Содержание
процессы и технологии производства шин для автомобилей
Каждая шина в процессе производства проходит 6 основных этапов, эволюционируя от сырьевой базы до высокотехнологичных шин с широким диапазоном типоразмеров.
Этап первый. Подготовка сырья
В основе сырьевой базы лежит сочетание каучука синтетического и натурального происхождения, сажи и масла. Большая часть используемого каучука натурального происхождения – такой каучук вырабатывают из каучуковых деревьев, произрастающих в Малайзии и Индонезии.
Синтетические ингредиенты создаются в нефтепромышленности и, в зависимости от их характера и концентрации, делают шину экологически чистой либо небезопасной для окружающей среды. Наполнители каучуковой смеси занимают около трети от всего объема – сажа, придающая шине черный цвет, и масло – синтетическое или натуральное, в зависимости от производителя и технологий, реализованных в шине.
Также сырьевая база включает в себя ингредиенты, используемые для вулканизации, различные полимеры и другие вещества.
В готовой шине резиновая смесь занимает около 80%, а остальное приходится на усиливающие и поддерживающие компоненты.
Этап второй. Изготовление резиновых смесей.
Резиновая смесь разрабатывается для каждой конкретной шины или для ряда моделей. При производстве учитываются сезонные и функциональные особенности. Рецепты и технологии приготовления шин являются важным этапом разработки новой модели и играют одну из главных ролей в эксплуатационных качествах шины. Сырье на этом этапе смешивается в определенных пропорциях, добавляются дополнительные ингредиенты и материалы, после чего получившуюся массу нагревают до 120⁰С. Резиновая смесь становится единой и может переходить на следующие этапы работы.
Этап третий. Изготовление компонентов.
В производстве одной шины задействованы разнообразные компоненты – корд, брекер, бортовые кольца – всего более 10. Для изготовления некоторых из них также необходима резина, прилегающая к стальным или текстильным элементам.
Для обрезинивания компонентов используется базовая смесь или создаются специальные смеси. Большинство компонентов усиливают конструкцию шины, делая ее более надежной.
Этап четвертый. Сборка.
После создания компонентов части будущей шины поступают на специальные станки для сборки. Отдельно собирается каркас, которому придают форму профиля, а затем в каркас интегрируется скомпонованный брекерный пакет. После сборки брекера и каркаса образуется заготовка шины, готовая к вулканизации.
Этап пятый. Вулканизация.
Вулканизация формирует внешний вид шины, завершая изготовление модели. При помощи пара под высоким давлением диафрагма вулканизатора раздувается и прижимает заготовку к пресс-форме, сделанной из металла. Таким образом, на протектор наносится рисунок, и шина приобретает свой окончательный внешний вид.
Этап шестой. Контроль качества.
После изготовления каждая шина проходит тщательный контроль качества, сначала – визуальный, а затем и более глубокий на специальном оборудовании.
Визуальная проверка определяет наличие внешних дефектов или деформаций, а оборудование выявляет отклонения в форме шины, радиальное биение или неоднородность материалов. После тщательной проверки шину тестируют повторно и затем передают на склад для дальнейшей продажи.
Износ шин
Оценка износа шины «на глаз» не отличается точностью и может повлечь за собой неприятные или даже опасные последствия. В качестве альтернативы компания Nokian Tyres создала специальный индикатор износа шины DSI (Driving Safety Indicator). Такая система индикации позволяет определить степень износа в миллиметрах и своевременно сообщить о необходимости замены шины. Индикация DSI показывает остаточную глубину канавки протектора и степень безопасности шины на данный момент.
Вторая проблема износа зимних шин – «облысение» или выпадение шипов. Если шипы слабо закреплены или система ошиповки построена таким образом, что шипы постоянно перекрывают друг друга, качество сцепления шины будет стремительно снижаться.
Чтобы поддерживать равномерное сцепление на всех колесах, разница в количестве шипов между шинами не должна превышать 25%. В противном случае шины могут стать небезопасными.
Как продлить срок эксплуатации шины?
Чтобы продлить срок жизни шин, меняйте местами покрышки с задней и передней осей с одной на другую каждые 5000-10000 км. При регулярных заменах шины износятся равномернее, а разница в износе будет меньше и весь комплект прослужит Вам дольше.
Шины с маркировкой М+S рекомендуется «обкатать» перед активной эксплуатацией. Первые 500 км в этих шинах не стоит совершать резкие торможения и маневры. Период обкатки поможет прочно закрепить шипы в протекторе и тем самым продлит срок службы шины.
Что нужно знать о давлении в шинах?
Давление воздуха всегда измеряется в холодных шинах и должно соответствовать указанному в руководстве по эксплуатации автомобиля.
Следует измерять давление при уличной температуре – тогда показатели будут наиболее точными.
Особенно важно придерживаться этого правила при большом различии между температурой на улице и в помещении, где происходит замер. Воздействие температуры на давлении шин легкового автомобиля составляет приблизительно 10 kPa (0.1 Бар) / 10 ˚C.
На точность измерения давления может влиять расположение шины с направленным протектором – стрелка боковины должна указывать на направление вращения. Убедитесь, что шины установлены верно перед измерением.
Различия шипованных и фрикционных шин
И шипованные, и фрикционные шины отличаются высоким качеством сцепления и износостойкостью. Подбирать тип шин стоит исходя из ваших потребностей и особенностей эксплуатации.
Тип дороги, где в основном происходит движение.
Несмотря на то, что за зиму под колесами Вашего автомобиля побывают самые разные покрытия, есть тип дорог, наиболее часто попадающийся на Вашем пути. Шипованные шины отлично подойдут для обледенелых дорог, мокрого льда и утрамбованного снега, а фрикционные хорошо показывают себя на заснеженных поверхностях, в том числе – на рыхлом снегу.
Предпочитаемый уровень шума
Фрикционные шины более тихие, особенно – при езде по городу.
Сложные погодные условия
Осенние и весенние дороги наиболее коварны и непредсказуемы – погода меняется по несколько раз в течение дня. Фрикционные шины возможно установить раньше шипованный, так что внезапные заморозки и капризы природы не застанут Вас врасплох.
Всесезонное использование
Фрикционные шины не предназначены для всесезонного использования, если иное не рекомендовано производителем модели. Неравномерный износ, возникающий при постоянном использовании одного и того же комплекта, способен значительно снизить уровень безопасности шин в короткие сроки. Рекомендуется использовать отдельные комплекты летних и зимних шин.
Описание некоторых технологий Nokian Tyres
Nokian Cryo Crystal
Выражается внедрением в резиновую смесь многогранных кристаллов. Эти «микро-шипы» расположены практически в каждой точке протектора, они впиваются в заснеженные и обледенелые дороги и поддерживают отличные сцепляющие свойства шины даже при износе протектора.
Медвежий коготь
Сохраняет шипы в вертикальном положении, не дает шипам изгибаться или отклоняться при торможении и маневрах, усиливая сцепление с дорожным полотном тогда, когда это более всего необходимо.
Silent Groove Design
Специальные полукруглые канавки для охлаждения шины и поглощения шума, защищающие резиновую смесь от износа.
Арамидные волокна
Заимствованы из аэрокосмической и военной промышленностей, отличаются особой прочностью и устойчивостью к низким температурам. Арамидные волокна значительно увеличивают прочность и износостойкости шины, позволяя с легкостью переносить внешние удары и наезды на препятствия.
Технология производства шин
Шина — это единственная часть автомобиля, которая соприкасается с дорогой. Площадь этого соприкосновения (пятно контакта) примерно равна площади одной человеческой ладони.Таким образом, автомобиль на дороге удерживается всего четырьмя ладонями! Поэтому шины, без сомнения, являются очень важным элементом безопасности вождения.
Кроме весьма важной задачи по обеспечению сцепления и управляемости автомобиля, шина также должна обладать комфортом, износостойкостью, снижать расход топлива и дополнять внешний вид автомобиля. Необходимость сочетать такие разные характеристики делает проектирование шин намного более сложным процессом, чем может показаться на первый взгляд. А при изготовлении шин задействовано ничуть не меньше исследований и технологий, чем при создании мобильного телефона.
Условно этапы, которые проходит шина, прежде чем попасть на полки магазина, можно разделить на 3 этапа:
-
Анализ рынка
-
Моделирование и тестирование модели
-
Массовое производство
Анализ рынка
При исследовании рынка компания Мишлен уделяет огромное внимание запросам водителей, при этом не только текущим, но и возможным требованиям к шинам в будущем. Также ведется наблюдение за развитием автомобильного рынка.
Особое внимание уделяется особенностям использования шин в конкретных условиях, куда включают не только особенности вождения, но и климатические условия, дорожную специфику и качество покрытия.
Все это позволяет в полной мере удовлетворить потребности самых требовательных клиентов.
Моделирование и тестирование модели
На основе полученных данных начинается кропотливая работа по созданию будущей шины. В этом процессе принимают участие не только химики и конструкторы, но и многие другие специалисты, например, промышленные дизайнеры.
Именно от совместной работы различных специалистов зависит успех будущей шины. Качественная и надежная шина – это не столько технологический секрет, сколько настоящее искусство, заключающееся в правильном выборе, дозировке и взаимосвязи различных компонентов шины.
Создание резиновой смеси
Ее разработка, подготовка и изготовление сродни созданию кулинарного шедевра.
Это наиболее секретная часть шины, и, хотя широко и хорошо известны около 20 основных составляющих, узнать подробнее о резиновой смеси не представляется возможным. Ведь секрет состоит не только в компонентах смеси, но в их грамотной комбинации и балансе, которые и будут наделять шину ее специфичными функциями.
Основные элементы резиновой смеси шины:
Каучук. Бывает двух видов – натуральный и синтетический, добавляется в резиновую смесь в различных пропорциях в зависимости от назначения шины, является ее основой. Натуральный каучук – это высушенный сок дерева гевеи, также содержится в других видах растений, например, в одуванчиках, но из-за сложности производственного процесса из последних не производится.
Синтетический каучук – продукт, производимый из нефти. В настоящее время используется несколько десятков различных синтетических каучуков, каждый их которых имеет свои характерные особенности, влияющие на конкретные характеристики шины.
Последние поколения синтетических каучуков очень близки по свойствам к натуральному, однако шинная промышленность по-прежнему не может отказаться от последнего.
Технический углерод. Значительная часть резиновой смеси состоит из промышленной сажи (технический углерод), наполнителя, предлагаемого в различных вариантах и придающего шине её специфичный черный цвет. Впервые сажа была применена в шинах в начале 20 века, до этого времени шины имели цвет бледно-желтый (цвет натурального каучука). Основное назначение сажи – создание надежных молекулярных соединений для придания резиновой смеси особой прочности и износостойкости.
Диоксид кремния (силика). Этот компонент в свое время был привлечен в резиновую смесь как замена техническому углероду. В процессе тестирования нового состава было выявлено, что диоксид кремния не может вытеснить из резиновой смеси сажу, так как не обеспечивает такую же высокую прочность резины. Однако новый компонент улучшал сцепление шины с мокрой поверхностью дороги и снижал сопротивление качению.
В итоге эти два элемента сейчас используются в шине совместно, при этом каждый из них наделяет шину своими лучшими качествами.
Сера. Является одним из компонентов, участвующих в вулканизации. Благодаря этому процессу пластичная сырая резиновая смесь превращается в эластичную и прочную резину.
При создании шины работа ведется не только над характеристиками шины, но и над эстетической стороной, рассматривается большое количество разных дизайнов рисунка протектора. Применение методов моделирования позволяет выбрать рисунок, наилучшим образом дополняющий существующую резиновую смесь и внутреннюю структуру будущей шины. По результатам компьютерного моделирования лучшие образцы запускаются в производство и подвергаются реальным испытаниям.
Ежегодно специалистами компании Мишлен проводятся многочисленные тесты, в ходе которых испытуемые шины MICHELIN проезжают свыше 1,6 млрд км. Это примерно 40 000 путешествий вокруг земного шара.
В процессе тестирования дорабатываются последние черты будущей шины. В момент, когда все тесты проведены, а результаты соответствуют начальному заданию, шина запускается в массовое производство.
Производство
Начальный этап запуска любой шины в массовое производство – подготовка производственных площадок.
Компания Мишлен владеет большим количеством заводов в различных странах. И основная задача этого этапа – настроить каждый производственный процесс таким образом, чтобы шина отвечала не только изначальному техническому заданию, но и по всем параметрам не отличалась от аналогичной шины, произведенной в любой другой стране.
В последующем процессе массового производства каждая шина MICHELIN производится высококвалифицированными специалистами с применением различных видов ручного и автоматического оборудования. Когда это необходимо, компания Мишлен проектирует собственное оборудование, отвечающее потребностям производства.
Основные этапы производства шин:
-
Подготовка резиновых смесей. Как уже было указано выше, рецептура каждой резиновой смеси является основой для наделения шины необходимыми функциями.
-
Создание компонентов шины. На этом этапе из полученной резины формируется протекторная лента, а также создается «скелет» шины — каркас и брекер. Первый изготавливается из слоев обрезиненных текстильных нитей, а второй – из обрезиненного высокопрочного металлокорда. Также готовится борт шины, с помощью которого шина крепится на ободе диска. Основная его часть — бортовое кольцо, изготовленное из множества витков проволоки.
-
Сборка. На особый сборочный барабан последовательно накладываются слои каркаса и брекера, бортовые кольца, протектор с боковинами. Затем все эти детали шины соединяются в единое целое – заготовку шины.
-
Вулканизация. Подготовленная заготовка помещается в пресс-форму вулканизатора. Внутрь шины под высоким давлением подается пар, нагревается наружная поверхность пресс-формы. Под давлением по боковинам и протектору прорисовывается рельефный рисунок. Происходит химическая реакция (вулканизация), которая придает резине эластичность и прочность.
Особо важным элементом производства является контроль качества. Он начинается с проверки качества каждого элемента шины еще на этапе закупки, присутствует на каждом этапе производства и завершается многоуровневым аудитом готовой продукции.
Залогом качества продукции компании Мишлен также является наличие производственной гарантии — 5 лет с даты производства. Гарантия от производителя распространяется на дефекты изготовления и материалов.
Как изготавливается шина
Шина представляет собой сложную комбинацию компонентов, состоящих из множества ингредиентов.
Но как нам перейти от каучукового дерева к дороге? Производство шин представляет собой многоэтапный процесс. Давайте проследим за шиной Continental через все пять основных этапов производства шины:
- Источники материалов и производство компаундов
- Производство компонентов
- Сборка шины
- Вулканизация
- Контроль качества
Стадия 1: Качественные ингредиенты для производства основных соединений
Различные отрасли промышленности снабжают шинную промышленность сырьем, которое используется для создания необходимых соединений.
Сталь. Сталелитейная промышленность поставляет высокопрочную сталь. Он служит исходным материалом для изготовления стальных лент (стальной корд) и бортовых сердечников (стальная проволока).
Химические вещества. Химическая промышленность является основным поставщиком ингредиентов для шин. В частности, синтетический каучук и материалы, используемые для уменьшения износа, увеличения сцепления и продления срока службы шины.
Натуральный каучук. Каучук добывается из особых деревьев, выращенных на больших плантациях. Молочная жидкость (латекс), которая вытекает, сгущается при добавлении к ней кислоты. Затем его очищают водой и спрессовывают в твердые тюки для облегчения транспортировки и хранения.
Тюки из натурального и синтетического каучука разрезают, разрезают на порции, взвешивают и смешивают с другими ингредиентами в соответствии с точными рецептами. В шинах современных легковых автомобилей используется до двенадцати различных резиновых смесей.
Текстиль. Текстильная промышленность поставляет основные материалы (вискозные, нейлоновые, полиэфирные и арамидные волокна) для изготовления кордов, которые служат в качестве армирующих материалов для шин.
Стадия 2: Изготовление компонентов
Металлокорд. Предварительно обработанный стальной корд, поставляемый на катушках с проволокой, подается в каландр, где он заливается одним или несколькими слоями резины.
В результате получается сплошной лист корда и резины. Он обрезается под определенным углом до нужной длины в соответствии с размером шины и скручивается для дальнейшей обработки.
Протектор. Поддающийся перемешиванию резиновый материал, смешанный в миксере, теперь готов к использованию в протекторе. Шнековый экструдер превращает резину в бесконечную полосу протектора. После экструзии проверяется вес на метр и протектор охлаждается погружением. Протекторная полоса обрезается по размеру шины. Затем проводится еще один контроль веса единицы продукции.
Текстильный шнур. Множество текстильных нитей подается в календарь с помощью большого роликового устройства и заделывается в тонкий слой резины. Затем этот бесконечный лист обрезается до нужной ширины под углом 9под углом 0° к направлению движения и перематывается для дальнейшей обработки.
Стальной борт. Сердцевина борта состоит из множества кольцеобразных стальных проволок.
Каждая из них имеет свое резиновое покрытие. Эта петля затем снабжена резиновым наконечником.
Боковина. Секции боковины, вырезанные в соответствии с размером шины, вытачиваются с помощью экструдера.
Внутренний вкладыш. Календарь формирует герметичный внутренний вкладыш в широкий тонкий слой.
Этап 3: Сборка шины
Теперь можно приступать к сборке шины. Различные полуфабрикаты собираются вместе на машине для сборки шин и собираются в так называемую «зеленую шину». Это делается в два этапа: корпус и сборка протектора/пояса. Затем на эту «зеленую шину» распыляют специальную жидкость, чтобы подготовить ее к вулканизации.
Стадия 4: Вулканизация
Теперь мы находимся в вулканизационной прессе. Здесь шина получает свою окончательную форму после вулканизации в течение определенного периода времени при определенном давлении и температуре. В ходе этого процесса сырая резина становится гибкой, эластичной резиной.
На вулканизационных пресс-формах выгравирован рисунок протектора и маркировка на боковинах.
Этап 5: Контроль качества
Каждый отдельный этап производства – от проверки сырья до поставки готовых шин – подлежит постоянному контролю качества.
Многоуровневый процесс обеспечивает тщательную проверку качества шин Continental. Готовые шины Continental проходят:
- Визуальный осмотр
- Рентген
- Различные проверки однородности шин
После того, как шины прошли все проверки и осмотры, они отправляются на распределительный склад для отгрузки.
Самый быстрый путь к идеальной шине.
Выберите размер шин
или же
Show results
How A Tire Is Made
Современная шинная технология сочетает в себе уникальное сочетание химии, физики и техники, чтобы обеспечить потребителям высокий уровень комфорта, производительности, эффективности, надежности и безопасности.
Многие шины разрабатываются по индивидуальному заказу, чтобы соответствовать нагрузкам и требованиям к производительности, указанным производителем конкретной модели автомобиля.
Каждая шина тщательно проверяется, и для дополнительных испытаний на безопасность отбираются случайные образцы. В рамках этих испытаний шины подвергают рентгеновскому излучению, разрезают и осматривают, обкатывают на тестовых колесах или испытывают на дороге для оценки управляемости, пробега и тяговых характеристик. При правильном уходе шины могут прослужить долго — обычно от 40 000 до 80 000 миль, в зависимости от применения.
Целых двести различных сырьевых материалов объединяются в уникальную смесь химии, физики и техники, чтобы предоставить потребителям высочайший уровень комфорта, производительности, эффективности, надежности и безопасности, который могут обеспечить современные технологии и креативность. Вот основные шаги:
Планирование и проектирование
Многие шины изготавливаются по индивидуальному заказу, чтобы соответствовать нагрузкам и эксплуатационным характеристикам, указанным производителем конкретной модели автомобиля.
Процесс начинается с компьютера, который преобразует математические данные об особых потребностях автомобиля в технические характеристики. Затем изготавливается прототип шины для проверки способности конструкции шины обеспечивать желаемые характеристики. Индивидуальная разработка шины для конкретного автомобиля обычно занимает много месяцев испытаний, осмотров и проверок качества производителями шин и автомобилей. Только после этого производитель транспортного средства оформляет заказ.
Производство
Производственный процесс начинается с выбора нескольких типов каучука, а также специальных масел, технического углерода, пигментов, антиоксидантов, диоксида кремния и других добавок, которые в совокупности обеспечивают желаемые характеристики. Отдельные составы используются для разных частей шины. Машина, называемая смесителем Бенбери, объединяет различные сырьевые материалы для каждого соединения в гомогенизированную партию черного материала с консистенцией жевательной резинки.
Процесс смешивания контролируется компьютером для обеспечения однородности. Затем смешанные материалы отправляются на машины для дальнейшей переработки в боковины, протекторы или другие части шины.
Затем начинается сборка шины. Первым компонентом шиномонтажного станка является внутренний слой, специальная резина, устойчивая к проникновению воздуха и влаги и заменяющая внутреннюю камеру. Затем идут слои и ремни корпуса, которые часто изготавливаются из полиэстера и стали. Слои и ремни придают шине прочность, а также гибкость. Ремни обрезаются под точным углом и размером, указанным шинным инженером, чтобы обеспечить желаемые характеристики плавности хода и управляемости. Пряди стальной проволоки с бронзовым покрытием, сформированные в виде двух обручей, вживляются в боковину покрышки, образуя борт, который обеспечивает герметичное прилегание к ободу колеса. Протектор и боковины устанавливаются на брекер и слои кузова, а затем все детали плотно прижимаются друг к другу. Конечный результат называется «зеленой» или невылеченной шиной.