Top.Mail.Ru
Расчитать доставку
Наш сайт предлагает вам расчитать доставку в ваш город, купленных у нас товаров.

Для этого воспользуйтесь калькулятором расчета любой транспортной компнанией:

- ПЭК
- Деловые линии
- КИТ-GTD
- Энергия
- Экспресс авто
- Байкал Сервис
- СДЭК

Каталог шин Тип протектора Акция Услуги Контакты
Московская область, Климовск, Коммунальная улица, 26
+7 903 540 60 60
Шины для погрузчиков и спецтехники Брянск Краснодар Воронеж Санкт-Петербург Подольск
IST NM (белая)
Протектор IST NM (белая)
4950 руб.
EKS1 TL
Протектор EKS1 TL
11070 руб.
EKT2 TL
Протектор EKT2 TL
20410 руб.
E3E TL
Протектор E3E TL
30790 руб.
E3/L3 TTF
Протектор E3/L3 TTF
52760 руб.
R-4 QH603 TL
Протектор R-4 QH603 TL
18350 руб.
EKR4 TL
Протектор EKR4 TL
38520 руб.
EKT2 TL
Протектор EKT2 TL
48260 руб.
АКЦИЯ
Успейте купить шины со скидкой. Подробнее...

Армирующие материалы для внедорожных шин

2023-09-12

  1. Строение армирующих текстильных материалов
  2. Строение металлических армирующих материалов
  3. Бортовая проволока
  4. Арамидные и гибридные корды

Ведущие производители внедорожных шин в качестве основного армирующего материала применяют текстильный корд, изготавливаемый из полиамидных (капроновых или анидных) волокон, а также металлокорд. Масса используемых в покрышке армирующих материалов может достигать до 40% массы покрышки. В настоящее время на ряде ведущих шинных фирм мира, а также в странах СНГ проводятся роботы по применению в шинах диагональной и радиальной конструкции кордных тканей на основе высокомодульных волокон из ароматических полиамидов (арамидные типа Кевлар, СВМ), позволяющих заменить металлокорд. К новым армирующим материалом относятся гибридные корды, основой которых является комбинация низкомодульных (полиамидных, полиэфирных) и высокомодульных (арамидных) волокон, также позволяющие заменить металлокорд в шинах. В зависимости от конструкции шин применяют различные армирующие материалы, в том числе:

- в диагональных и диагонально-опоясанных шинах -текстильные корды из синтетических волокон;

- в радиальных комбинированных шинах - текстильные корды из синтетических волокон и металлический корд, изготовленный из углеродистой латунированной стальной проволоки;

- в радиальных покрышках - металлический корд или текстильные корды на основе высокомодульных синтетических волокон.

В бортовой зоне внедорожных покрышках используют другие виды армирующих материалов, а именно:

- сеточную ткань из монофиламентных синтетических (капроновых) волокон, обеспечивающую герметизацию борта на ободе у бескамерных шин;

- одиночную латунированную углеродистую стальную проволоку, используемую при изготовлении бортовых колец;

- техническую ткань из синтетических волокон для изготовления крыльевой ленты, улучшающую монолитность борта;

- металлокорд для изготовления ленты, усиливающей борт в радиальных шинах;

- техническую ткань на основе натуральных или синтетических волокон для винтовой или продольной обертки бортовых колец.

Строение армирующих текстильных материалов

Текстильные волокна являются элементарной частью кордной нити. Собранные и скрученные в пучок волокна, например, полиамидные, в количестве порядка 280 филаментов составляют комплексную нить первой крутки. Кордную нить или нить второй крутки получают путем скручивания двух или более комплексных нитей. Кордные нити разных структур с указанием направления крутки представлены на рисунке:

Рис.9.1 Строение кордных нитей различной структуры: а) одностренговый корд, направление кручения всех волокон и стренг одностороннее – Z; б) двухстренговый корд, направление кручения стренг Z, направление кручения кордной нити – S; в) трехстренговый корд, направление кручения стренг – Z, направление кручения кордной нити – S

Комплекс физико - механических свойств синтетических волокон и кордных нитей зависит от качества исходных химических материалов, условий формования, вытягивания и термофиксации волокон, строения кордных нитей.

Для сравнительной оценки волокон и нитей на их основе пользуются рядом обязательных технических показателей: линейная плотность, структура нити, разрывная нагрузка, разрывное удлинение, число кручений, направление кручений, условный диаметр нити и начальный модуль жесткости.

На основе кордных нитей для дальнейшей переработки изготавливают кордную ткань. По структуре это ткань полотняного переплетения, состоящая из нитей основы и нитей утка. Нитями основы являются кордные нити, сообщающие высокую прочность ткани в продольном направлении. Нитями утка являются слабые хлопчатобумажные или бикомпонентные (хлопчатобумажные + синтетические волокна) высокорастяжимые нити толщиной 25-40 текс, которые служат для связи нитей основы и облегчают перерабатываемость кордной ткани.

Корд выпускается разных типов (марок), с различной разрывной прочностью и плотностью основных нитей. Тип корда определяется природой нитей основы. В обозначении марки корда приводят две или три цифры. Первые две цифры определяются разрывную прочность одной нити основы (в кг), третья цифра (2или3) указывает на разряжение, т.е. плотность нитей по основе. Например, маркировка корда 232 КНТС расшифровывается следующим образом: цифры23-разрывная нагрузка нити основы в кг; 2-корд разреженный; буквы: К - капроновый; Н- кордная нить непромытая; Т- требующий термовытяжки; С- заправленный стабилизатором.

Производители внедорожных шин предъявляют требования к кордным тканям в зависимости от их назначения при армировании каркаса или брекера шин. Каркасный корд для диагональной и радиальной конструкции должен быть высокопрочным и долговечным, сопротивляться действию статистических и ударных нагрузок, иметь низкие значения теплообразования, разнашиваемости и ползучести. Брекерный корд для диагональных шин должен отвечать тем же требованиям, что и каркасный. В случае, когда корд предназначается для брекера шин радиальной конструкции, он должен быть очень прочным и жестким, иметь высокий модуль упругости при растяжении, сопротивляться деформациям сжатия. Таким требованиям отвечает металлокорд и, в основном, высокомодульный корд на основе ароматических полиамидов.

При выборе армирующего материала также необходимо учитывать перерабатываемость, уровень и виды отходов, стоимость и пр.

Производство диагональных покрышек является материалоемким с высоким удельным уровнем потребления резин и армирующих материалов, а также повышенной трудоемкости из - за высокой операционности на заготовительно - сборочных участках. Наиболее широко в мировой практике при изготовлении внедорожных шин диагональной конструкции в каркасе используют полиамидный корд с разрывной нагрузкой от 23 до 35 кг/нить.

Снижение слойности и массы с одновреминным усилением каркаса шин может быть решено путем применения корда более высокой прочности. Увеличение прочности может быть решено двумя путями: первое - увеличение толщины нитей за счет простого корда без повышения его калибра.

Имеются сообщения о возможности использования в крупногабаритных автомобильных шинах размеров 18.00-25 и 21.00-33 утолщенных видов капронового корда марок 45 КНТС и 60 КНТС при одновременном снижении слойности каркаса. Характеристики утолщенных марок корда и каркаса шин на их основе приведены в таблице 9.1., 9.2 соответственно.

Таблица 9.1.

Таблица 9.2.

Однако, несмотря на снижение слойности каркаса и повышение производительности труда на заготовительно - сборочных операциях, пременение капроновых марок корда повышенных калибров ставит дополнительно ряд проблемных вопросов, что не позволяет рекомендовать их к широкуму внедрению:

- необходимо улучшение качества стыковочных резин и стыка при переработке кордных тканей по необходимым режимам на агрегатах термовытягивания из-за повышенных натяжений на полотно (10тонн на полотно), требующихся для получения оптимальных физико-механических характеристик корда;

- резко ухудшается качество обработки борта при применении корда с толщиной 1,2 мм и более вследствие повышенной изгибной жесткости нити;

- необходимо использование сборочных станков только с механической заделкой борта.

Использование в каркасе многослойных диагональных внедорожных шин капронового корда с улучшенными прочностными характеристиками типа 25-30 КНТС, равных по толщине и модулю жесткости корду 23 КНТС, также не позволяет улучшить технико-экономические характеристики шин. При условии снижения числа слоев каркаса и повышении нагрузки на кордную нить растут деформации, что приводит к снижению ходимости шин.

Вследствие низкого модуля упругости капронового корда стандартной структуры, высокой тепловой усадки в свободном состоянии ведущие шинные фирмы армирование каркаса многослойных шин диагональной конструкции производят анидным кордом (нейлон 66). Имея более высокую температуру плавления (~2520С) и молекулярную массу (30000) анидный корд в сравнении с капроновым (Тпл.~2120С, мол. масса 15000) обладает повышенным начальным модулем жесткости (на10%), имеет более низкую тепловую усадку и ползучесть, стоек к тепловым воздействия в сухом и влажном состоянии. За рубежом в производстве крупногабаритных шин и других шин ответственного назначения применяют анидный корд типа 30А структуры 210 текс x1х2.

Вышеназванные преимущества позволяют вулканизировать многослойные шины, содержащие анидный корд, при более высоких температурах, значительно сократить время охлаждения шин под давлением и повысить их эксплуатационную надежность.

Данные фирмы «Асахи Касей» по сравнению эксплуатации шин 18.00-33 высокой проходимости, содержащих как капрон, так и анид, подтверждают преимущества последнего материала. При этом разношиваемость шин с анидным кордом уменьшается до 20%,сопротивление ударом выше на 15%,долговечность выше в среднем на 10%, а время вулканизации шин с анидом может быть сокращено.

Развитием работ по улучшению качественных характеристик капроновых волокон, отход от традиционных структур при синтезе кордных нитей на основе новых технологий привели к созданию высокомодульных высокопрочных марок капронового корда сначала одностренговой структуры типа 35 КНТС-О, а затем трехстренговой структуры типа 35 КНТС-Т. Полученные новые капроновые корда характеризуются высокой прочностью при толщине нитей на уровне серийного корда типа 23 КНТС, повышенным модулем жесткости и сравнительно низким теплообразованием, не уступая по перечисленным характеристикам анидому корду типа 30А.

Применение высокомодульных высокопрочных кордных тканей 35КНТС-О и 35 КНТС-Т позволяет снизить слойность и вес крупногабаритных автомобильных шин без уменьшения прочности и жескости боковой стенки. На рисунке представлены данные изменения модуля

упругости и прочности капроновых нитей одной- и трехстренговых структур в сравнении с анидным кордом 30А в диапазоне рабочих температур, развивающихся в шине при эксплуатации.

Широкое применение одностренгового корда сдерживается его слудуйщими недостатками:

-низкая адгезия с обкладочными резинами вследствие компактности структуры и гладкой поверхности нитей;

-пониженная усталостная выносливость при деформациях сжатия;

-повышенное скольжение на обводных роликах и валках тянульных станций при проведении процесса пропитки и термической обработки тканей;

-ухудшение центрирования и ширения кордного полотна относительно центра кордной линии.

Строение металлических армирующих материалов

К металлическим армирующим материалам,используемыми в производстве шин, относятся маталлокорд и бортовая стальная проволка.

Металлокордные нити различных конструкций изготавливают путем слива из отдельных стальных латунированных проволок одного или различного диаметра. На рисунке 9.4 схематично изображена конструкция металлокорда 28л 18/15 в витом виде из отдельных проволок и прядей.

Такая конструкция наиболее широко применяется в радиальных внедорожных шинах. Структура обеспечивает устойчивость к фриттинг - износу за счет линейного касания проволок друг с другом и хорошее затекание резины. Структуры пряди (3+9+15) настолько оптимальна, что является основой для получения высокопрочных кордов повышенного калибра для крупногабаритных и сверхкрупногабаритных внедорожных шин.

Цифровая запись конструкции (3+9+15)х0,175+1хх0,15 мателокорда типа 28л 18/15 означает, что кордная нить состоит из трех проволок центральной пряди первого повива. На нее навивается девять одиночных проволок, в результате образуется прядь второго повива из 12 проволок или стренга. Прядь второго повива повивается пятнадцатью одиночными проволоками. Все проволоки в структуре корда 3+9+15 имеют диаметр 0,175мм.

Полученная кордная нить повивается одиночной проволокой диаметром 0,15мм. Буква Л обозначает латунированный. Рассматриваемый металлокорд изготавливается крестовой свивкой, т.е. направление свивки прядей первого и второго повива правое-(S), а направление свивки металлокорда третьего повива- левое-(Z). Направление свивки оплеточной проволоки правое-(S).Крестовая свивка проволок сердечника и основных прядей метеллокорда в целом и оплеточной проволоки обеспечивает прямолинейность кордной нити при сматывании в катушки и обратно и повышенную жесткость при растяжении.

При испытании металлокорда оценку конструкции и его механических свойств проводят по следующим основным показателям:

-конструкция металлокорда;

-разрывное усиление металлокорда, Н (кгс)

-относительное удлинение при разрыве, %;

-диаметр металлокорда, мм;

-шаги свивки сердечника, основных прядей и намотки оплеточной проволоки;

-прямолинейность, нераскручиваемость, остаточное кручение;

-выносливость на пробежной машине;

-прочность связи с обкладочной резиной.

В настоящее время металлокорд наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к армирующим материалом для каркаса и брекера радиальных шин. Анализ ассортимента и качества металлокорда, является: высокая прочность, компактность, хорошее затекание резины в нить, низкий фриттинг, низкая стоимость, высокая технологичность и достаточный уровень адгезии к резине.

Каркас в металлокордной шине является основной силовой частью и изготавливается однослойным из высокопрочного металлокорда.

Брекер армируется четырьмя слоями металлокорда, по два слоя, отличающимися между собой прочными и деформационными характеристиками. В основном двухслойном силовом брекерном поясе, расположенном над каркасом, используется высокопрочный и высокомодульный металлокорд с разрывной прочностью от 400до1800 кг/нить. Основное назначение этого слоя - предохранение каркаса от воздействия проникающих ударов при наездах на препятствия.

В верхних двух брекерных слоях (под протектором) используют металлокорд повышенной растяжимости типа НЕ. Данный тип металлокорд участвует в снижении пиковых нагрузок и распределении напряжений в подпротекторной зоне.

В таблице 9.3. представлены конструкции и основные характеристики металлокорда,

применявшегося фирмой «Мишлен» в каркасе и брекере крупногабаритных автомобильных шин 18.00R25 и 24.00R35, используемых на карьерных самосвалах.

На рисунке представлены сравнительные деформационные кривые в координатах нагрузка-удлинение для металлокорда стандартной структуры и металлокорда типа НЕ.

 

Для армирования каркаса и брекера более грузоподъемных

внедорожных радиальных шин, например сверхкрупногабаритных, зарубежные фирмы применяют до пяти типов металлокорда. Если в каркасе используется металлокорд диаметром 3,0-3,5мм и разрывной нагрузкой 1200 кг/нить, то в основном силовом поясе брекера применяется еще более прочный (~1700кг/нить) и с большим диаметром (~4,45 мм) металлокорд. Другие конструкции металлокорда с различными разрывными характеристиками могут использоваться в виде усилительных слоев в деталях покрышки.

Имеются также сведения о применении фирмой «Бриджстоун» при изготовлении карьерных строительно-дорожных шин для работы в тяжелых условиях специального волнистообразного маталлокорда. Выполненный из стальной волнистообразной проволоки металлокорд упруг, поглощает удары, имеет высокую усталостную выносливость при многократном сжатии шин. При этом обеспечивается высокая прочность связи металлокорда с резиной, а шины имеют повышенное сопротивление порезам и разрывам.

Для изготовления крупногабаритных автомобильных шин радиальной конструкции в странах СНГ были разработаны различные типы высокопрочного металлокорда: 49Л25 структуры 7х7х0,25 (разрывная нагрузка 540 кг/нить), металлокорд с лучшим затеканием резины 52Л15/23 структуры (3х0,15+6х0,23)+6х7х0,23+1х0,15(разрывная нагрузка 500кг/нить), а также низкомодульные корды 24Л27НЕ и 28Л27НЕ структуры 4х6х0,27,4х7х0,27(с повышенным разрывным удлинением порядка 6-7%).

Изготовление металлокорда производится из высокоуглеродистой стали с содержанием углерода до 0,75масс.%, и временным сопротивлением разрыву 280-300кг/мм2. Содержание меди в латунном покрытии составляет порядка 63,5%, что обеспечивает высокий уровень прочность связи с обкладочными резинами.

Недостатком металлического корда является повышенная плотность материала, низкая выносливость при многократных деформациях изгиба, низкая стойкость к коррозии.

Бортовая проволока

Производители внедорожных шин применяют бортовые кольца двух конструкций - спиральновитое или из параллельных обрезиненных прядей одиночной проволоки.

К основным характеристикам бортовой проволоки относятся:

-диаметр проволоки ,мм;

-временное сопротивление разрыву, МПа(кгс/мм2);

-относительное удлинение при разрыве, %;

-число скручиваний до разрушения;

-число изгибов на1800; прочность связи с резиной, Н;

-состав (содержания меди, %) и масса латунного покрытия, г/кг бортовой проволоки.

В шинной промышленности стран СНГ применяют бортовую проволоку диаметром 1 или 2мм, с временным сопротивлением разрыву от 177,0 до 210,0 кгс/мм2 и относительным удлинением при разрыве от 3,5 до 6,5%. Для обеспечения надежного сцепления проволоки с резиной латунное покрытие должно быть сплошным и без следов коррозии по поверхности. Прочность связи одиночной  проволоки с резиной определяется методом выдергивания завулканизованной нити из резинового блока.

В зарубежной практике, согласно данным каталогам фирмы Otto Kuhlmann (Германия), изготавливают спиральновитые бортовые кольца практически для всего ассортимента шин. На рисунке 9.6 показана конструкция витого бортового кольца для шины 18. 00R25, содержащего сердечник диаметром 6мм, вокруг которого спирально навиты 11, 17 и 23шт, высокопрочной латунированной проволоки диаметром 2,2мм.

Рис 9.6.

ТАБЛИЦА 9.4

Временное сопротивление разрыву стали сердечника и повивочной проволки -54кг/мм2 и 190кг/мм2 соответственно (табл.9.4). Диаметр свитого бортового кольца составляет 19,2мм. Кольцо способно выдерживать нагрузку до разрыва 37300кг.

Арамидные и гибридные корды

Как известно, в технической литературе в течение последних 25 лет публикуются материалы по разработке, созданию и использованию в шинах нового синтетического материала на базе ароматических жесткостных полиамидов. Химическая природа жесткостных полимеров и технология изготовления волокон позволили создать уникальный корд материал, не уступающий по комплексу свойств металлокорду. Волокна из ароматических полиамидов имеют плотность 1,3-1,45 г/см2, температуру плавления не ниже 4000С, температуру термического разложения от 400 до 6000С, модуль жесткости при растяжении на 1% от 60000 до 120000 МПа,

ТАБЛИЦА 9.5

относительное удлинение при разрыве 2-4%, напряжение при разрыве до 28000МПа. Удельная разрывная нагрузка арамидного волокна выше в 2 раза, чем у полиамидных синтетических волокон и в 5 раз выше, чем у стали. Сравнительные свойства армирующих материалов различной природы представлены в табл. 9.5

Арамидные волокна негорючи и длительно работоспособны при температурах от 40до 1250С.

ТАБЛИЦА9.6

Имеющаяся в целом информация свидетельствует, что арамидный корд применяются ведущими шинными фирмами мира как заменитель металлокорда в производстве радиальных шин. Благодаря меньшей плотности резко уменьшается масса шины с арамидным кордом при сохранении ее прочностных характеристик. К достоинствам относится и возможность переработки арамидного корда, в отличие от метеллокорда, на том же оборудовании, что и серийный полиамидный корд.

По данным фирмы «Гудьир», применение во внедорожных шинах брекера из арамидного корда Кевлар вместо металлокорда увеличило ходимость шин до 12% при одновременном снижении массы.

Все же такие факторы, как снижение усталостной выносливости при деформациях сжатия в сравнении с металлокордом, высокая стоимость предопределили поиск новых типов армирующих материалов. Одним из таких материалов является гибридный корд, полученный путем скручивания в различных соотношениях в кордную нить разных по химической природе стренг, например, арамидных и капроновых или анидных (рис.9.7). Над создание различных гибридных кордов в настоящее время работает много шинных фирм.

Рис 9.7

Арамидно-полиамидный корд обладает высокой прочностью, стойкостью к многократному изгибу, усталостной выносливостью и хорошими адгезионными свойствами(табл.9.6).

Такие же корд разработали фирма «Дженерал Тайер» (США), которые состоят из 2-х стренг арамидного волокна типа Кевлар и одной стренги нейлонового волокна и применяются в брекере крупногабаритных шин диагональной конструкции. Корд имеет название Аралон. Он был использован при изготовлении шин 21.00-35 в виде защиты боковых стенок и в шинах 33,5-35- в каркасе.

По утверждению фирмы «Дженерал Тайер», при армировании гибридным кордом Аралон диагональных шин последние не уступают по характеристикам радиальным. Применение такого корда существенно повышает долговечность шин за счет увеличения сопротивления порезам и практически полного исключения отслоения протектора и расслоений каркаса (рис.9.8).

РИС.9.8

Обратный звонок

Заказать обратный звонок

Ф.И.О. *
Телефон *
E-Mail *
Комментарий
телефон +7 925 070 77 07
        +7 903 540 60 60

mail [email protected]
skype itszvv

Центральный склад: Московская область, г.Подольск, микрорайон Климовск, Коммунальная улица, 26

Наши склады: г.Подольск, г.Климовск, г.Москва, г. Краснодар, г. Воронеж, г. Санкт-Петербург (СПб)

  • Шины EKKA 10-16.5 10PR T608 TL NHS Шины EKKA 10-16.5 10PR T608 TL NHS
    Цена: 17670 руб.
  • EK-2028 масляный фильтр EK-2028 масляный фильтр
    Цена: 980 руб.
  • EK-3807AB воздушный фильтр комплект EK-3807AB воздушный фильтр комплект
    Цена: 4760 руб.
  • EK-3938B воздушный фильтр EK-3938B воздушный фильтр
    Цена: 1710 руб.
  • EK-3938A воздушный фильтр EK-3938A воздушный фильтр
    Цена: 6200 руб.
  • EK-3919B воздушный фильтр EK-3919B воздушный фильтр
    Цена: 1700 руб.
  • EK-3919A воздушный фильтр EK-3919A воздушный фильтр
    Цена: 8500 руб.
  • EK-3117AB воздушный фильтр EK-3117AB воздушный фильтр
    Цена: 7700 руб.
  • EK-3084A воздушный фильтр EK-3084A воздушный фильтр
    Цена: 1370 руб.
  • EK-3060AB воздушный фильтр комплект EK-3060AB воздушный фильтр комплект
    Цена: 3310 руб.