ШИНЫ. НЕКОТОРЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

Армирующие текстильные материалы

Основные проблемы, связанные с отечественными тек­стильными кордами, можно условно разделить на две группы. Первая группа проблем связана с величиной прочности связи с обкл ад очными резинами. Вторая группа проблем связана с не­высокими техническими характеристиками кордов.

Начнем рассмотрение первой группы проблем. Опыт по­казывает, что даже в случае отработанных рецептур резиновых смесей не удается получить высококачественной покрышки, если качество обрезинки корда находится на низком уровне.

На ОАО "Нижнекамскшина" была проделана большая ра­бота по оптимизации некоторых технологических операций шинного производства с целью улучшения качества обрезинен - ного анидного корда. В качестве объекта исследования был анидный корд легковой радиальной шины 165/70Р13, к одно­слойному каркасу которой предъявляются весьма высокие тре­бования.

В настоящее время в шинной промышленности не суще­ствует оперативного и объективного метода оценки качества обрезиненного полотна при отклонениях в работе каланд­ров, при изменении рецептуры резиновой смеси. По этой при­чине оценка качества обрезиненного корда проводилась по методам фирмы "Пирелли", предварительное опробование ко­торых показало их объективность и надежность. Физичес­кий смысл этих методик заключается в определении стати­ческого усилия сдвига и отслоения двух сдублированных по­лос обрезиненного корда. Было изучено влияние следующих факторов на качество обрезиненного анидного корда: рецеп­туры резиновой смеси, концентрации пропиточного соста­ва, сроков хранения и калибра обрезиненного полотна, ра­боты каландра.

Для оценки влияния рецептуры резиновой смеси на уси­лие сдвига и отслоения обрезиненного корда были проведены сравнительные испытания резиновых смесей различного соста­ва (таблица 3.1). Резиновые смеси изготавливались в произ­водственных условиях по 2-стадийному режиму смешения.

Пропитка, термообработка и обрезинка анидных кордов производились на линии КЛК-2-170 по общепринятым режи­мам. Показатели обрезиненного корда 13 АТЛ-ДУ приведены в таблице 3.2.

Составы резиновых смесей

Самый низкий уровень статического усилия сдвига при комнатной температуре у корда, обрезиненного смесью на ос-

Нове СКИ-3, а самый высокий - при обрезинке смесью на ос­нове натурального каучука, что лишний раз подтвердило пре­восходство резиновых смесей на основе НК. В то же время при повышенных температурах испытаний различия в рецептурах практически не отражаются на показателе статического сдвига. Из таблицы 3.2 видно, что показатель "статического усилия от­слоения" малочувствителен к рецептуре резиновой смеси.

Для установления влияния концетрации пропиточного со­става на качество обрезиненного корда был опробован состав Р-137 двух концентраций (13 и 15 %). Кроме того, обрезинка корда 13 АТЛ-ДУ осуществлялась двумя резиновыми смесями (таблица 3.3).

Таблица 3.3

Данные испытаний обрезиненного корда АТЛ-ДУ

Заметное увеличение статического усилия сдвига и отсло­ения при возрастании концентрации пропиточного состава на­блюдается для корда, обрезиненного резиновой смесью 2НК035-

2. Эта закономерность сохраняется как для свежеобрезинен - ного корда, так и после суточного его хранения. При повышен­ных температурах испытаний наблюдается тенденция к сниже­нию показателя статического усилия сдвига при увеличении концентрации пропиточного состава. Особенно это видно на примере корда, обрезиненного резиновой смесью 2НК060-006. Надо отметить факт плохой корреляции данных испытаний по Н-методу и по методикам фирмы "Пирелли", что, очевидно, связано с разным физическим содержанием этих методов. На основании данных, полученных в ходе длительного периода использования методик фирмы "Пирелли", мы пришли к выво­ду о лучшей их достоверности для покрышек, имеющих одно­слойный каркас.

Как известно, для ритмичной работы производства необ­ходим определенный запас обрезиненного корда. С целью оп­ределения оптимального времени хранения обрезиненного анидного корда была проведена работа по определению зави­симости статического усилия сдвига и отслоения от сроков хра­нения корда. Испытания проводились на корде 13 АТЛ-ДУ, об­резиненного смесью 2НК060-006 (таблица 3.4 ).

Совершенно очевидно, что срок хранения обрезиненного анидного корда не должен превышать двух суток, а оптимальные показатели достигаются в течении первых двух суток хранения.

Важно было выяснить, как влияет калибр полотна на каче­ство обрезинки. В таблице 3.5 представлены соответствующие данные.

Видно, что наилучшие показатели имеет обрезиненный корд с калибром 1,2 мм.

С целью возможной оценки работы кордных каландров линии КЛК-2-170 были проверены величины статического уси­лия сдвига и отслоения по ширине полотна и в зависимости от его видовых дефектов (таблица 3.6, 3.7).

305

Результаты испытаний показывают существенное сниже­ние показателей качества обрезиненного корда по его кромкам. Кроме того, любой вид дефекта почти вдвое уменьшает вели­чину статического усилия сдвига и отслоения. В настоящее вре­мя зарубежные фирмы-производители полиэфирного корда (на­пример, американская фирма "Allied Signal" и немецкая фирма

"Hoechst Gelanese") работают над увеличением прочности эла - стомерного волокна и снижением усадки (волокно DSP). Во­локна с повышенными значениями прочности и модуля, с низ­кой усадкой получают путем изменения расположения и кон­фигурации макромолекул, а также морфологической структу­ры волокна.

Поскольку полиэфир имеет аморфно-кристаллическое стро­ение, свойства волокон зависят от соотношения кристалличес­ких и аморфных областей и от ориентации молекул в аморфных участках. Высокие значения прочности и модуля достигаются при высокой ориентации цепей и большей доли кристалличес­кой фракции. Увеличивая степень вытяжки (соотношение ско­ростей при формовании), можно повысить прочность волокна на 15-20 %, однако при этом энергия разрыва снижается, так как уменьшается удлинение. При повышении скорости вытяж­ки модуль увеличивается на 5-6 %, усадка снижается, но умень­шается прочность волокна. Изменяя таким образом технологи­ческие параметры процесса, получают волокно с оптимальным комплексом физико-механических свойств.

Российские ученые разработали полиэфирный корд на ос­нове адгезионного полиэфирного волокна со структурой нити 111тексх1х2 (14ПДУ) и 111тексх1хЗ (20 ПДУ) при плотности нитей в ткали 94±1 нить на 10 см. По основным характеристи­кам отечественный корд соответствует корду фирмы "Агго" (Гол­ландия), по прочности несколько уступает корду фирмы "ипШса" (Япония), но по линейной усадке он существенно лучше зару­бежных аналогов.

Сравнение технических характеристик разных типов кор­да (таблица 3.8) показывает, что полиэфирный корд по прочно­сти сопоставим с анидным, несколько уступает ему по модулю, плотности и усадке, а по температуре плавления несколько пре­восходит.

Таблица 3.8

Свойства различных типов текстильного корда

На ОАО "Нижнекамскшина" в течении ряда лет проводил­ся комплекс работ по изучению возможности использования адгезионного полиэфирного корда в легковых радиальных ши­нах [354].

С применением адгезионного полиэфирного корда в кар­касе были изготовлены легковые радиальные шины различ-

Ных размеров: 135/8(Ш2, 165/70Я13, 175/70Я13, 175/8(Ш6, 205/701114. Все шины успешно выдержали стендовые и лабо­раторно-дорожные испытания (на уровне шин с анидным кор­дом).

Исходя из вышеизложенного, можно сделать следующие рекомендации по повышению эффективности применения тек­стильного корда:

- повышение концентрации пропиточного состава до 15 % не приведет к заметному повышению качества обрезинивания анидного корда;

- на статическое усилие сдвига и отслоения обрезиненного корда существенное влияние оказывает рецептура резиновой смеси;

- оптимальное время хранения обрезиненного корда - 1-2 суток;

- в каркасе легковых радиальных шин наравне с анидным возможно использование отечественного адгезионного поли­эфирного корда;

- для оценки качества обрезиненного корда необходимо использовать методику фирмы "Пирелли", как наиболее объек­тивную и информативную.

Несмотря на то, что ранее приведен материал по анидным и полиэфирным кордам, основными в российской шинной про­мышленности до сих пор являются капроновые корда марок 123 КНТС, 23 КНТС, 232 КНТС. Реже встречаются корда 25 КНТС, 252 КНТС, 30 КНТС, 302 КНТС.

Использование в каркасах многослойных покрышек кап­роновых кордов с улучшенными прочностными характеристи­ками 25-30 КНТС, равных по толщине и модулю корда 23 КНТС, хотя и приводит к снижению числа слоев каркаса, но не позво­ляет улучшить технико-экономические показатели шин из-за повышения величины усилия в нити корда, что увеличивает ее деформацию, снижает усталостную выносливость, а значит уменьшает пробег шины.

В Украине, используя новую технологию [355], получены новые высокомодульные и высокопрочные капроновые корда одностренговой структуры 35 КНТС-0 и трехстренговой 35 КНТС-Т. Толщина нитей этих кордов находится на уровне се­рийного корда типа 23 КНТС, при этом модуль жесткости выше, а теплообразование ниже [356].

Данные корда по изменению модуля упругости и прочнос­ти в диапазоне рабочих температур, развивающихся в шине при эксплуатации, не уступают зарубежному анидному корду ЗОА (рис. 31, 32).

Температура Рисунок 32. Изменение прочностных свойств термообработанных кордов различных марок под действием температуры