механизмом обработки борта.
Рисунок 1.4 - Линия VAST-4 HP COMPACT
VAST-4 HP COMPACT - самая последняя разработка в области сборки
радиальных грузовых шин, которая обеспечивает высокий уровень
производительности, но при этом занимает меньшую площадь чем предыдущие системы
VMI. Основной узел - ротор,
на котором установлены два формующих барабана, имеет не прямолинейную, а Z-образную ось.
Использование четырёх барабанов для сборки шин позволяет минимизировать время
цикла сборки для большинства шин, а модульный принцип построения оборудования
способствует автоматическому наложению широкого спектра компонентов шин. Эта
система, в зависимости от применяемой технологии и конструкции шин, способна на
суточную производительность более 450 шин.
Технологический процесс сборки ЦМК шин на
комплексе "VAST-QUATTRO" выполняется двумя операторами-сборщиками. Фирма "VMI" в проспекте
информирует, что в некоторых исполнениях комплексы могут обслуживаться только
одним оператором [7].
Четырехпозиционная автоматическая линия
АСЛ-1 для совмещенной сборки ЦМК шин, фирмы "Авитохол", по своим
компоновочным и основным техническим решениям близка к сборочному комплексу ф.
"ВМИ-ЕПЕ" "VAST-QUATTRO".
Линия АСЛ-1 позволяет
обеспечить:
1
автоматизированный
отмер, позиционирование и ультразвуковой способ отреза мерных заготовок;
2
синхронизировать
скорости вращения барабана со скоростью подачи заготовок;
3
автоматический
отмер мерной длины протектора, точное наложение и стыковку;
4
бездиафрагменное формование;
5
быструю
переналадку для сборки другого типоразмера шины;
6
автоматизированную разгрузку готовой шины.
Высокая надежность линии АСЛ-1
достигается, как указывает фирма в своей рекламно-технической информации,
благодаря:
7
качественному
изготовлению механических частей комплекса;
8
применению
качественных и надежных комплектующих;
9
сервоприводов фирмы "Allen Bradley";
10
асинхронных приводов SEW-Germany;
11
пневмосистеме "FESTO";
12
предохранительным
муфтам и электромагнитным тормозам и муфтам "Enemac", "Monninghoff"; электронному управлению
и сохранению программ для всех видов шин с мониторной системой диагностики
ошибок, изменения параметров, перепрограммирования - фирмы "Allen Bredley" - USA.
В таблице 1.1 приведены сравнительные
характеристики вышеописанного оборудования для сборки легкогрузовых, грузовых и
автобусных ЦМК шин.
Таблица 1.1 - Сравнительная
характеристика оборудования для сборки лекгогрузовых, грузовых и автобусных шин
с металлокордом в каркасе и брекере
|
Наименование
|
"ВМИ-ЕПЕ"
|
"Пирелли"
|
"Авитохол"
|
|
Наименование
оборудования
|
Vast-Quattro
|
RM-30/A
|
TRG-S
|
АСЛ-1
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Назначение
оборудования
|
Совмещенная
сборка ЦМК шин. Плоский способ сборки каркаса шин на 1 стадии.
Четырехпозиционный станок агрегат с трансферами и манипуляторами.
|
Совмещенная
сборка ЦМК шин. Плоский способ сборки каркаса шин на 1 стадии.
Четырехпозиционная линия сборки с трансферами и манипуляторами.
|
Совмещенная
сборка ЦМК шин. Плоский способ сборки каркаса шин на 1 стадии.
Двухпозиционный станок-агрегат с трансферами.
|
Совмещенная
сборка ЦМК шин. Плоский способ сборки каркаса шин на 1 стадии.
Четырехпозиционный станок агрегат с трансферами и манипуляторами.
|
|
Посадочный
диаметр борта собираемых шин
|
17,5″-24,5″
|
19,5″-22,5″
|
19,5″-24″
|
17,5″-24,5″
|
|
Размеры
собираемых шин, указанных в предложениях
|
Не указано
|
Диапазон не
указан от 19,5″ до 385/65R22,5
|
Диапазон не
указан от 19,5″ до 18/65R22,5
|
Не указано
|
|
Количество
рабочих позиций
|
4
|
4
|
2
|
2
|
|
Способ сборки
каркаса
|
Плоский
|
Плоский
|
Плоский
|
Плоский
|
|
Способ
формования каркаса на 2 стадии сборки
|
Бездиафрагменный
|
Бездиафрагменный
|
Бездиафрагменный
|
Бездиафрагменный
|
|
Способ
формования каркаса на 2 стадии сборки
|
Бездиафрагменный
|
Бездиафрагменный
|
Бездиафрагменный
|
Бездиафрагменный
|
|
Сборочные
позиции
|
1. Каркасный
браслет. 2. Брекерно-протекторный браслет. 3. Формование и окончательная
сборка.
|
1. Каркасный
браслет. 2. Брекерно-протекторный браслет. 3. Формование и окончательная
сборка.
|
1.
Брекерно-протекторный браслет. 2. Каркасный браслет. 3. Формование и
окончательная сборка.
|
1. Каркасный
браслет. 2. Брекерно-протекторный браслет. 3. Формование и окончательная
сборка.
|
|
Норма
обслуживания, чел/смена оператор-сборщик; питальщик
|
2 или 1 не
указано
|
3 не указано
|
1 не указано
|
1,5 не указано
|
|
Производительность,
шт/ч
|
15-20
|
16,7
|
8
|
20
|
|
Установочная
мощность электродвигателчдвигателей, кВТ
|
40
|
100
|
Не указано
|
Не указано
|
|
Габариты, мм
длина ширина
|
17500 18500
|
15200 20500
|
9000 9175
|
17000 12200
|
Таким образом, в настоящее время, при
проведении реконструкции и техническом перевооружении действующих производств по
выпуску грузовых радиальных покрышек, применение технологии плоской сборки ЦМК
шин является более предпочтительным, т.к. позволяет достигать качественных
показателей на современном уровне потребительских свойств.
2. Описание
существующей технологической схемы производства
На ОАО “Белшина” действует завод массовых шин (ЗМШ), который
выпускает шины для грузовых автомобилей семейства МАЗ, ГАЗ, ЗИЛ, автобусов,
сельскохозяйственной техники, шины для легковых автомобилей ВАЗ, “Москвич”,
“Волга” и практически всех видов импортных легковых автомобилей. Покрышка
размера 315/70R22,5
модели Бел-138 также является продукцией ЗМШ. На рисунке 2.1 показан общий вид
покрышки размера 315/70R22,5 модели Бел-138.
Рисунок 2.1 - Общий вид покрышки 315/70R22,5 модели Бел-138
Грузовая бескамерная шина 315/70R22,5 модели Бел-138,
радиальная, с универсальным рисунком протектора, предназначена для грузовых
автомобилей МАЗ и грузовых автомобилей аналогичного класса зарубежного
производства. Данная шина разработана по заявке ОАО "МАЗ" и
рекомендована для применения на приводных осях грузовых автомобилей МАЗ,
эксплуатирующихся в смешанных дорожных условиях.
Технические характеристики изделия приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Основные характеристики шины размера
315/70R22,5 модели Бел-138
|
Наименование
показателей
|
Значение
показателей
|
|
Номер ГОСТа, ТУ
|
ТУ ВУ
700016217.265-2010
|
|
Обозначение
шины
|
315/70R22,5
|
|
Обозначение
модели шины
|
Бел-138
|
|
Рисунок
протектора
|
универсальный
|
|
Тип шины
|
бескамерная
|
|
Обозначение
обода рекомендуемый допускаемый
|
9,00×22,5
9,75×22,5
|
|
Индекс несущей
способности
|
О - 152 С - 148
|
|
Индекс
категории скорости
|
М
|
|
Максимальная
скорость, км/ч
|
130
|
|
Размеры шины,
мм наружный диаметр ширина профиля, не более статический радиус
|
1014±15 312
468±7
|
|
Максимально
допустимая нагрузка, кН (кгс)
|
О - 34,81
(3550) С - 30,89 (3150)
|
|
Давление,
соответствующее максимально допустимой нагрузке, кПа
|
900
|
|
Индекс давления
PSI
|
131
|
|
Масса шины, кг,
не более
|
67
|
Основными элементами покрышки являются каркас, два борта,
брекер, протектор и две боковины. Кроме основных деталей в конструкции покрышки
содержится значительное число более мелких элементов.
Каркас покрышки размера 315/70R22,5 модели Бел-138 изготовлен
из одного слоя обрезиненного металлокорда марки 19Л22/20СС. "СС" в
названии металлокорда обозначает, что металлокорд компактный (пучковой).
Частота нитей металлокорда каркаса составляет 62 нити на 100 мм (шаг нитей 1,6
мм).
Брекер данной покрышки изготовлен из четырёх слоёв
обрезиненного металлокорда марки 9Л20/35НТ. "НТ" в названии
металлокорда обозначает, что металлокорд высокопрочный. Частота нитей
металлокорда в первом и четвёртом слое оставляет 33 нити на 100 мм (шаг нитей
3,0 мм), во втором и третьем слое - 55 нитей на 100 мм (шаг нитей 1,8 мм) [8].
В таблицах 2.2 - 2.12 приведены характеристики материалов
основных элементов шины размера 315/70R22,5 модели Бел-138 [8].
Таблица 2.2 - Слои каркаса
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Угол закроя,
градус
|
Толщина, мм
|
Ширина, мм
|
Длина, мм
|
Масса, кг
|
Примечание
|
|
К1
|
19Л22/20СС
|
0
|
2,70±0,05
|
750±1
|
1665
|
6,97
|
по центру ±2 мм
|
Таблица 2.3 - Прослойка каркаса
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Толщина, мм
|
Ширина, мм
|
Длина, мм
|
Масса, кг
|
Количество, шт.
|
Примечание
|
|
К2
|
резина
|
2,8/1,5±0,1
|
640±1
|
1650
|
2,85
|
1
|
профилированный
гермослой К2 предварительно дублируется с К3
|
|
К3
|
резина
|
3,0±0,1
|
660±1
|
1650
|
3,72
|
1
|
технологическая
прослойка на низ слоя каркаса
|
Таблица 2.4 - Бортовое кольцо
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Количество
проволок в ряду, шт.
|
Количество
витков, шт.
|
Диаметр кольца,
мм
|
Диаметр
окружности, мм
|
Длина
проволоки, м
|
Количество, шт.
|
Примечание
|
|
Бк1
|
проволока 1,5
БП
|
9-12-9
|
7
|
576
|
1809±3
|
130
|
2
|
высота
(11,0±0,5) мм ширина (21,0±0,5) мм
|
Примечание - Кольцо шестигранного сечения 9-10-11-12-11-10-9.
Общее количество проволок - 72, угол наклона основания - 150.
Таблица 2.5 - Обёртка
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Толщина, мм
|
Ширина, мм
|
Масса, кг
|
Количество, шт.
|
Примечание
|
|
О
|
резина
|
0,85±0,10
|
15±3
|
120
|
0,002
|
1
|
изоляция стыков
бортовых колец с проволокой диаметром 1,5 мм
|
Таблица 2.6 - Наполнительный шнур
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Ширина, мм
|
Высота, мм
|
Длина, мм
|
Объём детали на
кольце, дм3
|
Масса, кг
|
Количество, шт.
|
Примечание
|
|
Ш1
|
резина
|
50,0±1,0
|
21,5/19,6±1,0
|
2000
|
0,898
|
1,14
|
2
|
агрегированная
деталь Ш1 + Ш2
|
|
Ш2
|
резина
|
78,5±1,0
|
10,0/6,6±0,3
|
2000
|
0,864
|
1,14
|
2
|
|
|
агрегированная
деталь Ш1 + Ш2
|
89,0
|
21,5±1,0
|
2000
|
1,766
|
2,11
|
2
|
накладывается
на Бк1
|
Таблица 2.7 - Крыльевая лента
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Угол закроя,
градус
|
Толщина, мм
|
Ширина, мм
|
Длина, мм
|
Масса, кг
|
Количество, шт
|
Примечание
|
|
Кл1
|
132А-П
|
45±1,0
|
0,88±0,05
|
60±5
|
1730
|
0,092
|
2
|
накладывается
на каркас на расстоянии 295 мм от центра
|
Таблица 2.8 - Бортовая лента
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Угол закроя,
градус
|
Толщина, мм
|
Ширина, мм
|
Длина, мм
|
Масса, кг
|
Количество, шт
|
Примечание
|
|
Бл3
|
12Л20
|
45±1,0
|
1,75±0,05
|
100±1
|
1680
|
0,564
|
2
|
Бл3 и Бл4
дублируются со смещением 20 мм
|
|
Бл4
|
резина
|
-
|
2,00±0,30
|
60±1
|
1680
|
0,235
|
2
|
|
|
сдублированная
деталь Бл3 + Бл4
|
-
|
3,75±0,30
|
120±1
|
1680
|
0,799
|
2
|
-
|
Таблица 2.9 - Слои брекера
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Угол закроя,
градус
|
Толщина, мм
|
Ширина, мм
|
Длина, мм
|
Масса, кг
|
Направление
|
Примечание
|
|
Бр1
|
9л20/35НТ
|
40,0±0,5
|
2,00±0,05
|
220±1
|
2927
|
2,43
|
|
по центру ±2
мм, шаг нитей 3,0 мм
|
|
Бр2
|
9л20/35НТ
|
70,0±0,5
|
2,00±0,05
|
245±1
|
2937
|
3,37
|
|
по центру ±2
мм, шаг нитей 1,8 мм
|
|
Бр3
|
9л20/35НТ
|
70,0±0,5
|
2,00±0,05
|
225±1
|
2947
|
3,11
|
|
по центру ±2
мм, шаг нитей 1,8 мм
|
|
Бр4
|
9л20/35НТ
|
70,0±0,5
|
2,00±0,05
|
180±1
|
2957
|
2,00
|
|
по центру ±2
мм, шаг нитей 3,0 мм
|
Таблица 2.10 - Профилированная деталь
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Толщина, мм
|
Ширина, мм
|
Длина, мм
|
Масса, кг
|
Количество, шт.
|
Примечание
|
|
|
по центру
|
по кромке
|
|
|
|
|
|
|
Бр5
|
резина
|
5,0±0,3
|
1,0±0,2
|
75±1
|
1740
|
0,50
|
2
|
на каркас
(80±2) мм от центра
|
|
Бр6
|
резина
|
7,0/5,0±0,3
|
1,0±0,2
|
60±1
|
2950
|
0,83
|
2
|
под кромки Бр3
на расстоянии (112,5±2,0) мм от центра
|
Таблица 2.11 - Протектор
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Толщина, мм
|
Ширина, мм
|
Длина, мм
|
Масса, кг
|
Количество, шт
|
Примечание
|
|
|
по центру
|
по углу
|
по кромке
|
общая
|
беговая
|
|
|
|
|
|
П1
|
резина
|
16,0±0,3
|
18,0±0,5
|
-
|
292±1
|
240±1
|
3050
|
16,24
|
1
|
агрегированная
деталь
|
|
П2
|
резина
|
5,0±0,3
|
5,0±0,3
|
-
|
300±1
|
240±1
|
3050
|
5,05
|
1
|
|
|
П3
|
резина
|
0,5±0,05
|
0,50±0,05
|
-
|
300±1
|
240±1
|
3050
|
0,51
|
1
|
|
|
Бкв2
|
резина
|
-
|
-
|
1,0±0,5
|
20±1
|
-
|
3050
|
0,66
|
2
|
|
|
П1 + П2 + П3 +
Бкв2
|
21,5±0,3
|
23,5±0,5
|
1,0±0,5
|
340±1
|
240±1
|
3050
|
23,12
|
1
|
по центру
|
Таблица 2.12 - Боковина и покровные резины
|
Наименование
детали
|
Марка материала
|
Толщина, мм
|
Ширина, мм
общая
|
Длина, мм
|
Масса, кг
|
Количество, шт
|
Примечание
|
|
|
по центру
|
по углу
|
по кромке
|
|
|
|
|
|
|
Бкв1
|
резина
|
7,0±0,3
|
7,0±0,5
|
1,0±0,5
|
170±1
|
1650
|
1,80
|
2
|
агрегированная
деталь
|
|
Бл1
|
резина
|
8,5±0,3
|
6,5±0,3
|
1,0±0,5
|
125±1
|
1650
|
1,40
|
2
|
|
|
Бл2
|
резина
|
1,00±0,05
|
1,00±0,05
|
1,00±0,05
|
70±1
|
1650
|
0,14
|
2
|
|
|
Бкв1 + Бл1 +
Бл2
|
-
|
-
|
-
|
255±1
|
1650
|
3,34
|
2
|
|
Сборка покрышек размера 315/70R22,5 модели Бел-138
производится на сборочном комплексе TR-3 ф. "MATADOR". На рисунке 2.2
представлена технологическая схема плоской одностадийной сборки грузовых
покрышек с металлокордом в каркасе и брекере.
1 - питатель гермослоя и боковин с дублирующим устройством,
питатель слоя каркаса; 2 - левый сборочный блок со сборочным барабаном; 3 -
трансфер каркаса с закладчиком крыльев; 4 - питатель с заготовками брекера; 5 -
правый сборочный блок с брекерный барабаном; 6 - трансфер брекера; 7 -
центральный сборочный блок с формующим барабаном; 8 - питатель протектора; 9 -
питатель бортовых лент; 10 - питатель профилированных деталей плечевой зоны; 11
- манипулятор; 12 - поршневой компрессор; 13 - электрошкаф
Рисунок 2.2 - Технологическая схема сборки ЦМК покрышек на
комплексе TR-3 ф. "MATADOR"
Сборочный станок TR-3 ф. "MATADOR" является
полуавтоматической сборочной единицей для цельнометаллокордных радиальных
грузовых шин с определёнными ручными операциями. Сборка шин производится на
трёх соосно расположенных сборочных барабанах: каркасном, брекерно-протекторном
и формующем. Собранные на соответствующих барабанах каркасный и
брекерно-протекторный браслеты передаются на формующий барабан трансферами.
Конструкция сборочно-формующего барабана обеспечивает
бездиафрагменное формование каркаса шины и механизированный заворот вокруг
бортовых крыльев кромок слоя каркаса, боковин и других бортовых деталей с
использованием аксиально разжимных рычагов, на концах которых установлены
прикаточные ролики.
Каждая из позиций оснащена соответствующими системами
питателей, которые позволяют работать с кассетами большой ёмкости. В питатели
устанавливаются кассеты для хранения и подачи на сборочные барабаны
длинномерных заготовок боковин, гермослоя сдублированного с технологической
прослойкой, слоя каркаса, слоёв брекера, дублированной бортовой ленты. Станок
оснащён предпитателем для автоматического дублирования между собой боковин и
герметизирующего слоя, что позволяет подавать их на каркасный барабан в виде
единой детали.
Система автоматического отмера, отреза и подачи всех деталей
на сборочные барабаны, система центрирования деталей при раскатке и наложении
на барабаны обеспечивают высокую производительность оборудования.
Система управления сборочного комплекса выполнена на основе
микропроцессоров ф. "Сименс", с помощью которых обеспечивается
хранение в памяти параметров настройки для различных размеров собираемых шин, а
также определяются причины возникновения отказов.
Сборка покрышек на сборочном комплексе TR-3 ф. "MATADOR" осуществляется на
плоском сборочном барабане в три этапа: сборка каркасного браслета; сборка
брекерного браслета с наложением протектора; сборка и формование шины.
На каркасном барабане 2 собирается каркасная часть, состоящая
из гермослоя, сдублированного с двумя боковинами; двух сдублированных бортовых
металлокордных лент, одного слоя мелаллокордного каркаса, двух крыльевых лент,
двух крыльев и двух профилированных деталей плечевой зоны шины.
На брекерном барабане 5 собирается брекерный браслет,
состоящий из четырёх слоёв брекера, профилированных деталей и протектора.
На формующем барабане 7 производится соединение каркасной
части шины с брекерно-протекторным поясом, а также формование и прикатка
деталей собранной шины.
Каркасный браслет на сборочном барабане собирается следующим
образом.
Перед началом сборки на каркасном барабане в закладчик
крыльев 3 (устройство посадки крыльев) вручную устанавливаются крылья.
Конструкция загрузочного устройства для крыльев обеспечивает точную подачу
крыльев на магнитные кольца для посадки крыльев.
Сдублированный гермослой с технологической прослойкой,
агрегированные детали боковин, слой каркаса, дублированная бортовая лента с
резиновой профилированной лентой в кассетах напольным транспортом подаются к
раскатчикам питателя 1,9, где производится их установка [9].
В соответствии с заданной программой программируемым
логическим контроллером (ПЛК) производится раскатка, предварительная центровка
и подача на транспортёр сдублированного гермослоя с технологической прослойкой,
агрегированных боковин к дублирующему ролику, где производится дублирование
кромок гермослоя с внутренней поверхностью боковин (зона дублирования - 40 мм).
Сдублированный профиль (агрегированных боковин и гермослоя с
технологической прослойкой) подаётся транспортёром к устройству резки, где
автоматически режется на заготовки длиной 1650 мм. Длина заготовки
устанавливается на панели управления, рез производится нагреваемым ротационным
ножом под углом 850. После реза мерная заготовка подаётся на
аппликатор, с помощью которого производится автоматическое наложение заготовки
на каркасный барабан строго по центру. Прикатка стыка заготовки осуществляется
вручную прикаточным роликом. Скорость и положение сборочного барабана задаются
на панели управления.
После наложения сдублированного профиля (агрегированных
боковин и гермослоя с технологической прослойкой) к сборочному барабану
механическими центрирующими устройствами аппликатора подаются сдублированные
бортовые ленты. Отрез заготовок бортовых лент длиной 1680 мм и стыковка (стык в
стык) производятся вручную, а наложение на сдублированный профиль -
автоматически.
После наложения сдублированных бортовых лент к сборочному
барабану подаётся слой металлокордного каркаса, который накладывается на
барабан при помощи апликатора строго по центру. Перед подачей детали каркаса к
сборочному барабану, металлокордное полотно предварительно центрируется
механическим центрирующим устройством и подаётся к устройству резки, где
производится рез металлокордного полотна на заготовки длиной 1665 мм при помощи
двух крючкообразных (дисковых) нагретых ножа. Длина детали каркаса задаётся на
панели управления. Наложенный слой каркаса стыкуется ручным устройством для
стыковки металлокордного каркаса. Прикатка каркаса производится автоматически
прикатчиком, имеющим два пневматических ролика, движущихся во время прикатки в
разных направлениях. Давление роликов прикатки, скорость и положение задаются
на панели управления.
Операция наложения крыльевых лент, которые поступают к
сборочному комплексу в тележках, осуществляется вручную. Крыльевые ленты,
предварительно раскроенные под углом 450, длиной 1730 мм и шириной
60 мм накладываются на каркас на расстоянии 590 мм друг от друга симметрично
центра, стыкуются и прикатываются [9].
После наложения крыльевых лент к собранному каркасу движется
трансфер каркаса 3 с установленными заранее крыльями. Суппорты с держателями
крыльев берут крылья с закладчика и устанавливают их в заданной позиции на
каркас (на расстоянии 620 мм друг от друга). После посадки крыльев трансфер
удаляется от каркасного барабана и выдвигается загрузочный транспортёр
профилированных деталей. Аппликатором питателя производится наложение
профилированных деталей плечевой зоны на каркас на расстоянии 160 мм между
ними. После выполнения ручных операций (прикатки стыков профилированных
деталей) для освобождения собранного каркасного пояса сборочный барабан
сжимается. Трансфер каркаса перемещается на каркасный барабан, после чего
происходит зажатие крыльев в трансфере и складывание барабана. Трансфер
каркаса, имея систему вакуумных присосок, по команде ПЛК перемещает каркасный
пояс от каркасного барабана к комплектующему формующему барабану.
Сборка брекерного браслета с наложением протектора
производится на брекерном барабане.
Слоя брекера в катушках с прокладочным материалом напольным
транспортом подаются к питателю 4, где устанавливаются в раскатках, после чего
разматываются с катушек, центрируются механическим центрирующим устройством и
подаются к устройству резки. Устройство для резки брекерных лент на детали
имеет два вращающихся ножа. Угол реза устанавливается вручную (для первого слоя
- 400; для второго, третьего и четвёртого - 700),
скорость реза задаётся на панели управления. Отрезанные детали брекеров в
автоматическом режиме аппликаторами поочерёдно накладываются на брекерный
барабан стык в стык в направлении сверху-вниз. Барабан приводится в движение
самостоятельным АС-сервоприводом. Скорость и положение барабана задаются на
панели управления.
Под кромки третьего слоя брекера вручную накладываются
профилированные детали на расстоянии 112,5 мм от центра. Профилированные детали
брекера поступают на участок в книжках-тележках.
Детали протектора напольным транспортом в книжках-тележках
поступают к сборочного комплексу и закладываются вручную в питатель протектора
8. Центровка протектора обеспечивается роликом V-образного профиля,
соответственно на верхней стороне детали протектора имеется V-образная канавка. По
окончании процесса наложения четвёртого слоя брекера питатель протектора
перемещается под брекерный барабан и производит автоматическую подачу полосы
протектора на брекерный пояс. Стыковка протектора производится вручную при
помощью прикаточного ролика. После наложения протектора на брекерный пояс,
брекерный барабан приводится во вращение и в автоматическом режиме производится
прикатка протектора по центру прикатчиком со стальным профильным роликом. После
прикатки протектора трансфер брекера 6 движется к брекерному браслету,
устройством с сегментами снимается браслет с брекерного барабана и переносит
его на формующий барабан с предварительно размещённым там каркасным браслетом.
Сборка и формование шины производится на формующем барабане.
В автоматическом режиме производится прикатка протектора и заворот слоёв по
схеме SОТ
- боковина на протектор.
Формующий барабан имеет механическую систему обжатия
прижимными рычагами с роликами на концах. Рычаги пневматически раздвигаются и
прижимают боковины. Ролики, находящиеся на концах рычагов, прижимают все детали
шины в зоне бортовых колец барабана и прикатывают их вплоть до кромки боковин.
Вал барабана имеет шесть каналов для подачи воздуха. Они обеспечивают
выполнение следующих функций барабана: закрепление бортового кольца, формование
каркаса, управление давлением воздуха формования, обжатие - раздвиг правый,
обжатие - раздвиг левый и обжатие - сжатие. Скорость вращения и положение
формующего барабана как и параметры установки бортового кольца задаются на
панели управления [9].
После того, как трансферы каркаса и брекера размещают
собранные каркасный браслет и брекерный браслет на формующем барабане, борта
шины жёстко фиксируются сегментами зажимных бортовых колец барабана, в
собранную шину под заданным давлением подаётся воздух и производится обжатие
зоны борта и боковин рычагами с роликами. Собранная шина формуется, а
комбинированным прикатчиком в режиме вращения шины производится автоматическая
прикатка протектора и боковин. Комбинированный прикатчик, имея возможность
радиального, аксиального и ротационного движений, обеспечивает качественную
прикатку протектора и боковин.
После формовании и прикатки всех деталей покрышки к
формующему барабану перемещается трансфер брекера, захватывает собранную
покрышку и направляется к манипулятору 11. Собранную шину манипулятор
захватывает и помещает в тележку, из которой шина подаётся на ленточный
транспортёр для передачи на участок окраски. Для идентификации собранных шин в
зоне стыка боковин накладывает порядковый номер шины (цветной резиной), в зоне
стыка гермослоя - рабочие номера сборщиков [9].
Для обеспечения оптимальных параметров технологического
процесса и качества собираемых шин основные ответственные операции выполняются
согласно заданной программы и в соответствии с заданными режимами. В таблице
2.13 приведены параметры ведения технологического процесса сборки покрышек
размера 315/70R22,5
модели Бел-138 на сборочном комплексе TR-3 ф. "MATADOR" [8].
Таблица 2.13 - Параметры технологического процесса сборки
покрышек
|
Давление
воздуха в Пневмо-цилиндрах прикатчи- ков каркаса, бар
|
Давление
воздуха в полости каркаса при фор-мовании, кПа
|
Давление
воздуха в полости Распор-ных бортовых диафрагм, МПа
|
Давление
воздуха в пневмоцилиндрах прикатчиков при прикатке протектора, кПа
|
Давление
воздуха в пневмоцилиндрах прикатчиков при прикатке боковин, кПа
|
|
|
|
центр
|
сухарная зона
|
зона кромки
протек- тора
|
зона борта
|
зона боко-вины
|
зона кромки
боко-вины
|
|
1,5 - 2,0
|
50-75
|
0,50 - 0,70
|
170 - 230
|
300 - 370
|
60 - 140
|
320 - 420
|
170 - 250
|
60 - 100
|
3.
Выбор и характеристика технологического оборудования и межоперационного
транспорта
Одностадийный сборочный станок ТR-3 ф. "МАТАDOR" предназначен для
сборки радиальных грузовых и автобусных шин с металлокордным каркасом и
брекером [8]. Сборка шин производится в 3 этапа:
- сборка каркасного браслета; 2 - сборка брекерного браслета
с наложением протектора; 3 - сборка и формование шины.
Сборочный станок состоит из следующих основных узлов
(рис.3.1):
- питатель гермослоя и боковин с дублирующим устройством,
питатель слоя каркаса; 2 - левый сборочный блок со сборочным барабаном; 3 -
трансфер каркаса с закладчиком крыльев; 4 - питатель заготовками брекера; 5 -
правый сборочный блок с брекерным барабаном; 6 - трансфер брекера; 7 -
центральный сборочный блок с комплектующим барабаном; 8 - питатель протектора;
9 - питатель бортовых лент; 10 - питатель профилированных деталей плечевой
зоны; 11 - манипулятор для отбора собранных покрышек.
Рисунок 3.1 - Общий вид сборочного комплекса ТR-3 ф. "МАТАDOR"
Техническая характеристика сборочного комплекса TR - 3 ф. "МАТАDOR" представлена в
таблице 3.1 [8].
Таблица 3.1 - Характеристика сборочного комплекса TR-3 ф. "МАТАDOR"
|
Оборудование и
операции
|
Наименование
показателей
|
Значение
|
|
1
|
2
|
3
|
Размер
собираемых покрышек (посадочный диаметр по ободу, дюйм: Габаритные размеры,
мм: длина ширина высота Производительность, шт/ч Норма обслуживания
сборщиков, чел
|
17,5; 19,5; 20;
22,5 13300 4050 2820 13-14 2
|
|
сборка
каркасного пояса (I-ая позиция) прикатка каркаса
|
Размеры
сборочного барабана формующего для 17,5-19,5″: диаметр, мм не менее не
более ширина барабана, мм Размеры сборочного барабана формующего для 20-22,5″:
диаметр, мм не менее не более ширина барабана, мм Для прикатки каркаса
используются две пары прижимных обрезиненных роликов. Движение пары роликов
от центра к краю посредством лево-правого винта производится асинхронным
трёхфазным двигателем с частотным преобразователем мощности Рном = 0,75 кВт,
n = 690 мин-1. Давление роликов обеспечивается при помощи пары
пневмоцилиндров с подъёмом на 600 мм. Рабочее давление устанавливается с
помощью шагов.
|
350 510 1550
470 580 1550
|
|
сборка
брекерно-протекторного браслета (2-ая позиция) прикатка брекерной части
|
Размеры брекерного
барабана для 17,5″: диаметр, мм не менее не более ширина барабана, мм
Размеры брекерного барабана для 19,5″: диаметр, мм не менее не более
ширина барабана, мм Размеры брекерного барабана для 20 ″: диаметр, мм
не менее не более ширина барабана, мм Размеры брекерного барабана для 22,5 ″:
диаметр, мм не менее не более ширина барабана, мм Прижимные ролики 2-х
ходовые для брекерной части. Ролики свободные на двух плечах 2-х боковые.
Движение плеч производится асинхронными трёхфазными приводными двигателями в
кол-ве 3 штук с частотным преобразователем мощности Рном = 1,1
кВт, n= 1400 мин-1. Шнековая коробка передач, передаточное
отношение i= 10 Движение по осям: х - параллельно оси барабана 0 - 425 мм; Y
- радиально к оси барабана 0 - 370 мм; Ротационное (вращение по окружности) 0
- 90˚; Размеры роликов внутренний диаметр 170 мм, ширина 20 мм; наружный
диаметр 210 мм, ширина 25 мм; Рабочее давление 0,1 - 0,6 Мпа; Рабочее
давление со ступенчатой регулировкой
|
680 750 450
740 810 450 800 920 450 910 1030 450
|
|
сборка и
формование покрышки (3-я позиция)
|
Размеры
комплектующего барабана для 17,5 ″: диаметр основной, мм расстояние
между центрами колец, мм не более не менее Размеры комплектующего барабана
для 19,5 ″: диаметр основной, мм расстояние между центрами колец, мм не
более не менее Размеры комплектующего барабана для 20 ″: диаметр
основной, мм расстояние между центрами колец, мм не более не менее Размеры
комплектующего барабана для 22,5 ″: диаметр основной, мм расстояние
между центрами колец, мм не более не менее
|
396 580 240
425 710 250 360 800 250 500 800 250
|
|
Расстояние
между держателями крыльев, мм Внутренний диаметр держателей крыльев:
минимальный, мм максимальный, мм Ширина слоя каркаса, мм Угол реза каркаса,
градус Ширина гермослоя, мм Угол реза гермослоя, градус Ширина боковины, мм
Угол реза боковины, градус Ширина брекера, мм Угол реза брекера, градус Макс.
ширина протектора, мм. Макс. длина протектора, мм. Размер канавки: ширина,
мм; глубина, мм. Ширина бортовой ленты, мм Минним. расстояние между
внутренними краями, мм Макс. расстояние между внешними краями, мм Ширина
профилированных деталей плечевой зоны, мм Макс. длина, мм
|
400-940 440
635 500-1050 90 430-850 85 140-410 85 50-400 15-70 450 3700 6±0,5 5±0,5
30-200 380 1100 60-200 2100
|
Каждая часть станка имеет своё собственное управление и может
работать независимо от остальных частей. Любую часть станка можно переключать в
ручной или автоматический режим работы [9].
Каркасный барабан состоит из комплекта алюминиевых сегментов,
которые могут раздвигаться и сжиматься. С обеих сторон барабана расположены
вакуумные отверстия для фиксации боковин. В средней части барабана находятся
вакуумные отверстия для фиксации гермослоя. Вал сборочного барабана имеет два
вакуумных канала для боковин и гермослоя, а также шпиндель для разжима и сжатия
барабана.
Каркасный барабан приводится в движение АС - сервоприводом,
который одновременно используется для разжима и сжатия барабана. В верхней
части сборочного блока помещена несущая конструкция для световых трёхточечных
лазерных лучей, которые применяются для контроля положения полуфабрикатов.
Позиции лазерных лучей, как скорость и положение сборочного барабана задаются
на панели управления.
Брекерный барабан состоит из 24 алюминиевых сегментов с
магнитами для поддержания металлокордных брекеров в заданном положении. Диаметр
брекерного барабана устанавливается при помощи установочных болтов с гайками.
Каждый сегмент закреплён на барабане при помощи 2-х болтов. Разжим и сжатие
брекерного барабана производится 3-мя пневматическими цилиндрами.
Трансфер брекера предназначен для снятия браслета с
брекерного барабана с помощью сегментов и переноса на формующий барабан с
предварительно размещённым на нём каркасным браслетом.
Трансфер каркаса, имея систему вакуумных присосок,
предназначен для перемещения собранного каркаса к формующему барабану.
Закладчик крыльев (устройство посадки крыльев) имеет пять
пластмассовых цилиндров, которые пневматически установлены на внутренний
диаметр крыла. Закладчик состоит из двух держателей крыльев, которые
перемещаются пневматическим цилиндром вниз в направлении трансфера каркаса.
Конструкция загрузочного устройства для крыльев обеспечивает точную подачу
крыльев на магнитные кольца для посадки крыльев. В соответствии с заданной программой
крылья устанавливаются на собранный каркас.
Питатель брекера предназначен для наложения брекеров на
брекерный барабан сборочного станка. Брекера накладываются на барабан в
направлении сверху - вниз [9].
Формующий барабан имеет механическую систему обжатия
прижимными рычагами с роликами на концах. Рычаги пневматически раздвигаются и
прижимают боковины. Ролики, находящиеся на концах рычагов, прижимают все детали
шины в зоне бортовых колец барабана и прикатывают их вплоть до кромки боковин.
Зажимные кольца бортовых колец состоят из сегментов, покрытых профилированной
резиной. Эти сегменты пневматически растягиваются при помощи конусных дисков.
Вал барабана имеет 6 каналов для подачи воздуха. Они обеспечивают выполнение
следующих функций барабана: закрепление бортового кольца, формование каркаса,
управление давлением воздуха формования, обжатие - раздвиг правый, обжатие -
раздвиг левый и обжатие - сжатие. Шпиндель для формования находится также в
вале барабана. Скорость вращения и положение формующего барабана как и
параметры установки бортового кольца задаются на панели управления.
Узел прикатчиков формующего барабана предназначается для
прикатки браслета брекера с протектором как и боковин покрышки с перемещением
роликов в комбинации с радиальными, продольными и ротационными движениями.
Прижатие роликов производится пневмоцилиндром. Оборудование состоит из 2-х
управляемых рычагов с двойными симметрично расположенными друг от друга
роликами. На каждом ходовом винте находится датчик импульсов, соединённый с
предварительным выбором в данной оси. Крайние положения на винтах блокируются
концевыми выключателями. Настройка прижимного усилия прижимных роликов
производится согласно программе. Комбинированный прикатчик, имея возможность
радиального, аксиального и ротационного движений, обеспечивает качественную
прикатку протектора и боковин.
Прикатка каркаса производится автоматически прикатчиком,
имеющим два пневматических ролика, движущихся во время прикатки в разных
направлениях. Давление роликов прикатки, скорость и положение задаются на
панели управления.
Прикатчик со стальным профильным роликом предназначен для
прикатки брекерно - протекторного пояса на брекерном барабане.
Питатель бортовых лент предназначен для наложения бортовых
лент на сборочный барабан.
Питатель для профилированных деталей предназначен для
наложения предварительно разрезанных деталей на сборочный барабан.
Питатель гермослоя и боковин с дублирующим устройством,
питатель слоя каркаса предназначен для дублирования гермослоя с боковинами и
транспортирует их вместе с каркасным материалом на комплектующий барабан.
Питатель протектора предназначен для наложения протектора на
брекерный барабан сборочного станка снизу.
Лазеры над брекерным барабаном состоят из одного центрального
лазера и двух подвижных лазеров с расстоянием друг от друга не более 400 мм.
Движение лазеров производится автоматически с помощью двигателя, регулируемого
согласно программы.
Манипулятор снятия покрышек предназначен для снятия сырых шин
со сборочного станка, переноса, наклонения в горизонтальное положение и укладки
в конус-поддон. Собранные покрышки в тележках направляются на участок окраски.
Сдублированный гермослой с технологической
прослойкой, агрегированные детали боковин, слой металлокаркаса, дублированная
бортовая лента с резиновой лентой, слоя брекера в кассетах с полипропиленовым
прокладочным материалом устанавливают в питатели, где в автоматическом режиме
производится раскатка, центровка, рез слоев под заданным углом на заранее
определенную длину.
Операции раскроя и подачи полуфабрикатов к
барабанам сборочного комплекса выполняются в соответствии с заданной
программой, программируемым логическим контроллером.
Детали протекторов, профилированные мерные
детали из телег с текстильным прокладочным материалом подают к питателям,
посредством которых детали автоматически накладывают на барабаны в определенной
последовательности согласно ККТ [9].
4.
Инженерно-технологические расчеты
4.1
Материальный баланс резиновых смесей, каучуков и ингредиентов
Для производства шин размера 315/70R22,5 модели Бел-138
предприятие располагает полностью подготовленной базой: производственными
зданиями с подведенными коммуникациями, источниками энергии, оборудованием,
отвечающим современному уровню развития отрасли, и необходимой инфраструктурой.
Расчет суточного и годового выпуска шин
размера 315/70R22,5
мод. Бел-138 представлен в таблице 4.1
Таблица 4.1 - Расчёт суточного и годового выпуска изделий
|
Наименование
изделия
|
Выпуск
продукции, шт.
|
Отбор изделий
на испытания, шт.
|
Производственная
программа с учетом отбора изделий на испытания, шт.
|
|
год
|
сутки
|
%
|
год
|
сутки
|
год
|
сутки
|
|
315/70R22,5
модели Бел-138
|
140000
|
406,98
|
0,03
|
42
|
0,12
|
140042
|
407,1
|
Расчет суточной производственной программы производится
исходя из режимного фонда времени работы предприятия. Режимный фонд времени
работы предприятия рассчитывается по формуле [10]:
Треж = Тклн - Трем
- Тпр, (4.1)
где Треж - режимный фонд времени, дн.;
Тклн - календарный фонд времени, дн.;
Трем - ремонтные дни, дн.;
Тпр - праздничные дни, дн.
График работы предприятия - непрерывный. Исходя из этого: Тклн
= 365 дней. Исходя из заводских данных Тпр = 9 дней, Трем
= 12 дней. Отсюда
Треж = 365 - 12 - 9 = 344 дней.
Производственная программа выпуска шин
размера 315/70R22,5
мод. Бел-138 составляет 140000 штук в год. Процент потерь на испытания
составляет 0,03%. Суточный выпуск шин Всут, шт., рассчитается по
формуле [11]:
Всут = 
, (4.2)
где Вгод - годовой выпуск шин, шт.
Всут = 
шт.
Производственная программа с учётом отбора изделий на испытания в
год Писп, шт., рассчитается по формуле:
Писп = Вгод + Оисп, (4.3)
где Оисп - отбор изделий на испытания в год, шт.
Писп = 140000 + 42 = 140042 шт.
Производственная программа с учётом отбора изделий на испытания в
сутки Писп. сут., шт., рассчитается по формуле:
Писп. сут. = 
, (4.4)
Писп. сут. = 
шт.
Потребное количество резиновых смесей на тысячу шин размера 315/70R22,5 модели Бел-138 приведено в таблице 4.2.
Таблица 4.2 - Расчет годового и суточного расхода резиновых
смесей для покрышек размера 315/70R22,5 модели Бел-138
|
Наименование
резиновых смесей
|
Расход на 1000
шт. изделий, кг
|
Процент потерь
и отходов резиновых смесей, %
|
Расход на 1000
шт. изделий с учетом потерь и отходов, кг
|
Потребность в
резиновой смеси на программу с учетом потерь и отходов
|
|
|
|
|
сутки, кг
|
год, т
|
|
Протектор-беговая
|
17294,1
|
0,30
|
17345,98
|
7061,55
|
2429,17
|
|
Протектор-боковина
|
3141,6
|
0,30
|
3151,02
|
1282,78
|
441,28
|
|
Гермослой
|
2823,7
|
2,40
|
2891,47
|
1177,12
|
404,93
|
|
Каркас
|
3112,8
|
3,30
|
3215,52
|
1309,04
|
450,31
|
|
Брекер
|
4390,9
|
3,30
|
4535,80
|
1846,52
|
635, 20
|
|
Итого
|
30763,1
|
|
31139,79
|
12677,01
|
4360,89
|
Расход резиновых смесей на 1000 штук шин размера 315/70R22,5 модели Бел-138,
процент потерь и отходов берется из заводских данных.
Расход резиновых смесей на 1000 штук изделий с учетом потерь
и отходов Х, кг, рассчитывается по формуле [11]:
Х = А ∙ (100 + а) / 100, (4.5)
где А - расход на 1000 штук изделий, кг;
а - процент потерь и отходов резиновых смесей, %
Расчет произведен на примере резиновой смеси для беговой
части протектора:
Х = 17294,1 (100 + 0,30) / 100 = 17345,98 кг.
Потребность в резиновой смеси на программу с учетом потерь и
отходов в год В, т, составляется из пропорции. На 1000 шин требуется 17345,98
кг резиновой смеси для беговой части протектора с учетом потерь, а на 140042
шин - Y
кг резиновой смеси. Отсюда:
Y = 17345,98 · 140042/1000 = 2429165,73 кг = 2429,17 т.
Потребность в резиновой смеси на программу с учетом потерь и
отходов в сутки Всут, кг, рассчитывается по формуле [11]:
Всут = 
, (4.6)
Всут = 
кг.
Расчет суточного и годового расхода каучуков и ингредиентов для
смесей приведен в таблицах 4.3 - 4.7.
Таблица 4.3 - Расчет суточного и годового расхода каучука и
ингредиентов для резиновой смеси, предназначенной для изготовления беговой
части протектора
|
Наименование
каучуков и ингредиентов
|
Массовые % по
рецептуре
|
Расход каучуков
и ингредиентов
|
Процент
безвозвратных потерь каучуков и ингредиентов
|
Расход каучуков
и ингредиентов с учётом потерь
|
|
|
в год, т
|
в сутки, кг
|
|
в год, т
|
в сутки, кг
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
НК
|
49,31
|
1197,82
|
3482,05
|
0,09
|
1198,90
|
3485,18
|
|
СКД
|
8,70
|
211,34
|
614,35
|
0,027
|
211,39
|
614,52
|
|
Сера молотая
|
1,10
|
26,72
|
77,68
|
0,15
|
26,76
|
77,79
|
|
Сантокюр СВS
|
0,75
|
18,22
|
52,96
|
0,08
|
18,23
|
53,00
|
|
Белила цинковые
|
2,90
|
70,45
|
204,78
|
0,12
|
70,53
|
205,03
|
|
Стеариновая
кислота
|
1,16
|
28,18
|
81,91
|
0,04
|
28, 19
|
81,95
|
|
Продолжение
таблицы 4.3
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
Сантогард PVI
|
0,12
|
2,92
|
8,47
|
0,09
|
2,92
|
8,48
|
|
Канифоль
сосновая
|
1,16
|
28,18
|
81,91
|
0,10
|
28,21
|
82,00
|
|
Масло ПН-6
|
3,48
|
84,54
|
245,74
|
0,09
|
84,61
|
245,96
|
|
Ацетонанил Н
|
1,16
|
28,18
|
81,91
|
0,18
|
28,23
|
82,06
|
|
Dusantox 6PPD
|
0,58
|
14,09
|
40,96
|
0,05
|
14,10
|
40,98
|
|
Защитный воск
Okerin
|
0,58
|
14,09
|
40,96
|
0,18
|
14,11
|
41,03
|
|
Техуглерод N
339
|
29,00
|
704,46
|
2047,85
|
0,25
|
706,22
|
2052,97
|
|
Итого
|
100,00
|
2429,17
|
7061,55
|
|
2432,41
|
7070,96
|
Расчет произведен на примере резиновой смеси для беговой
части протектора. Расход каучуков и ингредиентов К, т, определяется по формуле:
(4.7)
где В - потребность в резиновой смеси на программу с учетом потерь
и отходов в год, т.; С - массовый процент по рецепту, %.
т.
Суточный расход каучуков и ингредиентов К1, кг, находится по
формуле:
, (4.8)
где Всут - потребность в резиновой смеси на программу с
учетом потерь и отходов в сутки, кг.
кг.
Расход каучуков и ингредиентов с учетом потерь У, т, в год
определяется по формуле:
(4.9)
где в - процент безвозвратных потерь каучуков и
ингредиентов.
т.
Расчет каучуков и ингредиентов с учетом потерь У1, кг, в сутки
производится по формуле:
(4.10)
кг.
Расчет суточного и годового расхода каучуков и ингредиентов всех остальных
смесей проводится аналогично расчету для резиновой смеси беговой части
протектора.
Таблица 4.4 - Расчет суточного и годового расхода каучука и
ингредиентов для резиновой смеси, предназначенной для изготовления боковины
|
Наименование
каучуков и ингредиентов
|
Массовые % по
рецептуре
|
Расход каучуков
и ингредиентов
|
Процент
безвозвратных потерь каучуков и ингредиентов
|
Расход каучуков
и ингредиентов с учётом потерь
|
|
|
в год, т
|
в сутки, кг
|
|
в год, т
|
в сутки, кг
|
|
НК
|
26,78
|
118,17
|
343,53
|
0,09
|
118,28
|
343,84
|
|
СКД
|
26,78
|
118,17
|
343,53
|
0,027
|
118,21
|
343,62
|
|
Сера молотая
|
0,54
|
2,38
|
6,93
|
0,15
|
2,39
|
6,94
|
|
Сантокюр СBS
|
0,48
|
2,12
|
6,16
|
0,08
|
2,12
|
6,16
|
|
Белила цинковые
|
2,14
|
9,44
|
27,45
|
0,12
|
9,45
|
27,48
|
|
Стеариновая
кислота
|
1,07
|
4,72
|
13,73
|
0,04
|
4,72
|
13,73
|
|
Бензойная
кислота
|
0,16
|
0,71
|
2,05
|
0,12
|
0,71
|
2,05
|
|
Фталевый
ангидрид
|
0,27
|
1, 19
|
3,46
|
0,05
|
1, 19
|
3,47
|
|
Канифоль
сосновая
|
1,07
|
4,72
|
13,73
|
0,1
|
4,73
|
13,74
|
|
Масло ПН-6
|
4,82
|
21,27
|
61,83
|
21,29
|
61,89
|
|
Смола
стироло-инденовая (СИС)
|
1,61
|
7,10
|
20,65
|
0,34
|
7,13
|
20,72
|
|
Ацетонанил Н
|
1,07
|
4,72
|
13,73
|
0,18
|
4,73
|
13,75
|
|
Dusantox 6PPD
|
1,07
|
4,72
|
13,73
|
0,05
|
4,72
|
13,73
|
|
Защитный воск
Okerin
|
1,61
|
7,10
|
20,65
|
0,18
|
7,12
|
20,69
|
|
Технический
углерод N 550
|
30,53
|
134,72
|
391,63
|
0,25
|
135,06
|
392,61
|
|
Итого
|
100,00
|
441,28
|
1282,78
|
|
441,85
|
1284,43
|
Таблица 4.5 - Расчет суточного и годового расхода каучука и
ингредиентов для резиновой смеси, предназначенной для изготовления гермослоя
|
Наименование
каучуков и ингредиентов
|
Массовые % по
рецептуре
|
Расход каучуков
и ингредиентов
|
Процент
безвозвратных потерь каучуков и ингредиентов
|
Расход каучуков
и ингредиентов с учётом потерь
|
|
|
в год, т
|
в сутки, кг
|
|
в год, т
|
в сутки, кг
|
|
НК
|
11,74
|
47,54
|
138, 19
|
0,09
|
47,58
|
138,32
|
|
ХБК
|
46,93
|
190,03
|
552,42
|
0,027
|
190,08
|
552,57
|
|
Сера
"Кристекс" ОТ-33
|
0,44
|
1,78
|
5,18
|
0,10
|
1,78
|
5,18
|
|
Альтакс
|
1,00
|
4,05
|
11,77
|
0,08
|
4,05
|
11,78
|
|
Белила цинковые
|
1,76
|
7,13
|
20,72
|
0,12
|
7,14
|
20,74
|
|
Стеариновая
кислота
|
0,59
|
2,39
|
6,95
|
0,04
|
2,39
|
6,95
|
|
Масло ПН-6
|
3,81
|
15,43
|
44,85
|
0,09
|
15,44
|
44,89
|
|
Структол 40MS
|
2,93
|
11,86
|
34,49
|
0,06
|
11,87
|
34,51
|
|
Смола
Durez-29095
|
2,64
|
10,69
|
31,08
|
0,08
|
10,70
|
31,10
|
|
Техуглерод N
650
|
28,16
|
114,03
|
331,47
|
0,25
|
114,31
|
332,31
|
|
Итого
|
100,00
|
404,93
|
1177,12
|
|
405,35
|
1178,35
|
Таблица 4.6 - Расчет суточного и годового расхода каучука и
ингредиентов для резиновой смеси, предназначенной для обрезинивания
металлокордного каркаса
|
Наименование
каучуков и ингредиентов
|
Массовые % по
рецептуре
|
Расход каучуков
и ингредиентов
|
Процент
безвозвратных потерь каучуков и ингредиентов
|
Расход каучуков
и ингредиентов с учётом потерь
|
|
|
в год, т
|
в сутки, кг
|
|
в год, т
|
в сутки, кг
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
НК
|
52,47
|
236,28
|
686,85
|
0,09
|
236,49
|
687,47
|
|
Сера
"Кристекс"ОТ-33
|
3,99
|
17,97
|
52,23
|
0,10
|
17,99
|
52,28
|
|
Сантокюр DCBS
|
0,66
|
2,97
|
8,64
|
0,08
|
2,97
|
8,65
|
|
Белила цинковые
|
3,15
|
14,18
|
41,23
|
0,12
|
14, 20
|
41,28
|
|
Белила цинковые
|
1,05
|
4,73
|
13,74
|
0,12
|
4,73
|
13,76
|
|
Сантогард PVI
|
0,10
|
0,45
|
1,31
|
0,09
|
0,45
|
1,31
|
|
Масло ПН-6
|
1,84
|
8,29
|
24,09
|
0,09
|
8,29
|
24,11
|
|
Структол 40MS
|
0,16
|
0,72
|
2,09
|
0,06
|
0,72
|
2,10
|
|
Смола
Durez-29095
|
1,57
|
7,07
|
20,55
|
0,08
|
7,08
|
20,57
|
|
CYREZ-964LF
|
1,05
|
4,73
|
13,74
|
0,12
|
4,73
|
13,76
|
|
Ацетонанил Н
|
0,52
|
2,34
|
6,81
|
0,18
|
2,35
|
6,82
|
|
Dusantox 6PPD
|
0,52
|
2,34
|
6,81
|
0,05
|
2,34
|
6,81
|
|
Технический
углерод N330
|
10,49
|
47,24
|
137,32
|
0,25
|
47,36
|
137,66
|
|
Технический
углерод N330
|
10,49
|
47,24
|
137,32
|
0,25
|
47,36
|
137,66
|
|
Технический
углерод N330
|
6,30
|
28,37
|
82,47
|
0,25
|
28,44
|
82,68
|
|
Нафтенат
кобальта
|
0,79
|
3,56
|
10,34
|
0,05
|
3,56
|
10,35
|
|
Резорцинол
|
0,66
|
2,97
|
8,64
|
0,15
|
2,98
|
8,65
|
|
Минеральный
наполнитель Perkasil-408
|
2,62
|
11,80
|
34,30
|
0,17
|
11,82
|
34,36
|
|
Минеральный
наполнитель Perkasil-408
|
1,57
|
7,07
|
20,55
|
0,17
|
7,08
|
20,59
|
|
Итого
|
100,00
|
450,31
|
1309,04
|
|
450,94
|
1310,86
|
Таблица 4.7 - Расчет суточного и годового расхода каучука и
ингредиентов для резиновой смеси, предназначенной для обрезинивания
металлокордного брекера
|
Наименование
каучуков и ингредиентов
|
Массовые % по
рецептуре
|
Расход каучуков
и ингредиентов
|
Процент
безвозвратных потерь каучуков и ингредиентов
|
Расход каучуков
и ингредиентов с учётом потерь
|
|
|
в год, т
|
в сутки, кг
|
|
в год, т
|
в сутки, кг
|
|
НК
|
51,57
|
327,57
|
952,25
|
0,09
|
327,87
|
953,11
|
|
Сера
"Кристекс"ОТ-33
|
3,92
|
24,90
|
72,38
|
0,10
|
24,92
|
72,46
|
|
Сантокюр DCBS
|
0,57
|
3,62
|
10,53
|
0,08
|
3,62
|
10,53
|
|
Белила цинковые
|
3,09
|
19,63
|
57,06
|
0,12
|
19,65
|
57,13
|
|
Белила цинковые
|
1,03
|
6,54
|
19,02
|
0,12
|
6,55
|
19,04
|
|
Сантогард PVI
|
0,08
|
0,51
|
1,48
|
0,09
|
0,51
|
1,48
|
|
Масло ПН-6
|
1,55
|
9,85
|
28,62
|
0,09
|
9,85
|
28,65
|
|
Структол 40MS
|
0,15
|
0,95
|
2,77
|
0,06
|
0,95
|
|
Смола
Durez-29095
|
1,03
|
6,54
|
19,02
|
0,08
|
6,55
|
19,03
|
|
Ацетонанил Н
|
0,52
|
3,30
|
9,60
|
0,18
|
3,31
|
9,62
|
|
Dusantox 6PPD
|
0,77
|
4,89
|
14,22
|
0,05
|
4,89
|
14,23
|
|
CYREZ-964LF
|
1,03
|
6,54
|
19,02
|
0,12
|
6,55
|
19,04
|
|
Резорцинол
|
0,67
|
4,26
|
12,37
|
0,15
|
4,26
|
12,39
|
|
Техуглерод N320
|
10,31
|
65,49
|
190,38
|
0,25
|
65,65
|
190,85
|
|
Техуглерод N330
|
11,86
|
75,33
|
219,00
|
0,25
|
75,52
|
219,54
|
|
Техуглерод N330
|
5,67
|
36,02
|
104,70
|
0,25
|
36,11
|
104,96
|
|
Нафтенат
кобальта
|
1,03
|
6,54
|
19,02
|
0,05
|
6,55
|
19,03
|
|
Минеральный
наполнитель Perkasil-408
|
3,09
|
19,63
|
57,06
|
0,17
|
19,66
|
57,15
|
|
Минеральный
наполнитель Perkasil-408
|
2,06
|
13,09
|
38,04
|
0,17
|
13,11
|
38,10
|
|
Итого
|
100,00
|
635, 20
|
1846,52
|
|
636,09
|
1849,12
|
Суточный и годовой расход каучуков и ингредиентов для
приготовления всех резиновых смесей для шин размера 315/70R22,5 модели Бел-138
представлен в таблице 4.8.
Таблица 4.8 - Сводная таблица материального баланса расхода
каучуков и ингредиентов для приготовления резиновых смесей
|
Шифр смеси
|
Протектор-беговая
|
Протектор-боковина
|
Гермослой
|
Каркас
|
Брекер
|
Итого
|
|
Наименование
ингредиентов
|
сутки, кг
|
год, т
|
сутки, кг
|
год, т
|
сутки, кг
|
год, т
|
сутки, кг
|
год, т
|
сутки, кг
|
год, т
|
сутки, кг
|
год, т
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
13
|
|
НК
|
3485,18
|
1198,900
|
343,84
|
118,28
|
138,32
|
47,58
|
687,47
|
236,49
|
953,11
|
327,87
|
5607,92
|
1929,12
|
|
СКД
|
614,52
|
211,39
|
343,62
|
118,21
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
958,14
|
329,60
|
|
ХБК
|
-
|
-
|
-
|
-
|
552,57
|
190,08
|
-
|
-
|
-
|
-
|
552,57
|
190,08
|
|
Сера молотая
|
77,79
|
26,76
|
6,94
|
2,39
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
84,73
|
29,15
|
|
Сера Кристекс
ОТ-33
|
-
|
-
|
-
|
-
|
5,18
|
1,78
|
52,28
|
17,99
|
72,46
|
24,92
|
129,92
|
44,69
|
|
Сантокюр СВS
|
53,00
|
18,23
|
6,16
|
2,12
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
59,17
|
20,35
|
|
Альтакс
|
-
|
-
|
-
|
-
|
11,78
|
4,05
|
-
|
-
|
-
|
-
|
11,78
|
4,05
|
|
Сантокюр DCBS
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
8,65
|
2,97
|
10,53
|
3,62
|
19,18
|
6,60
|
|
Белила цинковые
|
205,03
|
70,53
|
27,48
|
9,45
|
20,74
|
7,14
|
55,05
|
18,94
|
76,17
|
26, 20
|
384,47
|
132,26
|
|
Стеариновая
кислота
|
81,95
|
28, 19
|
13,73
|
4,72
|
6,95
|
2,39
|
-
|
-
|
-
|
-
|
102,63
|
35,30
|
|
Сантогард PVI
|
8,48
|
2,92
|
-
|
-
|
-
|
-
|
1,31
|
0,45
|
1,48
|
0,51
|
11,27
|
3,88
|
|
Бензойная
кислота
|
-
|
-
|
2,05
|
0,71
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2,05
|
0,71
|
|
Фталевый
ангидрид
|
-
|
-
|
3,47
|
1, 19
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
3,47
|
1, 19
|
|
Канифоль
сосновая
|
82,00
|
28,21
|
13,74
|
4,73
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
95,74
|
32,93
|
|
Масло ПН-6
|
245,96
|
84,61
|
61,89
|
21,29
|
44,89
|
15,44
|
24,11
|
8,29
|
28,65
|
9,85
|
405,49
|
139,49
|
|
Смола
стироло-инденовая (СИС)
|
-
|
-
|
20,72
|
7,13
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
20,72
|
7,13
|
|
Структол 40MS
|
-
|
-
|
-
|
-
|
34,51
|
11,87
|
2,10
|
0,72
|
2,77
|
0,95
|
39,38
|
13,55
|
|
Смола
Durez-29095
|
-
|
-
|
-
|
-
|
31,10
|
10,70
|
20,57
|
7,08
|
19,03
|
6,55
|
24,32
|
|
CYREZ-964LF
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
13,76
|
4,73
|
19,04
|
6,55
|
32,80
|
11,28
|
|
Ацетонанил Н
|
82,06
|
28,23
|
13,75
|
4,73
|
-
|
-
|
6,82
|
2,35
|
9,62
|
3,31
|
112,25
|
38,61
|
|
Dusantox 6PPD
|
40,98
|
14,10
|
13,73
|
4,72
|
-
|
-
|
6,81
|
2,34
|
14,23
|
4,89
|
75,75
|
26,06
|
|
Защитный воск
Okerin
|
41,03
|
14,11
|
20,69
|
7,12
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
61,72
|
21,23
|
|
Техуглерод N
339
|
2052,97
|
706,22
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
2052,97
|
706,22
|
|
Технический
углерод N 550
|
-
|
-
|
392,61
|
135,06
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
392,61
|
135,06
|
|
Техуглерод N
650
|
-
|
-
|
-
|
-
|
332,31
|
114,31
|
-
|
-
|
-
|
-
|
332,31
|
114,31
|
|
Технический
углерод N330
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
358,00
|
123,15
|
515,36
|
177,28
|
873,36
|
300,43
|
|
Нафтенат
кобальта
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
10,35
|
3,56
|
19,03
|
6,55
|
29,38
|
10,11
|
|
Резорцинол
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
8,65
|
2,98
|
12,39
|
4,26
|
21,04
|
7,24
|
|
Минеральный
наполнитель Perkasil-408
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
54,94
|
18,90
|
95,26
|
32,77
|
150, 20
|
51,67
|
|
Итого
|
7070,96
|
2432,41
|
1284,43
|
441,85
|
1178,35
|
405,35
|
1310,86
|
450,94
|
1849,12
|
636,09
|
12693,71
|
4366,64
|
Потребное количество обрезиненного металлокорда для шин
размера 315/70R22,5
модели Бел-138 приведено в таблице 4.9.
Таблица 4.9 - Расчет потребного количества обрезиненного
металлокорда для шин размера 315/70R22,5 модели Бел-138
|
Наименование
материалов
|
Ширина корда,
мм
|
Норма расхода
на 1000 шт. изделий, м2
|
Процент потерь
обрезиненного корда, %
|
Расход
обрезиненного корда на 1000 шт. покрышек с учетом потерь, м2
|
Потребность в
обрезиненном корде на программу, м2
|
|
|
|
|
|
год
|
сутки
|
|
19Л22/20СС шаг
1,6м
|
730
|
1215,5
|
3
|
1252,0
|
175327,68
|
509,67
|
|
9Л20/35 шаг
3,0мм
|
215
|
630
|
3
|
648,9
|
90873,25
|
264,17
|
|
9Л20/35 шаг
1,8мм
|
240
|
705,6
|
3
|
726,8
|
101778,04
|
295,87
|
|
9Л20/35 шаг
1,8мм
|
220
|
2359,9
|
3
|
2430,7
|
340399,67
|
989,54
|
|
9Л20/35 шаг
3,0мм
|
140
|
649
|
3
|
668,5
|
93613,88
|
272,13
|
|
4Л32НТ шаг
1,8мм
|
60
|
201,6
|
3
|
207,6
|
29079,44
|
84,53
|
Расход обрезиненного металлокорда на 1000 покрышек с учетом
потерь В, м², рассчитывается по формуле [10]:
где А - норма расхода металлокорда на 1000 покрышек, м²;
b - процент потерь обрезиненного корда.
Расчет потребного количества обрезиненного металлокорда произведен
по обрезиненному металлокорду марки 19Л22/20СС.
В = 1215,5· (100 + 3) / 100 = 1252,0 м2
Потребность в обрезиненном металлокорде на программу в год Р, м², рассчитывается по формуле
где Х1 - годовой выпуск покрышек с учетом их
отбора на испытания, шт.
Р = 1252,0 · 140042/1000 = 175327,68 м2.
Потребность в обрезиненном металлокорде на программу в сутки
Р1, м², рассчитывается по формуле [10]:
где Х2 - суточный выпуск покрышек с учетом отбора на
испытания, шт.
Р1 = 1252,0 · 407,1/1000 = 509,67 м2.
Расчет потребного количества проволоки, необходимой для
изготовления бортовых колец шин размера 315/70R22,5 модели Бел-138, производится аналогично расчёту обрезиненного
металлокорда и приведен в таблице 4.10.
Таблица 4.10 - Расчет потребного количества проволоки
|
Наименование
материалов
|
Норма расхода
на 1000 шт. покрышек, кг
|
Потери
|
Расход на 1000
шт. покрышек с учетом потерь, кг
|
Расход на
программу с учетом потерь
|
|
|
%
|
кг
|
|
в сутки, кг
|
в год, т
|
|
1,5БП
|
3606,2
|
2,90
|
104,6
|
3710,8
|
1510,67
|
519,67
|
4.2 Расчёт
потребного количества оборудования и оснастки
4.2.1
Инженерный расчет оборудования
Эффективный годовой фонд времени работы оборудования Тэф.,
ч., определяется по формуле [10]:
Тэф. = Т - Тппр. - Тн. пр., (4.14)
где Т - режимный фонд времени работы оборудования, ч.;
ТППР - затраты времени на
планово-предупредительный ремонт, ч.;
ТН. ПР - время неизбежных технологических
простоев, ч.
ТППР = 238 ч - из заводских данных.
Режимный фонд времени работы оборудования рассчитывается
исходя из режимного фонда времени работы предприятия в году и количества часов
работы оборудования в сутки. При этом учитывается, что суточный фонд времени
работы технологического оборудования составляет 23 ч. Режимный фонд времени
работы предприятия в году рассчитан в разделе 4.1 записки и составляет 344 дня.
Исходя из этого:
Т = 344 · 23 = 7912 ч.
Тэф = 7912 - 238 = 7674 ч.
Потребное количество машино-часов в год N, маш. - ч.,
рассчитывается по формуле [10]:
(4.15)
где P - годовая программа, шт;
Q - производительность станка, шт/ч;
Производительность комплекса TR-3 ф "Matador" берётся по данным
завода (по норме выработки) и составляет 9,56 шин размера 315/70R22,5 модели Бел-138 в
час.
N = 140042/9,56 = 14648,7 маш. - ч.
Потребное количество сборочных станков расчетное nр рассчитывается по
формуле:
np = N / Tэф, (4.16)
где Tэф - годовой эффективный фонд времени работы
оборудования, ч.
np = 14648,7/7674 = 1,9.
Коэффициент использования оборудования К рассчитывается по
формуле:
К = np / ny, (4.17)
где ny - потребное количество сборочных станков
принятое.
Для рационального использования оборудования принятое
количество комплексов выбирается наиболее близким к расчётному ny = 2.
К = 1,9/2 = 0,95.
Расчет потребного количества сборочных комплексов представлен
в таблице 4.11.
Таблица 4.11 - Расчет потребного количества сборочных станков
(комплексов)
|
Размер покрышки
|
Тип станка
|
Годовая
программа, шт
|
Производительность
станка, шт. /ч.
|
Машино-часы
работы оборудования, маш. - ч.
|
Потребное
количество станков
|
Коэффициент
использования оборудования
|
|
|
|
|
|
расчетное
|
принятое
|
|
|
|
Р
|
Q
|
N
|
np
|
ny
|
K
|
|
315/70R22,5
Бел-138
|
TR-3 ф.
"Matador"
|
140042
|
9,56
|
14648,7
|
1,9
|
2
|
0,95
|
Коэффициент использования оборудования составляет 0,95, это
значит, что годовой объем выпуска шин размера 315/70R22,5 модели Бел-138
близок к производственным мощностям сборочного участка при условии работы двух
сборочных комплексов TR-3 ф. "MATADOR".
4.2.2
Инженерный расчёт оснастки
Рассчитаем прикатчик станка для сборки грузовых ЦМК покрышек
размера 315/70R22,5
[12].
Из спецификации на покрышку размера 315/70R22,5 известно [8]:
а) диаметр сборочного барабана D = 52 см = 0,52 м;
б) ширина слоя корда В = 75 см = 0,75 м;
в) количество прикатываемых слоев корда n1=1;
г) калибр слоя корда в1 = 0,27 см;
д) толщина дублируемого слоя с гермослоем δ = 0,72 см.
Принимаем радиус ролика r = 10 см. Согласно
рекомендациям для цилиндрического ролика выбирается относительная осевая подача
s = 0,6 [12].
Предварительно принимается скорость прикатки V = 400 см/с = 4 м/с.
Значения коэффициентов для корда:
G1=580 кгс/ см2;
G2=65 кгс/см2;
μ1=10 кг∙ с/см2;
µ2=0,56 кг∙с/см2;
А=0,01 см.
где G1, G2 - удельные коэффициенты, характеризующие упругие
свойства материалов дублируемых деталей, кгс /см2. μ1, μ2 - удельные коэффициенты,
характеризующие неупругие свойства материалов, кг∙с /см2. 2А -
средняя высота неровностей на поверхности дублируемых деталей, см.
Задаемся
коэффициентом достижения контакта k = 0,7.
Интенсивность нагрузки - усилие, приходящееся на единицу
ширины ролика, определяется из условия достижения необходимого контакта между
дублируемыми деталями по уравнению [12]:
a0g + a1g2/3 + a2g1/3 + a3 = 0, (4.18)
где g - интенсивность нагрузки, кгс/см.
Вычисляем коэффициенты уравнения 4.18 по формулам [12]:
а0 = 
(4.19)
где G1 - удельный коэффициент, характеризующий упругие свойства материалов
дублируемых деталей, кгс /см2; 
s - относительная осевая подача;
μ1 - удельный коэффициент, характеризующий неупругие свойства
материала, кг∙с /см2;
V - окружная скорость вращения барабана, см/с;
к - коэффициент достижения контакта.
а0 =
а1=
(4.20)
где 
- удельный коэффициент, характеризующий
упругие свойства материалов дублируемых деталей, кгс /см2;
- толщина одновременно дублируемых слоев корда, см;
r - радиус ролика, см.
а1=
= 0,751/3 =0,909
а2=
, (4.21)
а2=
=3,791
.
а3 = 
(1,25к2 - 0,05), (4.22)
а3 = 
) = - 16,923
.
Вычисляем вспомогательные коэффициенты [12]:
N=
(4.23)
М=
(4.24) М=
Для достижения к = 0,7 интенсивность нагрузки на ролик должна быть
равна:
(4.25)
q=
Согласно тому, что усилие прикатки выбирают в пределах 50 кгс 
Q ≤ (200 -
250) кгс, задаемся усилием прикатки Q = 50
кгс и определяем ширину прикаточного ролика [12]:
b = 
(4.26)
Так как b > 2 см -
ролик выполняется наборным из четырёх дисков шириной 1,5 см каждый.
Окончательно принимается b = 6 см, тогда
q=
Рассчитываем глубину внедрения ролика в прикатываемый материал по
формуле:
Н=
(4.27)
Задаваясь давлением воздуха в цилиндре прикатчика pb = 1,5 кгс/см2, определяется
диаметр цилиндра [12]:
Dц=
, (4.28)
Dц=
В соответствии с нормальным рядом (ГОСТ 6540-64) принимаем
ближайший большой диаметр цилиндра Dц=7,5 см.
Из конструкции узлов цилиндра с прикаточным роликом определяем вес
его подвижных частей (ролика, штока, поршня) р = 14 кгс.
Вычисляем максимальную допустимую скорость прикатки:
Vmaх=
(4.29)
где
q=9,81 м/с2 = 981 см/с2 - ускорение
свободного падения;
Vmaх=
Так как V > Vmaх, то необходимо или уменьшить рабочую скорость прикатки что
нежелательно, или увеличить усилие прикатки.
Принимаем новые условия прикатки Q = 200 кгс, тогда интенсивность нагрузки соответственно составит:
q=
.
Новые значения искомых величин:
Н=
(4.27)
maх=
> V.
Рассчитываем скорость осевой подачи прикаточного ролика [12]:
V0 = 
(4.30)
где V0 - скорость осевой подачи прикаточного ролика,
см/с; V
- скорость прикатки (окружная скорость вращения барабана), см/с; b - ширина прикаточного
ролика, см; D
- диаметр сборочного барабана, см; s - относительная осевая подача.
V0 = 
Из конструктивных технологических соображений задаёмся шагом
ходового винта tв= 1,2 см. Принимаем диаметр винта dв= 4,2 см.
Тогда угол наклона винтовой линии:
5010ʹ, (4.31)
Коэффициент трения стали по бронзе f2 = 0,05,
угол трения в винтовой паре определим по формуле:
2º50'. (4.32)
К. п. д. винтовой пары определим по формуле:
(4.33)
где 
- угол наклона винтовой линии винта;
- угол трения в винтовой паре.
К. п. д. червячного редуктора принимаем 
р=0,6
К. п. д. электродвигателя д=0,8.
Мощность двигателя прикатчиков определяем по формуле:
кВт, (4.34)
где с - число прикатчиков;
f1 - коэффициент
трения в паре ролик - материал (принимаем f1 = 0,5);
f2 -
коэффициент трения между втулками и направляющими;
- к. п. д. редуктора или другой передачи;
- к. п. д. электродвигателя;
- к. п. д. винтовой пары;
- усилие прикатки, кгс.
Выбирается электродвигатель осевой подачи прикатчиков с д = 2970 об/мин.
Рассчитывается передаточное отношение редуктора по формуле:
(4.35)
Время, затрачиваемое на прикатку определяем по формуле:
с, (4.36)
где В - ширина барабана, см;
V0 -
скорость осевой подачи прикаточного ролика, см/с.
По графику для выбранного режима прикатки находим коэффициент
динамичности 
.
Максимальное усилие прикатки определяем по формуле:
кгс, (4.37)
где кд - коэффициент динамичности.
Максимальное усилие прикатки используют для расчета деталей
механизма прикатки на прочность и жесткость.
5. Техника
безопасности при работе на оборудовании
5.1 Анализ
потенциальных опасных и вредных производственных факторов
Организация современного производства немыслима без четкого
соблюдения правил и норм техники безопасности и производственной санитарии.
Охрана труда обеспечивается системой законодательных актов,
социально-экономических, организационных, технических и
лечебно-профилактических мероприятий и средств.
Практика показывает, что одними только
административно-распорядительными и контрольными мерами, как бы совершенны они
не были, нельзя решать проблемы безопасности и условий труда на производстве. В
связи с этим крайне необходимо создание механизма экономической
заинтересованности предприятий в улучшении условий труда, а также обеспечение
социальных и экономических предпосылок для выполнения законодательства по
созданию здоровых и безопасных условий труда [13].
Характерными особенностями сборочного цеха с точки зрения
охраны труда и противопожарной безопасности являются потенциальные возможности
травмирования работающих движущимися частями оборудования, наличие потенциалов
статического электричества, повышенная температура, а также пожароопасность.
Большинство технологических процессов шинного производства
связано с применением горючих, пожаро - и взрывоопасных токсичных веществ,
травмоопасного оборудования, сжатого воздуха, воды и пара под давлением, что во
многих ситуациях оказывает вредное воздействие на организм человека, может
привести к несчастным случаям, вызвать профессиональные заболевания [14].
В процессе сборки шин используются слоя обрезиненного
металлокорда, профилированные детали протектора, боковин, подбрекерные детали,
сдублированный гермослой с технологической прослойкой, сдублированная бортовая
лента, крылья - все эти детали и полуфабрикаты не токсичны, но пожароопасны.
При сборке шин в качестве вспомогательного материала
применяется бензин, клей на основе бензина. Бензин - растворитель, токсичен,
пожаро - и взрывоопасен. Пределы взрывоопасности бензина зависят от температуры
и концентрации в воздухе. Предельно-допустимая концентрация паров бензина в
воздухе на рабочем месте составляет 100 мг/м3, температура вспышки -
17˚С. Пределы концентрации паров бензина в воздухе, при которых может
произойти взрыв смеси составляет 1,1 - 5,4 объёмных долей.
Средством защиты на рабочем месте служит приточная вентиляция
и общеобменная вытяжная вентиляция.
Участок сборки ЦМК шин по взрыво и пожарноопасности относится
к В классу, помещения по ПЭУ-П-IIА [9].
Наименование мест особой опасности сборочного комплекса TR-3 ф. "MATADOR" представлены в
таблице 5.1 [9].
Таблица 5.1 - Описание травмоопасных узлов сборочного
комплекса ТR-3
|
Наименование
мест особой опасности оборудования
|
Характер
опасности
|
Предупреждение
опасности
|
|
Каркасный
барабан
|
При ротационном
движении барабана - опасность зацепления Опасность захвата между дисковым
роликом и каркасным барабаном Опасность захвата между питателем бортовых лент
и каркасным барабаном Опасность захвата между каркасным барабаном и питателем
профилированных деталей
|
Во время работы
не держать руки или другие части тела вблизи вращающегося барабана Во время
прижима дискового ролика не прикасаться к нему руками Во время
автоматического хода линии не направлять руки между питателем бортовых лент и
каркасным барабаном Во время автоматического хода линии не находиться между
каркасным барабаном и питателем профилированных деталей
|
|
Брекерный
барабан
|
При ротационном
движении барабана - опасность зацепления
|
Не направлять руки
или другие части тела во время автоматического хода питателя между слоями
брекера; протектором и брекерным барабаном
|
|
Комплектующий
формующий барабан
|
При ротационном
движении барабана - опасность зацепления При разрыве стягивающего резинового
кольца рычагов сборочного барабана
|
Во время работы
не держать руки или другие части тела вблизи вращающегося барабана Перед
каждой рабочей сменой проверить неповрежденность стягивающих резиновых колец
рычагов сборочного барабана, при работе острыми инструментами вблизи
сборочного барабана следить за тем, чтобы не повредить резиновые кольца.
|
|
Трансфер
каркаса и брекерно - протекторного пояса
|
При движении
трансфера по раме к барабанам каркасному, комплектующему формующему и
брекерному - опасность удара и прищемления
|
Не находиться
во время автоматического хода линии в пространстве между барабанами и
трансферами
|
|
Опорная ножка -
каркасный, комплектующий формующий барабан
|
Опасность
защемления между опорной ножкой и опорной втулкой формующего барабана
|
Во время
автоматического хода линии не находиться в рабочем пространстве опорных ножек
формующего и комплектующего барабанов
|
|
Загрузчик
крыльев
|
При движении
загрузочных плеч - опасность удара
|
Не входить в
зону двигающего загрузчика
|
|
Лазерные лучи
|
При прямом
направлении на глаза - опасность ухудшения зрения
|
Не смотреть в
источник лазерного указателя
|
|
Прикатчики на
каркасном, комплектующем, формующем и брекерном барабанах
|
При движении -
опасность прищемления
|
Во время работы
не прикасаться руками к движущимся прикатчикам
|
Для безопасной работы на сборочном агрегате TR - 3 необходимо соблюдать
правила работы на данном оборудовании [9].
Перед началом работы покрышек необходимо проверить
исправность механизмов станка. Исправление каких-либо частей или ограждений
самим сборщиком не допускается. Для включения станка вначале открыть вентиль
подвода сжатого воздуха, затем включить электроуправление станком. Перед
открытием вентиля подвода сжатого воздуха убедиться, что на станке не
проводятся ремонтные работы и в рабочих зонах станка не находятся посторонние
лица и посторонние предметы.
Исправность управления станка проверяется работой всех
механизмов на холостом ходу, со строгим соблюдением последовательности их
работы.
Во избежание несчастного случая во время работы на станке,
сборщик покрышек должен соблюдать следующие правила:
не работать на неисправном оборудовании;
не заходить на линию движения двигающихся частей
оборудования, трансфера, загрузочных устройств материалов, выдвигающихся или
задвигающихся загрузочных транспортёров;
не нагибаться во внутреннее пространство трансфера;
не заходить в пространство между питателями материалов и
сборочными барабанами;
не задерживаться в рабочем пространстве опоры сборочных
барабанов;
не снимать крышки с режущих устройств; быть осторожным около
режущих устройств материалов, потому что цикл резания включается автоматически;
необходимо помнить, что большинство движущихся частей
оборудования двигаются автоматически, поэтому во время автоматического хода
нельзя поправлять полуфабрикаты;
не смотреть на источник лазерных лучей, т.к. можно повредить
зрение;
не направлять руки или другие части тела или посторонние
предметы между дисковым роликом и сборочным барабаном, между питателями
полуфабрикатов и сборочным барабаном.
При угрозе здоровью и жизни или при сбоях в работе
оборудования задействовать аварийную СТОП кнопку или аварийный тросик,
отключить оборудование от питающего напряжения, т.е. выключить главный
выключатель.
Работать в перчатках, работать с горячим и холодным ножом с
максимальной осторожностью, чтобы не поранить себя, второго сборщика покрышек
или резом, проколом не повредить какие-либо части оборудования, главным образом
резиновые кольца рычагов сборочного барабана, которые обеспечивают их
правильную и безопасную работу. Даже при их небольшом повреждении необходимо
остановить станок для замены повреждённых колец на новые [9].
Перечень мест особой опасности на сборочных станках ф. "MATADOR" представ лен в
таблице 5.2 [9].
Таблица 5.2 - Перечень мест особой опасности сборочного
комплекса ТR-3
|
Наименование
мест особой опасности оборудования
|
Характер
опасности
|
Технические
средства защиты, организационно - профилактические меры обеспечения
безопасных условий труда
|
|
1
|
2
|
3
|
|
Сборочный
станок Брекерный барабан
|
При ротационном
движении барабана - опасность зацепления
|
Кнопка ТОТАЛ
СТОП на правом пульте управления, педальный аварийник перед брекерным
барабаном
|
|
Комплектующий
каркасный барабан
|
При движении
загрузчика протекторов - опасность удара под барабаном При ротационном
движении барабана - опасность зацепления
|
Предохранительный
мат Педальный аварийник перед барабаном
|
|
Комплектующий
формующий барабан
|
При ротационном
движении барабана - опасность зацепления При движении транспортёра каркаса -
опасность удара перед барабаном
|
Кнопка ТОТАЛ
СТОП на левом пульте управления, педальный аварийник перед формующим
барабаном Предохранительный мат
|
|
Трансфер
каркасов и брекеров
|
При движении
трансфера по раме к барабанам формующему и брекерному - опасность удара и
прищемления
|
Защитные
поручни, педальные аварийники перед барабанами; Переключатель
"режим" на правом и левом пультах управления
|
|
Загрузчик
крыльев
|
При движении
загрузочных плеч - опасность удара
|
Не входить в
зону двигающегося загрузчика
|
|
Лазерные лучи
|
При прямом
направлении на глаза - опасность ухудшения зрения
|
Не смотреть в
источник лазерного указателя
|
|
Прикатчики 3
позиции
|
При движении -
опасность прищемления
|
Не входить в
зону работы прикатчиков
|
5.2
Инженерные мероприятия по обеспечению безопасности технологических процессов
Безопасность производственных процессов обеспечивается
выбором технологического процесса, а также приемов, режимов, работы и порядка
обслуживания производственного оборудования; выбором производственных помещений
и площадок; выбором исходных материалов, заготовок и полуфабрикатов, а также
способом их хранения и транспортирования выбором производственного оборудования
и его размещения; распределением функций между человеком и оборудованием в
целях ограничения тяжести труда.
Большое значение для обеспечения безопасности имеет
профессиональный отбор и обучение работающих безопасным приемам труда,
правильное применение ими средств защиты [14].
Производственные процессы должны быть пожаро - и
взрывобезопасными, не должны сопровождаться загрязнением окружающей среды и
распространением вредных факторов.
При проектировании, организации и осуществлении
технологических процессов для обеспечения безопасности должны предусматриваться
следующие меры:
устранение непосредственного контакта работающих с исходными
материалами, заготовками, полуфабрикатами, комплектующими изделиями (узлами,
элементами), готовой продукцией и отходами производства, оказывающими опасное и
вредное воздействие;
замена технологических операций, связанных с возникновением
опасных и вредных производственных факторов, процессами и операциями, при
которых указанные факторы отсутствуют, или не превышают предельно-допустимых
концентраций, уровней;
комплексная автоматизация и механизация, применение
дистанционного управления технологическими процессами и операциями при наличии
опасных и вредных производственных факторов;
герметизация оборудования или создание в оборудовании
повышенного или пониженного (фиксируемого по прибору) давления (по сравнению с
атмосферным);
применение средств защиты работающих;
разработка обеспечивающих безопасность систем управления и
контроля производственного процесса, включая их автоматизацию внешней и
внутренней диагностики на базе компьютеров;
применение мер, направленных на предотвращение проявления
опасных и вредных производственных факторов в случае аварии;
применение безотходных технологий замкнутого цикла
производства, а если это невозможно, то своевременное удаление, обезвреживание
и захоронение отходов, являющихся источником вредных производственных факторов;
использование системы оборотного водоснабжения;
использование сигнальных цветов и знаков безопасности в
соответствии с ГОСТ 12.4.026;
применение рациональных режимов труда и отдыха с целью
предотвращения монотонности, гиподинамики, чрезмерных физических и
нервно-психических перегрузок;
защита от возможных отрицательных воздействий природного
характера и погодных условий.
Производственные помещения должны соответствовать требованиям
действующих строительных норм и правил.
Уровни опасных и вредных производственных факторов в
производственных помещениях и на рабочих местах не должны превышать величин,
определяемых нормами, утвержденными в установленном порядке.
Производственные помещения должны быть оборудованы таким
образом, чтобы обеспечивалась эвакуация людей при пожаре и авариях. Предприятия
должны быть обеспечены пожарной техникой для защиты объектов.