Производство покрышки 185/65 R14

Другое важное отличие заключается в том, что смеси, применяемые для РТИ, часто содержат большое количество наполнителей (до 120—140 ч. на 100 ч. (по массе) каучуков против 50—60 ч. в шинных резинах), а многие применяемые каучуки специального назначения характеризуются высокой исходной жесткостью. Поэтому необходимы смесители с более мощным приводом, в результате усиливается теплообразование при смешении, и проблема отвода теплоты также ограничивает объем смесительной камеры. В ряде случаев резиновые смеси для РТИ приготавливают на вальцах (до 12—15% всех смесей).

 

1. Разгрузка, хранение и транспортировка сырья и материалов

Используемое в производствах резиновых изделий сырье очень разнообразно: каучуки, ингредиенты (сыпучие, кускообразные или жидкие), армирующие материалы, комплектующие детали. На сырье и материалы может приходиться до 90 % себестоимости изделия, поэтому вопросы минимизации потерь, правильной организации процессов разгрузки, хранения и внутризаводского перемещения продуктов играют важную роль.

Сырье поступает на заводы (чаще всего по железной дороге, иногда автотранспортом) упакованным в мешки, бочки, контейнеры, цистерны, специальные вагоны — хопперы и т. п. На крупном заводе резиновой промышленности количество поступающих материалов может достигать 900 т в сутки (только по резиновым смесям).

Для внутризаводской перевозки материалов применяют многооборотные металлические стоечные складские поддоны (контейнеры), а также мягкие резинокордные контейнеры-бункеры для сыпучих материалов. Хранится сырье в стеллажных складах высотой 12—15 м и более (до 35 м на некоторых зарубежных заводах) и расходуется, как правило, по принципу «первым загружен — первым выгружен».

Поддоны с каучуками имеют опознавательный код, считываемый электронным устройством, и система управления ПТК смесительного цеха опознает сорт каучука и выводит соответствующий поддон к пославшему запрос смесителю. Здесь поддон подъемником транспортируется на уровень загрузки смесителя и устанавливается готовым к разгрузке. При больших расстояниях транспортировки (время в пути 30—40 мин) необходим своевременный вызов требуемых сортов каучуков со склада сырья.

 

2. Транспортировка, подготовка и развеска каучуков

 

На некоторых шинных заводах транспортировка каучуков в брикетах предусматривается системой ленточных конвейеров с дозированием у резиносмесителей и автоматической загрузкой навески. Для каждого типа каучука имеется свой приемный конвейер, с которого брикеты поступают на систему распределительных транспортеров, расположенных параллельно линии размещения резиносмесителей. Каждый смеситель укомплектован изгибающимся ленточным конвейером и системой транспортеров (отпускной, весовой, сборный). По команде от ЭВМ с распределительного конвейера отбирается несколько брикетов требуемых каучуков, и после контроля массы навески осуществляется ее загрузка.

Более точное дозирование возможно при многократном делении брикета каучука на доли, из которых набирается необходимая доза, но такая система недостаточно автоматизирована и ненадежна.

На современных шинных заводах каучук по распределительным транспортерам (каждый для определенного типа каучука) перемещается в специальных ковшах вместимостью до 500 кг. При запросе навески от резиносмесителя по команде от ЭВМ приводятся в движение необходимые распределительные транспортеры, и в соответствии с заданным соотношением отсчитываются брикеты. Набранную с недостатком массы навеску транспортируют к резиносмесителю, где ее подвергают контрольному взвешиванию. Если недостаток массы превышает 2,5 кг, автоматически рассчитывается необходимое количество гранул маточной смеси той же марки, подаваемое в резиносмеситель для доведения объема загрузки до оптимального.

Во всех случаях перед пластикацией НК подвергают декристаллизации (распарке) , так как при температуре меньше 10ºС при длительном хранении НК кристаллизуется, превращается в твердые глыбы, трудно поддающиеся обработке. Наиболее простой способ декристаллизации – распарка предварительно разрезанных на 4-5 частей при температуре 60-80ºС, τ=6-24 часа в камерах периодического действия, в которых воздух нагревается калориферами.

Более производительна распарка в камерах непрерывного действия с помощью ленточного цепного конвейера.

После распарки НК остается жестким с вязкостью по Муни 95-100, поэтому при изготовлении резиновых смесей его пластицируют: на вальцах, резиносмесителях или червячных пластикаторах.

Механизм пластикации: механохимический процесс разрушения глобулярной структуры, механической или окислительной деструкции молекулярной цепи. При 25-45ºС – интенсивное механическое разрушение молекулярных цепей (на вальцах). При трении происходит нагрев каучука, на его поверхности возникают заряды статического электричества, при разряде которого происходит озонирование окружающего воздуха, а при взаимодействии с каучуком – его окислительная деструкция. Нагревание увеличивает пластичность каучука из-за ослабления межмолекулярного взаимодействия, подвижности элементарных звеньев. При охлаждении – каучук снова теряет свою пластичность, то есть нагревание вызывает явление временной пластикации. Эффективность пластикации уменьшается при повышении температуры до 120ºС и увеличивается при температуре больше 135ºС. При пластикации на вальцах ее проводят при низких температурах(механодеструкция), в резиносмесителях, червячных пластикаторах(160-180ºС), при которых эффективность процесса увеличивается за счет окислительной деструкции. Для ускорения процесса вводят ускорители пластикации: Ренацит 4, цинковая соль, пентахлортиофенол, Пентон 22, дибензамид. При пластикации на вальцах быстрей всего пластичность увеличивается в первые 10 минут.

 

3.3 Транспортировка и развеска технического углерода

 

Массовая доля технического углерода в резиновых смесях обычно находится на уровне 20—40 %, а в ряде случаев и более 50 %. Поэтому расход технического углерода различных марок в крупном подготовительном цехе составляет 200—250 т/сут, а от бесперебойности и своевременности его подачи, точности дозирования и адресования во многом зависят качество продукции и ритмичность работы цеха.

Технический углерод как объект транспортирования обладает одним отрицательным свойством — высокой проникающей способностью, что выдвигает более жесткие требования к герметичности транспортных систем и средств хранения, так как нарушение герметичности транспортной системы (что часто имеет место при ее ремонте и техническом обслуживании или по другим причинам) приводит к загрязнению техническим углеродом помещений цехов и окружающей среды.

Современная система подачи технического углерода из бункерного склада в подготовительный цех должна удовлетворять следующим требованиям:

-высокая производительность (10—20 т/ч);

-исключение загрязнения окружающей  среды техническим углеродом;

-минимальное разрушение гранул  в процессе транспортирования;

-возможность подачи по одной транспортной системе разных типов технического углерода при исключении возможности взаимного загрязнения;

-низкие приведенные затраты  на 1 т транспортируемого продукта;

-высокая долговечность, эксплуатационная  надежность и ремонтопригодность;

-достаточно большая допустимая протяженность транспортера.

Из железнодорожных вагонов или цистерн технический углерод передается в емкости (силосы) склада хранения, а оттуда — в расходные емкости резиносмесителей.

В настоящее время на заводах резиновой промышленности применяют следующие типы транспортных систем: винтовые и ленточные конвейеры, транспортеры с погружными скребками, пневмовакуумная и контейнерная подача.

Винтовые, скребковые и ленточные конвейеры могут транспортировать сыпучие материалы только в горизонтальном направлении или при небольших углах подъема. Поэтому для подачи технического углерода на более высокие уровни системы дополняют ковшовыми элеваторами. При использовании пневмовакуумного и контейнерного способов транспортировки ковшовые элеваторы не нужны.

 

3.4 Транспортировка и развеска сыпучих ингредиентов

 

Дозирование ингредиентов может быть централизованным, децентрализованным и комбинированным. При централизованной системе дозирующее оборудование сосредоточено на одном участке и обеспечивает работу нескольких резиносмесителей. Навески ингредиентов доставляют в контейнерах или другой таре либо непосредственно к смесителям, либо на промежуточный склад, а оттуда — по мере необходимости — к смесителям. Последний вариант обеспечивает большую устойчивость технологического процесса.

При большой мощности подготовительного цеха обычно организуют несколько участков централизованной развески, каждый из которых закреплен за определенным числом резиносмесителей. При этом число циркулирующих контейнеров может достигать 2—3 тыс. штук, что усложняет работу системы. В последние годы вместо контейнеров начали использовать полиэтиленовые пакеты, загружаемые вместе с ингредиентами в резиносмеситель. Управление участком централизованного дозирования и транспортными распределительными системами возлагается на ЭВМ.

Достоинством централизованных систем являются высокая точность дозирования, универсальность и маневренность, так как на участке развески можно установить любое число бункеров и навеску любого ингредиента можно отсылать к каждому из смесителей. Кроме того, вблизи резиносмесителей не устанавливаются бункеры, весы и другое вспомогательное оборудование, что облегчает проведение ремонтов, повышает надежность основного аппарата.

Есть у централизованной развески свои недостатки: при отказе в работе на участке развески или в системе распределения прекращается работа смесительных агрегатов; принимать специальные меры для предупреждения неудовлетворительного распределения полиэтилена в некоторых типах каучуков (особенно низковязких), применять полиэтилен с температурой плавления не выше 70°С, толщина пленки должна быть не более 50 мкм.

При децентрализованной развеске каждый резиносмеситель оснащается оборудованием для дозирования компонентов, применяемых в данных резиновых смесях. При этом число компонентов ограничивается числом бункеров смесителя, и такие системы применяют на предприятиях с узким ассортиментом резиновых смесей (например, шинных заводах). Навески можно загружать либо непосредственно в горловину смесителя, либо на сборный транспортер.

Избирательное дозирование компонентов смеси, подготовка и подача взвешенных ингредиентов в смеситель, управление процессом смешения, отсчет количества качественных и бракованных заправок проводятся с помощью ЭВМ автономно для каждого смесителя. Поэтому нарушение нормальной работы какого-либо элемента схемы влияет на работу только одного смесителя.

К недостаткам децентрализованной развески можно отнести ограниченность числа устанавливаемых бункеров и, как следствие, малую маневренность системы, более низкую точность дозирования ингредиентов, большую метало- и энергоемкость по сравнению с централизованной развеской.

Комбинированные системы дозирования ингредиентов сочетают системы с индивидуальной оснасткой смесительных агрегатов и централизованные системы для дозирования ингредиентов смесей на группу смесительных агрегатов. Децентрализованным способом дозируют, как правило, ингредиенты, навески которых имеют относительно большую массу и применяются в большей части смесей: мел, каолин, хайсил, оксид цинка и другие светлые ингредиенты. Централизованным способом целесообразно дозировать и упаковывать в полиэтиленовые мешки сыпучие ингредиенты, навески которых не превышают 10 кг, а также ингредиенты, которые используются для ограниченного числа смесей.

Комбинированные системы дозирования, как более универсальные и гибкие, получают все большее распространение.

 

3.5 Транспортировка и дозирование жидких ингредиентов

 

Подготовка жидких материалов, поступающих для приготовления смесей, заключается в том, чтобы обеспечить их транспортабельность по трубам и хранение в промежуточных емкостях перед дозированием без изменения их физико-механических свойств. Большая часть легкоплавких материалов, обладающих повышенной вязкостью, требует подогрева и поддержания определенной температуры, как в процессе хранения, так и при транспортировании. Качественная подготовка жидких материалов обеспечивает надежную работу насосов, клапанов, приборов учета, дозирующих устройств, которые весьма чувствительны к коксующимся веществам и твердым осадкам.

Дозируют жидкие материалы двумя методами — объемным и весовым. Объемный метод дозирования менее точен по сравнению с весовым, так как зависит от вязкости жидкости, ее температуры и других факторов. Весовой метод дозирования жидких материалов и способ подачи их в смесительный агрегат для резиновых смесей наиболее широко распространен.

В соответствии с режимами приготовления смесей продолжительность операций дозирования жидких материалов должна составлять 1—2 мин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2. Принципиальная схема транспортировки и развески мягчителей: 1 – расходная емкость; 2 – циркуляционные насосы; 3 – трубопроводы; 4 – расходная емкость для термопластичных мягчителей; 5 – автоматические весы; 6 – сборные емкости; 7 – резиносмесители; 8 – инжектор; 9 – мембранные клапаны; 10 – расходная емкости для минерального масла; 11 – расходная емкость для парафинов.

 

3.6 Одностадийное приготовление резиновых смесей

 

В настоящее время основное количество резиновых смесей получают по одно- или двухстадийной схемам с использованием роторных резиносмесителей периодического действия и червячных или валковых машин для доработки (гранулирования, листования, стрейнирования и т.п.) получаемых смесей.

Получаемые резиновые смеси либо после охлаждения складируются в виде, удобном для последующей переработки, либо в горячем виде прямым потоком транспортируются к потребителям: на каландровые линии, протекторные агрегаты и т.п. В последнем случае сокращаются площади производственных цехов, и отпадает необходимость в разогреве смесей перед подачей в машины теплого питания.

Вальцы, хотя и потеряли доминирующее значение в процессе изготовления резиновых смесей, остаются важным и необходимым звеном современного подготовительного цеха. Ассортимент применяемых вальцев достаточно широк, но в крупных производствах наиболее распространены аппараты с длиной валка 1500-2100 мм и диаметром 550-800 мм.