Файл: Бекин, Н. Г. Станки для сборки автомобильных покрышек конструкция и расчет.pdf

6) графически находим значение угла фтах при перемещении точки М по правой ограничивающей кривой;

7) по формулам (14)—(17) определяем функции f^x.y ср0 (xt),

чем размер / не должен быть меньше максимальной величины

109

Г л а в а VI

Устройства для прикатывания (дублирования)

резинокордных деталей при сборке автомобильных покрышек1

Соединение (дублирование) резинокордных деталей в процессе сборки автомобильных покрышек является одной из основных и ответственных технологических операций. Станки для сборки покрышек оснащены разнообразными устройствами для соедине­ ния (прикатки) резинокордных деталей. Известны различные способы их соединения: дублирование, прикатка, накатка, нало­ жение, опрессовка и др. Лучшим способом или механизмом для соединения резинокордных деталей можно считать тот, который обеспечивает необходимую прочность соединения деталей (проч­ ность связи между деталями) при наименьшей длительности про­ цесса, наибольшей простоте механизма, малых габаритных раз­ мерах, малой стоимости и весе, а также при хорошей конструк­ тивной его сочетаемости с другими механизмами станка.

Прочность связи между резинокордными деталями зависит от физико-химических свойств материалов, технологических фак­ торов процесса и конструктивных параметров прикаточных и других механизмов.

В промышленности для соединения (прикатки) резинокордных деталей при сборке покрышек используются устройства различной конструкции и принципа действия.

На основании теоретических и экспериментальных работ, выполненных отраслевой лабораторией «Машины и оборудование производства шин» Ярославского политехнического института совместно с НИИШИНМАШем разработана методика определе­ ния и расчета основных технологических, силовых и энергетиче­ ских параметров работы устройств для дублирования резино­ кордных деталей.

Одним из основных требований к работе прикаточных меха­ низмов является обеспечение высокого качества выполняемых операций в динамических условиях процесса. Поэтому методика наряду с определением основных размеров и параметров работы

2 В выполнении работы принимали участие канд. техн. наук А. М.Решетян и инж.А. С. Нефедов.

111

механизмов содержит решения и проверочные расчеты, учиты­ вающие влияние динамичности процесса прикатки.

Методика состоит из теоретической части, определения основ­ ных конструктивных размеров прикаточных устройств, скорости и осевой подачи прикаточного ролика, расчета удельного усилия дублирования (интенсивности нагрузки на ролик), мощности привода прикатчиков, проверки выбранных параметров по ве­ личине неприкатанных участков и максимального усилия, дей­ ствующего на прикаточный ролик, и примера расчета.

Механизмы для прикатывания резинокордных деталей

Практика производства и эксплуатации покрышек выдвигает две основные проблемы, подлежащие исследованию и решению. Это, во-первых, проблема обеспечения оптимальной прочности связи между деталями покрышки при ее изготовлении. Прочность связи при этом обеспечивается клейкостью деталей и режимом их дублирования. Во-вторых, это проблема прочности связи между элементами готового изделия, поскольку в процессе экс­ плуатации покрышка подвергается многократным и сложным деформациям. В этом случае прочность связи обеспечивается сцеплением между деталями покрышки, возникающим как при дублировании, так и при вулканизации и меняющимся при экс­ плуатации вследствие неизбежно развивающихся процессов утом­ ления и старения.

Расслоение покрышки в зоне «граничного слоя» между дета­ лями показывает, что утомление в этом слое развивается быстрее, чем в остальных частях покрышки, и в значительной степени определяется условиями образования этого слоя. Рецептурные, технологические и физико-химические факторы, взаимно влияя друг на друга, определяют строение «граничного слоя», форми­ рующегося в процессе дублирования и вулканизации. Возможны три типа соединения резинокордных деталей: с сохранением гра­ ницы раздела, с образованием переходного граничного слоя и с полной ликвидацией неоднородностей в области границы.

Образование связи между резинокордными деталями начи­ нается с соединения их поверхностей и заканчивается процессом вулканизации готового изделия.

Можно выделить следующие основные этапы, определяющие прочность соединения резинокордных деталей: 1) полный (моле­ кулярный) контакт между дублируемыми поверхностями; 2) диф­ фузия молекул или их участков из одной детали в другую; 3) проч­ ность в граничном слое равна прочности материала.

Под полным или молекулярным контактом понимается сбли­ жение дублируемых поверхностей на расстояние действия сил межмолекулярного притяжения (3—5 А). Контакт между поверх-

112

ностями осуществляется в процессе дублирования резинокордных деталей вследствие упругих и пластических деформаций неров­ ностей на дублируемых поверхностях. Следовательно, необхо­ димо добиваться таких условий дублирования, при которых ма­ териал хотя бы одной из деталей был способен к значительному вязкому течению. Поскольку упругопластические свойства лю­ бого полимера определяются химическими свойствами, строением и длиной молекул, взаимодействием с наполнителем и т. п., то очевидно влияние рецептурных и физико-химических характе­ ристик резиновых смесей на обеспечение молекулярного контакта поверхностей при их дублировании.

Скорость достижения молекулярного контакта зависит от характера (геометрии) дублируемых поверхностей, мягкости (пла­ стичности) смеси, величины и времени действия давления дубли­ рования. Очевидно, что чем ровнее поверхности и мягче смесь, тем требуется меньшее давление дублирования и время его дей­ ствия для обеспечения молекулярного контакта.

При дублировании резинокордных деталей имеет место диф­ фузия молекул из одной детали в другую. Правомерно рассма­ тривать и оценивать диффузию участков молекул каучука из одной дублируемой детали в другую как степень изменения по­ верхности молекулярного контакта.

Всвязи с тем, что процесс дублирования резинокордных де­ талей при сборке покрышек на вращающемся барабане протекает сравнительно быстро (при диаметрах барабана 300—700 мм, частоте вращения барабана 20—220 об/мин и длине дуги контакта ролика с дублируемым материалом 20 мм время действия давле­ ния дублирования составит 7 -10~4-^7■10“5 мин), диффузия уча­ стков молекул из одной детали в другую не успевает развиться. Поэтому при оценке молекулярного контакта в процессе дубли­ рования можно считать его пропорциональным геометрическому контакту дублируемых поверхностей.

Впроцессе изготовления покрышки окончательное соединение деталей достигается их совулканизацией. Процесс совулканизации включает диффузионное перемещение молекул и их участков особенно интенсивно в начальный период вулканизации, когда температура в зоне контакта не достигла еще значений, при ко­ торых начинается образование поперечных связей. Диффузия прерывается накладывающимся на нее процессом вулканизации, закрепляющим продиффундировавшие молекулы или их участки прочными химическими связями. Это приводит к значительному повышению прочности связи в граничном слое между деталями,

вкоторых продиффундировавшие участки молекул имели слабые

межмолекулярные связи.

Из рассмотрения процесса совулканизации деталей можно сделать вывод о том, что при дублировании резинокордных дета­ лей нет необходимости получения высокой прочности связи, а не­ обходимо лишь обеспечить полный (молекулярный) контакт между