|
Аверко-Антонович Ю.О., Омельченко Р.Я., Охотина Н.А., Эбич Ю.Р. Технология резиновых изделийЮ. О. Аверко-Антонович, Р. Я.
Омельченко, Н. А. Охотина, Ю. Р. Эбич/Под
ред. П. А. Кирпичникова.— Л.: Химия,
1991.—352 с: ил. Описана
современная технология пневматических
шин, резинотехнических изделий различного
назначения, резиновой обуви. Особое
внимание уделено прогрессивным
конструкциям изделий и технологическим
процессам, позволяющим снизить
материалоемкость изделий, уменьшить
отходы производства и повысить
производительность труда, а также
автоматизации процессов.
Для студентов химико-технологических вузов, специализирующихся в области химии и технологии переработки эластомеров. Полезно инженерно-техническим работникам, связанным с производством резиновых изделий различного назначения. При подготовке инженеров по технологии переработки эластомеров (специализация 25.06.02) курс «Технология резиновых изделий» является основополагающим. Между тем до настоящего времени не было единого учебника или учебного пособия для студентов вузов, отражающего современное состояние этой своеобразной технологии. В настоящем пособии авторы попытались изложить все охватываемые программой проблемы, основываясь на многолетнем опыте преподавания этой дисциплины в Казанском и Днепропетровском химико-технологических институтах. Пособие направлено на формирование у будущего специалиста общего подхода и воззрений на современную технологию переработки эластомеров в изделия, понимание взаимосвязи отдельных ее стадий. Учитывая разнообразие и быстрое обновление конкретных технологий отдельных процессов, а также наличие «Альбома технологических схем основных производств резиновой промышленности» (М.: Химия, 1980), авторы старались отразить в пособии наиболее важные, основополагающие вопросы, лишь в отдельных случаях прибегая к описанию конкретных схем. В пособии нашли отражение достижения технологии переработки эластомеров за последние 10—15 лет: широкое вовлечение в производство новых материалов, контроль и управление процессами с помощью ЭВМ, модернизация технологического оборудования, применение поточных автоматизированных линий и промышленных роботов. Уделено внимание и таким актуальным проблемам, как защита окружающей среды, переработка отходов, возможности снижения затрат материалов и энергоносителей. Авторы выражают свою признательность работникам головных научно-исследовательских и проектных институтов и предприятий отрасли за содействие в подборе материала для написания пособия. С большой благодарностью авторы приняли рецензии А. Е. Корнева и А. М. Буканова (МИТХТ им. М. В. Ломоносова), О. Б. Третьякова (НИИШП), Ю. Н. Городничева (ВНИИЭМИ) и В. Д. Меерсона (НИИР); детальный и высококвалифицированный анализ рукописи позволил избежать многих неточностей. Авторы отдают себе отчет, что первая попытка написания подобного пособия не может быть совершенной и с благодарностью ■примут все замечания и пожелания читателей. Уникальные конструкционные свойства резины предопределили столь широкое ее применение в самых различных отраслях хозяйства и в быту, что по уровню развития резиновой промышленности в стране можно судить о состоянии ее тяжелой индустрии (и прежде всего — машиностроительных отраслей). Чем сложнее и совершеннее техническое устройство, тем больше в нем использовано резиновых деталей. Так, в автомобиле типа «Камаз» применяется более 1000 резиновых изделий, в современном самолете — 10—12 тыс., морском судне — до 30 тыс., АЭС — 50 тыс. К резиновой промышленности относятся производства шин, резинотехнических и асбестотехнических изделий, резиновой обуви, изделий народного потребления, шиноремонтные. На долю резиновой промышленности приходится около 40 % от суммарной валовой продукции нефтепереработки и нефтехимии, при этом на производство шин — более 15 %. Шинная промышленность. Главное народнохозяйственное значение шинной промышленности заключается в том, что от качества ее продукции заметно зависит развитие таких ключевых отраслей, как автотракторная промышленность, автотранспорт, авиация, сельское хозяйство, строительство и др. Совокупность технических свойств шины как одного из важнейших конструкционных элементов машины непосредственно определяет скоростные и нагрузочные параметры автомобилей и других наземных транспортных средств, безопасность движения, проходимость в тяжелых условиях, эффективность работы тракторов, комбайнов и других сельскохозяйственных и строительно-дорожных машин, скорость взлета и грузоподъемность самолетов и т. д. В стоимости автомобиля и его эксплуатации на шины приходится 30—50 %. Объемы, темпы развития и динамика структуры производства шин находятся в корреляционной зависимости от состояния и перспектив производства и наличия парка автомобилей и других машин в стране. Шинная промышленность предопределяет развитие таких отраслей промышленности, как производство синтетического каучука, технического углерода, корда, химических добавок и т. п., продукцию которых она потребляет. Эта промышленность характеризуется сложной системой межотраслевых связей с многочисленными отраслями — поставщиками сырья и оборудования и потребителями (машиностроение, транспорт, сельское хозяйство и др.). На предприятиях отрасли выпускается несколько сот типоразмеров шин разного назначения для различных видов техники. Новые шинные заводы представляют собой крупные промышленные предприятия с высокой степенью механизации и автоматизации производства. В промышленности накоплен большой научно-технический потенциал, являющийся надежной основой для дальнейшего технического прогресса в отрасли и успешного выполнения стоящих перед ней задач. Шинная промышленность страны характеризуется высокой степенью концентрации производства: около 70 млн. штук шин в год выпускается на 18 заводах. Промышленность резинотехнических изделий и резиновой обуви. Рост механизации производственных процессов в добывающей и обрабатывающей промышленности, развитие транспорта и сельского хозяйства обусловливают все увеличивающийся спрос на высокопрочные конвейерные ленты, приводные ремни, маслобензостойкие рукава, антивибрационные резиновые и рези-нометаллические прокладки, эластичные и гибкие соединения для движущихся деталей механизмов, трубопроводов и другие резинотехнические изделия (РТИ). Отличительной особенностью производства РТИ является чрезвычайно широкий ассортимент (около 100 тыс. наименований), поскольку изделия находят применение практически во всех сферах деятельности современного общества. В связи с быстро растущими требованиями к РТИ решается комплекс сложных научно-технических задач, включающий наряду с использованием новых полимеров разработку специфических способов создания эластомерных композиционных материалов, высокомеханизированных и автоматизированных процессов, более совершенных конструкций и методов продления срока службы изделий путем дополнительной обработки (модификации и ремонта). В настоящее время РТИ выпускают около 50 специализированных предприятий, при этом новые заводы, введенные в строй в последнее десятилетие (Ангрен, БалакОво, Барнаул, Караганда и др.), используют современную технологию и оборудование, на остальных заводах проводятся реконструкция и модернизация отдельных производств. Производство товаров культурно-бытового назначения включает помимо резиновой обуви разнообразные изделия для повседневного обихода, спорта, туризма, санитарно-гигиенических целей и т. д. Ассортимент их непрерывно расширяется, а объем производства растет опережающими темпами по сравнению со всей продукцией отрасли. В СССР резиновую обувь выпускают более 50 предприятий, на которых освоены все технологические методы производства обуви, имеющиеся в мировой практике. В настоящее время приоритетное развитие получают наиболее прогрессивные методы производства: литье под давлением из термопластичных материалов и резиновых смесей, жидкое формование-из олигомерных композиций и пластизолей ПВХ. Научные разработки в области производства обуви из полимерных материалов направлены на замену многостадийных технологических процессов с большой долей ручных операций высокопроизводительной автоматизированной малоотходной технологией. Все большее применение находят полимерные композиции на основе термоэласто-пластов, олигомеров, пригодные для высокопроизводительных технологических процессов. Технический прогресс в резиновой промышленности. Основные направления дальнейшего развития отрасли связаны с некоторыми особенностями развития резиновой промышленности в СССР. Прежде всего отечественная технология базируется в основном на синтетических каучуках (свыше 90 %), тогда как в целом в мире '/з потребляемых каучуков составляет натуральный. В связи с тем что синтетический изопреновый каучук СКИ-3 по ряду показателей не достигает уровня натурального, при построении рецептур резиновых смесей оказывается необходимым использовать ряд модификаторов различного назначения. Разработка и применение новых типов полимеров и более эффективных добавок является важнейшим направлением повышения качества и долговечности резиновых изделий. Резиновая промышленность страны дважды (в гражданскую и Великую отечественную войны) разрушалась практически до нуля и затем в короткие сроки восстанавливалась. Однако состояние машиностроительного комплекса не давало возможности оснастить заводы наиболее прогрессивным и производительным оборудованием. Практикуемые закупки передового импортного оборудования и технологий позволяют выйти на мировой уровень, но не превзойти его. Поэтому важным направлением научно-технического прогресса является усиление конструкторских организаций и создание новых мощностей в машиностроении, чтобы на основе научных разработок организовать выпуск отечественного оборудования, не уступающего лучшим мировым образцам. Первоочередное развитие тяжелой промышленности в нашей стране отразилось на ассортименте шин и РТИ. Так, в СССР около 75 % выпускаемых шин — это шины для грузовых автомобилей, автобусов и других тяжелых транспортных средств, и только 25 % — для легковых автомобилей, тогда как в США соотношение примерно обратное (20 и 80 %). Поэтому более современные конструкции шин, новые материалы, технологии и оборудование чаще всего используются сначала в производствах грузовых покрышек. В результате улучшения качества ходимость шин в 11-й пятилетке увеличилась на 7 % и в 12-й — планировалось повысить ее на 10 %. Программой химизации народного хозяйства СССР до 2000 года предусматривается довести долю покрышек радиальной конструкции до 72—75 % для грузовых и до 87—90 % для легковых, а долговечность РТИ увеличить в 1,6—2 раза. Особенностью резиновой промышленности является высокая стоимость применяемого сырья, чаще всего являющегося продуктом других отраслей химической и нефтехимической индустрии. Доля труда работников самой резиновой промышленности в себестоимости важнейших изделий составляет всего 6—7 %. Поэтому огромное значение имеют экономия сырья и материалов, разработка безотходных технологий, продление сроков эксплуатации изделий и возможность их ремонта. Во всех странах серьезное внимание уделяется развитию шиновосстановительных производств, и в нашей стране к 2000 году планируется до 20 % потребности в автопокрышках удовлетворить за счет восстановления и ремонта изношенных и поврежденных. Технический прогресс в любой отрасли невозможен без развития фундаментальных и прикладных исследований. В СССР центрами научных работ являются отраслевые институты (НИИШП, ВНИИЭМИ, НИИР, НИИКГШ и др.), часто работающие совместно с академическими НИИ и вузовскими лабораториями. Можно сформулировать три главных направления исследований: 1) физико-химическое, рассматривающее вопросы теории вулканизации, взаимодействия эластомера с активным наполнителем, старения и стабилизации, структуры каучуков и резин, связи между структурой и свойствами, углубляющее теорию эластичности; 2) физико-механическое, изучающее резину как конструкционный материал, ее механические свойства и теорию работы важнейших изделий, режимы напряжения резин, резинотканевых и резинометаллических композитов, методы их испытаний; 3) технологическое, связанное с разработкой процессов и оборудования для изготовления резиновых изделий. Интенсификация производственных процессов в резиновой промышленности возможна на основе общих для всей промышленности факторов (экономический, организационно-технический, социальный и т. п.). Специфические факторы связаны с характерными для отрасли технологическими процессами. При сохранении существующей технологии к интенсификации процессов приводят улучшение условий теплообмена, сокращение продолжительности отдельных операций, использование аппаратов большей единичной мощности, уменьшение отходов производства. Перспективны новые технологические процессы, такие как литье изделий из оли-гомерных композиций, использование порошкообразных каучуков, замена периодических процессов на непрерывные (если это возможно) или поточно-механизированные. Трудности комплексной механизации и автоматизации процессов резиновой промышленности связаны с дискретностью подавляющего большинства производств. Для таких процессов перспективна разработка роботизированных технологических комплексов с широким использованием микропроцессорной техники и ЭВМ. Основные пути совершенствования резиновых изделий. Развитие современной резиновой промышленности характеризуется следующими основными особенностями: расширением областей применения и ассортимента резиновых изделий; ужесточением условий эксплуатации изделий (температуры, нагрузки, скорости, агрессивные среды и т. д.); стремлением использовать наиболее дешевые и доступные армирующие материалы, каучуки и ингредиенты при невозможности беспредельного увеличения их ассортимента; необходимостью снижения материалоемкости изделий и трудоемкости их изготовления; требованиями охраны здоровья и защиты окружающей среды. Очевидно, что одновременное выполнение всех этих требований невозможно, и реальное решение всегда является компромиссным. Особенно резко стоимость изделий возрастает при их создании для предельных условий эксплуатации — для работы в условиях сильно агрессивных сред, при температурах выше 250 °С или ниже — 100 °С, так как для этого требуются очень дорогие каучуки и химические добавки. Хотя стоимость комплектующих резиновых изделий в сравнении со стоимостью машин и механизмов, в которых они используются, обычно невелика, трудность замены резиновых деталей часто так высока, что для потребителя их долговечность является основным показателем. Для резиновой промышленности это требование оборачивается увеличением трудоемкости и энергоемкости, снижением рентабельности, так как стоимость переработки составляет небольшую долю стоимости изделий. Необходимость сочетания рентабельности с высоким качеством и другими противоречивыми требованиями выдвигает перед промышленностью следующие организационные и научно-технические задачи: 1. Унификация и стандартизация резиновых смесей, конструкций и размеров изделий, разделение крупносерийного и мелкосерийного производств, специализация производства. 2. Создание комбинированных материалов и принципиально новых конструкций изделий с использованием наряду с резиной элементов из пластических масс, керамики и других неорганических материалов. 3. Широкое использование резин, наполненных пластиками, олигомерами, волокнистыми и нетрадиционными наполнителями^ а также термоэластопластов. 4. Внедрение обработки готовых изделий (поверхностной и в массе) методами радиационной и химической модификации с целью улучшения их технических и технологических свойств. 5. Расширение ассортимента специальных химикатов-добавок для облегчения переработки смесей и создания резин с резко улучшенными свойствами из имеющихся каучуков. 6.^ Совершенствование традиционных и создание новых технологий изготовления изделий, разработка оборудования для реализации этих процессов, повышение производительности труда. 7. Создание материалов, методов и оборудования для ремонта резиновых изделий в ходе их эксплуатации. ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие........ ... 3 Введение............... - ... 4 1. Основные материалы и процессы ...... 9 1.1. Армирующие материалы . .............. 9 1.1.1. Типы армирующих материалов............ 9 1.1.2. Армирующие материалы в шинной промышленности ... 11 1.1.3. Армирующие материалы в производстве РТИ...... 19 1.1.4. Армирующие материалы в производстве обуви....... 21 1.2. Способы повышения прочности связи резины с армирующими материалами ..................... 22 1.2.1. Системы резина — металл............. 22 1.2.2. Системы резина—текстильная арматура...... 27 1.3. Подготовительные процессы в производстве резиновых изделий . . 37 1.3.1. Разгрузка, хранение и транспортировка сырья и материалов 39 1.3.2. Подача ингредиентов к смесителям и их дозирование . 42 1.3.3. Приготовление резиновых смесей......... 51 2. Технология шинного производства............ 60 2.1. Устройство и классификация шин........ ... 60 2.2. Изготовление деталей покрышек........ ... 71 2.2.1. Изготовление протекторов, боковин и других деталей покрышки 73 2.2.2. Обработка текстильного корда............ 82 2.2.3. Обрезинивание металлокорда............. 89 2.2.4. Заготовка резинотекстильных деталей покрышек..... 91 2.2.5. Заготовка деталей из обрезиненного металлокорда..... 98 2.2.6. Изготовление бортовых колец и крыльев..... 100 2.3. Сборка покрышек ............ 102 2.3.1. Способы сборки покрышек.............. 103 2.3.2. Сборка малогабаритных (легковых) покрышек ...... 107 2.3.3. Сборка среднегабаритных (грузовых) покрышек...... 109 2.3.4. Сборка крупногабаритных покрышек.......... 114 2.3.5. Пути совершенствования процессов сборки....... 117 2.4. Формование и вулканизация покрышек............ 119 2.4.1. Способы формования и вулканизации покрышек..... 119 2.4.2. Вулканизация в форматорах-вулканизаторах...... 122 2.4.3. Вулканизация в многопозиционных аппаратах...... 125 2.4.4. Заключительные операции .......... • 129 2.4.5. Контроль качества шин............... 129 2.5. Производство автомобильных камер, ободных лент и диафрагм . . 135 2.5.1. Производство автомобильных (ездовых) камер...... 135 2.5.2. Изготовление ободных лент............ 149 2.5.3. Изготовление диафрагм для форматоров-вулканизаторов 150 2.6. Технология изготовления мото- и велосипедных шин....... 151 2.6.1. Применяемые материалы.............. 152 2.6.2. Изготовление покрышек для дорожных велосипедов . ... 153 2.6.3. Изготовление велосипедных камер........... 157 2.7. Технология изготовления массивных шин......... 158 2.7.1. Классификация массивных шин............ 158 2.7.2. Применяемые материалы.............. 160 2.7.3. Технологические процессы производства массивных шин . 161 2.8. Восстановительный ремонт шин ............. 164 2.8.1. Подготовка покрышек к восстановлению....... [65 2.8.2. Обработка сопутствующих повреждений......... 169 2.8.3. Наложение нового протектора............. 172 2.8.4. Вулканизация восстанавливаемых покрышек....... 175 3. Технология производства резиновых технических изделий..... 178 3.1. Основные группы резиновых технических изделий (РТИ) . 179 3.2. Конвейерные ленты........ ..... 181 3.2.1. Назначение, виды, условия работы лент......... 181 3.2.2. Конструкции и классификация конвейерных лент...... 182 3.2.3. Применяемые материалы.............. |85 3.2.4. Обработка тканей и металлотроса........... 190 3.2.5. Сборка каркаса и наложение обкладки......... 192 3.2.6. Вулканизация конвейерных лент........... 195 3.2.7. Особенности изготовления резинотросовых лент и лент на основе поливинилхлорида (ПВХ)................ 197 3.2.8. Основные пути повышения качества и долговечности конвейерных лент . ................". . . . 201 3.3. Приводные ремни .................. 203 3.3.1. Назначение, виды, условия работы приводных ремней .... 203 3.3.2. Классификация и конструкции клиновых ремней 207 3.3.3. Материалы для производства клиновых ремней . 210 3.3.4. Подготовка полуфабрикатов........ 214 3.3.5. Сборка и обертка сердечников.......... 215 3.3.6. Вулканизация и контроль качества ремней........ 219 .3.3.7. Основные пути повышения долговечности приводных ремней 223 3.4. Рукавные изделия.................. 224 3.4.1. Назначение и основные требования к рукавам....... 224 3.4.2. Применяемые материалы............. 225 3.4.3. Конструкции рукавов и способы сборки силового каркаса . 227 3.4.4. Способы изготовления рукавов........... 234 3.4.5. Технология производства отдельных типов рукавов..... 238 3.4.6. Испытания рукавов . .............. 247 3.5. Комплектующие резиновые и резинометаллические детали..... 248 3.5.1. Классификация комплектующих деталей......... 248 3.5.2. Особенности рецептур резиновых смесей . ..... 253 3.5.3. Изготовление формовых изделий..... ..... 255 3.5.4. Обработка изделий после вулканизации......... 263 3.5.5. Безоблойные методы производства формовых изделий . . . . 266 3.5.6. Производство неформовых изделий........... 269 3.5.7. Основные направления повышения производительности труда и улучшения качества комплектующих деталей . . . 273 3.6. Резиновые обкладки и защитные покрытия.......... 275 3.6.1. Технология обкладки валов............. 277 3.6.2. Обкладка химической аппаратуры........... 283 3.7. Изделия из прорезиненных тканей технического назначения . 286 3.8. Переработка отходов в производстве РТИ........... 289 4. Товары народного потребления и изделия из латекса........ 292 4.1. Товары народного потребления............ 292 4.1.1. Полые резиновые изделия ............ 293 4.1.2. Губчатые резиновые изделия............ 296 4.2. Латексные изделия................ 300 4.2.1. Приготовление латексных смесей........... 301 4.2.2. Получение тонкостенных изделий......... 302 4.2.3. Производство эластичных нитей......... 308 4.2.4. Производство губчатых изделий (пенорезины) 310 5. Производство резиновой обуви 315 5.1. Основные виды резиновой обуви и подготовительные процессы производства ......... ....... 315 5.1.1. Виды резиновой обуви . ............ 316 5.1.2. Изготовление деталей' обуви .......... 318 5.2. Изготовление обуви методами клейки, штампования и формования 321 5.2.1. Сборка обуви методом клейки............. 321 5.2.2. Изготовление галош методом штампования........ 322 5.2.3. Лакирование клееной и штампованной обуви........ 324 5.2.4. Вулканизация обуви................ 326 5.2.5. Изготовление обуви методом формования......... 328 5.3. Изготовление обуви методами литья............ 333 5.3.1. Литье обуви из резиновых смесей.......... 335 5.3.2. Литье обуви из термопластов и термоэластопластов , . . 336 5.3.3. Литье обуви из термореактопластов (микроячеистых полиуретанов) ..................... 339 5.3.4. Производство обуви из пластизолей поливинилхлорида . . 341 Рекомендательный библиографический список........... 343 |
Loading
|