ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние различных факторов на процесс вулканизации покрышек из "Основы современной технологии автомобильных шин" На процесс вулканизации помимо свойств каучука и ингредиентов, а также их соотношения в резиновой смеси влияют следующие факторы температура форм и теплоносителя в диафрагме, давление внутри диафрагмы, продолжительность вулканизации, толщина покрышки и диафрагмы. Ниже рассматривается зависимость процесса вулканизации от указанных факторов. [c.371] Влияние температуры пресс-форм. Вулканизацию покрышек проводят при температуре форм 143—174 °С (в зависимости от параметров процесса, принятых на данном заводе). Выбор температуры вулканизации полностью зависит от времени, необходимого для достижения оптимума вулканизации и оптимальной величины плато вулканизации резиновых смесей. [c.371] Режим вулканизации покрышки устанавливается по результатам расчетов и измерений для наиболее медленно вулканизуюше-гося участка автопокрышки (см. гл. 6). [c.372] При установлении температуры пресс-формы следует учитывать, что при обогреве паром повышение температуры обусловливает повышение давления. При вулканизации в формах автоклавного типа давление пара применяют до 6 кгс/см (т. е. до температуры 164 °С) давление пара в плитах применяют до 8 кгс/см (т. е. до температуры 174 °С). Повышение давления сверх указанного нецелесообразно, так как это приводит к удорожанию пресс-форм, плит и коммуникаций. [c.372] Необходимо также учитывать, что повышение параметров теплоносителей при малой теплопроводности резины покрышек вызывает большую неравномерность температуры по толщине изделий. Для наружных участков, соприкасающихся с пресс-формой и диафрагмой, требуются температуростойкие резиновые смеси с большим плато вулканизации, не склонные к реверсии, а для внутренних— быстро вулканизующиеся. Это мешает унификации применяемых резиновых смесей и усложняет производство. Повышение температуры пресс-форм, кроме того, вызывает необходимость охлаждения покрышки со стороны формы (для предотвращения перевулканизации протектора), что крайне нежелательно, так как ведет к перерасходу энергии и удлинению цикла вулканизации, а иногда (например, при нагреве форм в плитах) вообще невозможно. Вследствие этого следует стремиться проводить вулканизацию покрышек при возможно более низкой температуре. В этом случае при прочих равных условиях улучшается качество резин лучше отформовывается рисунок протектора и боковины легче предотвращается перевулканизация частей покрышки, соприкасающихся с греющей поверхностью становится возможным применять смеси с меньшим плато вулканизации. Кроме того, при выемке покрышки из формы она менее подвержена опасности расслоения и сколов вследствие механических деформаций, так как при более низких температурах прочность резин и связи между слоями корда выше. Это особенно важно для покрышек из синтетических каучуков, так как с повышением температуры их прочностные показатели заметно снижаются. [c.372] Необходимо также корректировать смеси с целью увеличения прочности связи деталей покрышки при высоких температурах. Как уже указывалось, этого можно достичь при добавлении в смеси различных модификаторов. [c.373] Температура диафрагмы также имеет большое значение. Чем тоньше покрышка, тем выше может быть температура в диафрагме. Диафрагма плохо проводит тепло, и поэтому следует создавать возможно больший температурный перепад между теплоносителем и изделием. При продолжительной вулканизации толстостенных изделий температура первых слоев равна температуре диафрагмы, а температура внутренних слоев значительно ниже поэтому в этих случаях в диафрагме нежелательно поддерживать высокую температуру. Обычно поддерживают температуру теплоносителя от 158 до 200 °С. [c.373] Для того чтобы выдерживать стандартный режим вулканизации и избежать влияния начальных температур диафрагмы на процесс вулканизации, необходимо предварительно подогреть диафрагму паром давлением 10—16 кгс/см в течение 5—10 мин. [c.373] После этого диафрагму заполняют перегретой водой (под давлением 16—28 кгс/см ) или другим теплоносителем — паром или инертным газом. Обычно используется перегретая вода, нагретая до 160—190 °С при тупиковой системе и до 145—175 С — при циркуляционной системе . [c.374] Часто за рубежом вулканизацию малослойных покрышек проводят, применяя обогрев паром изнутри диафрагмы. В этих случаях применяют насыщенный пар давлением от 12 до 16,5 кгс/см что соответствует температуре от 190 до 205 °С. [c.374] Недостатком паровой вулканизации являются низкие давления, соответствующие высоким температурам пара. При давлении пара 20 кгс/см температура повышается до 213° С, т. е. становится слишком высокой для материала покрышек и самих диафрагм. При вулканизации паром следует создавать циркуляцию пара и удалять конденсат из полости диафрагмы. [c.374] Влияние постоянства параметров теплоносителей. Вследствие плохого содержания теплообменников для получения перегретой воды, нарушений теплоизоляции трубопроводов, пиковых чрезмерных расходов и утечек перегретой воды, колебаний температуры пара, применяемого для обогрева теплообменников, наблюдаются значительные колебания (более 10 °С) температуры перегретой воды, что недопустимо . Расчеты, проведенные в НИИШП с помощью ЭВМ, показали, что при снижении температуры со стороны диафрагмы на 5°С от номинала для покрышки т ша Р размером 260—508 степень вулканизации резин в зоне брекер — протектор уменьшается на 7%, а в зоне каркас — диафрагма — на 27% при снижении температуры на 10 °С эти величины соответственно уменьшаются на 23 и 33%. Из приведенного примера видно, что такое колебание температур будет приводить не только к колебанию степени вулканизации готовых покрышек, но и к необходимости при выборе режимов ориентироваться на низшие параметры процесса и тем самым к удлинению режима вулканизации. При хорошей организации производства и повседневном надзоре температура перегретой воды поддерживается в пределах 2°С. Применение циркуляционной системы питания диафрагм перегретой водой вместо тупиковой также дает возможность обеспечить большее постоянство параметров. [c.374] Влияние охлаждения. После того как горячая покрышка вынута из формы, она продолжает вулканизоваться за счет сообщенного ей тепла. Это учитывают при построении режимов вулканизации. Считают, что 80% времени покрышка должна вулканизоваться в форме и 20% — вне формы. [c.374] Как показано в гл. б, покрышки можно вынимать из формы только в том случае, когда время вулканизации превысит период, необходимый для получения беспористых изделий. При охлаждении покрышек под давлением с целью уменьшения их разнашнвзе-мости в эксплуатации процесс вулканизации продолжается в установках для охлаждения под давлением. [c.375] До последнего времени применяли интенсивное охлаждение покрышек со стороны формы и диафрагмы. Необходимость такого интенсивного охлаждения была вызвана тем, что при выемке горячей покрышки из формы происходило расслоение в каркасе и борте и растрескивание и скол протекторных шашек. Это было обусловлено давлением газо- и парообразных веществ (воздух, пары воды), содержащихся в покрышке и стремящихся при высокой температуре расшириться и расслоить покрышку, а также механическими деформациями, возникающими в покрышке при удалении диафрагмы и извлечении ее из формы, и являлось результатом снижения прочности резиновых смесей при температурах вулканизации. Считалось, что покрышки необходимо охлаждать под давлением до 90—100 °С по первому слою. Появление температуростойких смесей, сохраняющих прочностные свойства и прочность связи при высоких температурах, позволило отказаться от охлаждения пресс-форм. [c.375] В зарубежной практике при вулканизации легковых, малых и средних грузовых и сельскохозяйственных покрышек отказались от охлаждения пресс-форм и применяют кратковременное охлаждение диафрагмы, главным образом, с целью выравнивания степени вулканизации отдельных частей покрышки. По данным фирмы Файрстоун (США) при кратковременном охлаждении покрышки через диафрагму улучшается соотношение степени вулканизации различных частей покрышки как при удалении из ее формы, так и после завершения процесса остывания (табл. 10.4). [c.375] Из таблицы видно, что охлаждение изнутри позволяет снизить продолжительность вулканизации покрышки и одновременно предотвращает неревулканизацню. При этом улучшается фактор надежности. Так, если для брекерной смеси минимальное время вулканизации для получения монолитных вулканизатов при 138 °С составляет 19 мин, то фактор надежности без охлаждения равен 1 мин, а при охлаждении — 7 мин. Для определения времени образования монолитных вулканизатов изготавливают опытный образец размером 150 X 150 мм из протекторной и брекерной резины, нескольких слоев каркаса и диафрагмы. В различные точки склейки помещают термопары и проводят вулканизацию, в процессе которой записывают температуру. Вулканизацию проводят в течение различного времени, после каждого цикла разрезают образец и определяют наличие пористости. Экспериментально было установлено, что для того, чтобы изделие было монолитным, протекторная смесь должна быть свулканизована за время, составляющее не менее 25% оптимальной продолжительности вулканизации, а каркасная и брекерная — за время, составляющее 80—90% от оптимальной продолжительности вулканизации. [c.376] Утолщение протектора, что особенно часто наблюдается в стыке, приводит к недовулканизации стыка. Результаты измерений температуры под протектором при различной его толщине приведены в табл. 10.5. [c.376] Как видно из приведенных в таблице данных, при утолщении протектора на 1 мм эквивалентное время вулканизации при прочих равных условиях снижается на 6—15 мин. [c.376] Вернуться к основной статье