Процесс производства автомобильных шин: просто о сложном

Как шины стали образцом инженерного искусства

Говорят, от смешного до великого один шаг. Возможно, в конце 19 века гениальный шаг Джона Данлопа выглядел смешным – надеть на привычное жесткое колесо мягкий резиновый слой. Другие инженеры того времени работали над улучшением колеса – шланг превратили в резиновую полость, затем отсоединили от жесткой части, произвели автомобильную покрышку, снова все соединили и надели на оси автомобиля. В общем, до наших дней сделано немало шагов, прежде чем автомобильная шина была признана уникальным произведением инженерного искусства. Как делают шины сейчас, расскажем в нашей статье.

Современная шина состоит из большого числа слоев с различными свойствами: охраняющими, предотвращающими, усиливающими те или иные ее качества или влияние внешнего окружения. Слои сделаны из специальных компонентов, нитей, прошивок, затем все они ложатся в определенном порядке, собираясь в монолитный продукт, развивающий высокую скорость и силу, способную противостоять законам трения, качения, износа. За процессом изготовления стоят тысячи инженеров, технологов, логистов и других технических и инженерных профессий. Они заняты подготовкой к производству резины в каждом новом цикле, как с рабочими моделями, так и с новыми продуктами. Начинается все с расчета проекта.

Разработка проекта шины

Для создания конструкции из резины, с учетом факторов влияния и оптимальной формы, требуются современные методы расчета. Ведущие производители Goodyear, Pirelli, Cooper, Yokohama, Hankook и другие для проектирования и подготовки шины к производству используют как стандарт программный комплекс ABAQUS, предоставляющий надежные результаты. Комплекс работает как модульная система, с одновременным проведением расчетов по всем направлениям работы резины. Расчет проекта является очень сложным процессом из-за ее геометрической формы и воздействия разнонаправленных нагрузок на тело шины при движении и в статике. Просчитываются необходимые свойства материалов слоев для выдерживания потенциальных физических нагрузок.

Расчетами основных решений в ABAQUS занимаются два основных модуля Standard и Explicit, и дополнительные модули, Aqua, Design, Safe, решающие специфические проблемы. Модули интегрируются друг с другом, и предоставляют требуемый или оптимальный на данном этапе результат.

Модуль Standard используется для решения посадки на диск, наддува шины и статических нагрузок при контакте с покрытием, а также задачи постоянного качения. Имеет способность моделировать поведение шины как на тестовом стенде, так и на плоской дороге в неблагоприятных дорожных условиях.

Модуль Explicit вычисляет пути торможения и ускорения, преодоление препятствий ям и бугров на трассе, делает расчет износостойкости шины. В его компетенциях также аквапланирование и акустика.

Для производства шины компьютер делает расчет и анализ:

• комбинации натурального и синтетического каучука, смол, материалов нитей корда, расчет свойств каждого слоя корда,
• учет работы резины в сочетании с кордом, оптимизирует структуру резины, рисунок протектора,
• пересчитывает рабочие параметры шины, доводит готовый продукт до соответствия современным стандартам.

Программа переносит результаты решения аналитических задач в трехмерное изображение, моделирует реакцию резины на эксплуатацию в условиях заданной скорости и статической нагрузки. На основании расчета проектной шины составляется задание на подготовку производства.

Состав резиновой смеси

Производство шины с точки зрения технологии происходит одинаково на всех заводах. В России работают шинные заводы компаний Pirelli, Continental, Cordiant, Nokian Tires Michelin и других известных брендов. Иностранные компании работают на мощностях российских шинных заводов. Засыпаются те же ингредиенты, в такие же формы и т.д. Почему же на выходе получается продукт с разными свойствами и разного качества? Секрет производителя заключается в рецептуре, количествах и процентном составе компонентов.

• Ключевым ингредиентом резиновой смеси является резина, ее часть в составе шины 40-50%. Изготавливается она из натурального или искусственного каучука, а часто из их комбинации для улучшения свойств. Надо отметить, что в синтетическом каучуке учтены недостатки натурального, он дешевле натурального, за почти столетнее производство создано много его видов с широким диапазоном свойств. Включение натурального каучука практикуется в состав зимних покрышек, для придания эластичности и силы сцепления в морозы.

• Вторым по удельному весу является технический углерод, или сажа, удельный вес равен примерно 30%. Сажа придает резине черный цвет, прочность, стойкость к износу и высоким температурам. Также используется как технический наполнитель резиновой смеси.

• Кремниевая кислота включается в компонентный состав шины для повышения сцепления шины с дорожным покрытием, морозоустойчивость. В основном диоксид кремния включается в смеси иностранными производителями, до 10% состава.

Производственная сажа и диоксид кремния конкурируют между собой в составе резиновой смеси, так как они в значительной степени заменяемы, только диоксид повышая сцепление шины с покрытием, увеличивает ее износ, а сажа наоборот, повышает прочность, но стоит дороже. Решение принимает производитель в зависимости от принятых им приоритетов для данной марки шины.

• В состав входят разнообразные масла и смолы, придающие мягкость, однородность и эластичность резиновой смеси. Вместо прежних нефтяных масел сейчас применяют растительные, например, рапсовое, апельсиновое и другие. Выбор масел строится на сочетаемости молекулярной структуры компонентов, идеальном смешивании. Масла составляют 10-15% компонентов шины.

• Для превращения вязкой липкой резины в упругий красивый продукт, в процессе вулканизации активно участвует сера, оксид цинка, стеариновые кислоты, специальные вещества-активаторы.

Всего в резиновую смесь может входить до 40 различных добавок, для придания будущей шине нужных свойств и особенностей.

Компонентный состав веществ и соблюдение технологии изготовления являются гарантией создания качественной продукции по принятым стандартам. Задача производства создать шину с параметрами, разработанными и утвержденными в расчетном проекте шины.

РЕКОМЕНДАЦИЯ. При покупке колес не важна реклама одного компонента. Качество шины создается оптимальным составом резиновой смеси, комбинацией свойств компонентов.

В начале производства происходит подготовка компонентов смеси. Каучук разрезается на полоски, согласно рецептуре конкретной марки шины добавляются остальные составляющие. Взвешивание и выбор компонентов делает компьютер, участие живого оператора на этом этапе не является необходимым. Все вещества загружаются в миксер (экструдер). Подготовленные компоненты смешивают при высокой температуре, примерно 120 0 С, до получения однородной массы. Условия смешивания зависят от свойств веществ, разным типам резины нужны разные режимы и интенсивность для соединения веществ на молекулярном уровне.

В одном виде шины используется несколько разных видов резины – для протектора и разных частей и деталей покрышки. Выходом будет черная резиновая лента, готовая для производства компонентов шины. После завершения процесса производится лабораторный контроль состава и физико-механических свойств каждой ленты резиновой смеси. При выявлении отклонений брак отправляется на утилизацию.

Другие детали покрышки пропитывают, сушат и прорезинивают, подготавливая их к сборке.

Подготовка компонентов к сборке

Под компонентами шины понимаются составные части структуры, укрепляющие и придающие прочность ее элементам. Основными компонентами являются:

• Прорезиненная лента, заготовляемая под изготовление протектора

Протекторный слой подается на конвейерную ленту, где на нем с помощью преформера и профильных планок формируется профиль. Каждый вид протекторной ленты маркируется цветом и буквенно-цифровым кодом. К готовому протектору клеится подпротекторный слой. Далее охлажденная лента сматывается в катушку.

• Брекер и каркас, обеспечивающие жесткость устойчивость к ударным повреждениям, порезам, прорывам и тп.
• Борт, самая жесткая часть шины, обеспечивает герметичность соединения с диском колеса.

Изготовление брекера, каркаса и борта выполняется похожим образом, при других настройках производственных линий.

Для изготовления бортового крыла, текстильного корда, стального брекера, нейлонового бандажа есть специальное оборудование. На этапе подготовки компонентов участвуют живые операторы.

• Подготовка текстильного корда заключается в его нарезке – корд разрезается под разными углами переплетения ткани на ленты разной ширины, сматывается в катушки и отправляется в холодильник. После охлаждения рулоны поступают на нарезчик, где корд делят на ленты шириной 180мм. На другом виде линии ленты нарезают на полоски 10 мм. В шине эти полоски работают бандажом, влияющим на индекс скорости.
• Бортовое кольцо производят с помощью обрезинения металлической проволоки, которую затем навивают на барабаны. Бортовое кольцо герметически обволакивает диск колеса, прочно удерживая камеру.
• Металлический корд плетут на специальной машине. Затем нарезают на ленты, аналогично технологии текстильного корда с последующим обрезиниванием. Обрезиненный металлокорд наматывают в катушки.

Сборка и вулканизация

После подготовки необходимых компонентов начинается сборка каркаса. Шина изначально имеет вид одной плоскости, боковины и протектор похожи на обернутое полотно. На барабан, равный размеру посадочного диаметра шины, послойно наматываются компоненты:

• герметизирующий слой каучука (для защиты от проникновения воды, воздуха и т.д, это камера в бескамерной шине),
• текстильный корд, укладывается перпендикулярно направлению движения
• по краям полотна кладут укрепляющие слои резиновых лент,
• надеваются металлические бортовые кольца,

• укладка двух слоев металлического корда
• укладка прорезиненных лент наложение протекторной ленты
• затем края заготовки заворачивают, создается полуфабрикат под названием бандаж.

Готовые бандажи по требованию отправляются на вулканизацию. Операция выполняется роботом, который считывает маркировку шины с бандажа, доставляет его в прессформу с соответствующим рисунком протектора и типоразмером.

Внутрь прессформы вставляется резиновый мешок с горячим паром. Под давлением на бандаж с силой в 16 бар, прижимает его края к прессформе, запекая таким образом резину. Наносится рисунок на протектор и маркировка на боковину.

Процесс запекания одной шины составляет 8-12 минут.

В процессе химической реакции сырые слои резиновых лент становятся прочным и эластичным монолитным изделием. После запекания шина охлаждается и отправляется на контроль.

Контроль и тестирование

На этапе визуального контроля работают живые операторы. Это специалисты высокой квалификации, регулярно проходящие дополнительное обучение. Оператор визуально может определить до 130 дефектов шины. Выявленный дефект передается на проверку инженеру по качеству. Подтвердившийся брак сразу разрезается надвое, затем переходит для утилизации. Из бракованных изделий делают коврики в машину, используют в составе покрытий для спортивных и детских площадок и других областях. Шинное производство работает без отходов.

Прошедшие визуальный контроль покрышки переходят на этап автоматического тестирования. Первоначально проверяется соответствие весу, конусности и др. Далее тестирование происходит на специальных барабанах, в камеру закачивается воздух, моделируются условия реальной эксплуатации. Шины, показавшие стандартные характеристики, маркируют и отправляют на склад.

от 6090 р.

Колеса, подлежащие шиповке, отправляются на шиповку. Работа выполняется автоматически: компьютер находит отверстие (альвеол), вставляет шип. Процесс параллельно контролирует оператор, в случае брака или сбоя автомата вызывается мастер по настройке робота или шип доставляется вручную. Длительность шиповки одного колеса от 2 до 4 минут, в зависимости от диаметра шины.

Маркировка шин

В ходе производственного цикла резина проходит несколько видов маркировки, от маркировки резинового полотна, при вулканизации, при передаче колеса на хранение. Внутренняя заводская маркировка нужна для сортировки шин по дате, партии, составу резины, месту хранения. Чаще всего это цветная маркировка продольными линиями, буквенно-цифровыми обозначениями. Впоследствии, при покупке колеса, она не имеет значения.

Маркировка, нанесенная на боковину, предназначена для ориентации в технических параметрах покрышки при покупке шины для различных видов автомобильного транспорта. С учетом незначительных различий, маркировка одинакова для всех стран Европы, имеет много общего с похожей продукцией из США. На боковине среди маркировок можно найти физические размеры шины, сезонность ее использования, информацию о максимальной скорости и допустимой нагрузке, дате выпуска, характерные особенности.

Автовладельцам желательно разбираться в значениях маркировки, взаимосвязи разных свойств шины.

Это поможет не только подобрать правильный типоразмер, а и создать комфорт движения в конкретных климатических условиях, повысить управляемость автомобиля и безопасность на дороге.

При подготовке шин к продаже на них часто наклеивают цветные этикетки с маркировкой шины. Их называют евро этикетками, так как этот стандарт размещения информации на колесах с происхождением из Европы. На них нанесены несколько важных характеристик шины, которые должны помочь автовладельцу с выбором:

Топливная экономичность (от А – максимальная, до F– низкая)

Сцепление с влажной дорогой (от А – максимальный, до G– низкий)

Уровень шума (от 1 – тихая шина, до 3 – высокий уровень).

Продавать шины без маркировки запрещено. С 1 января 2022 года передача любой продукции с кодами происходит через ЭДО.

Контрольные испытания шины

После выхода шины с конвейера контроль ее свойств продолжается, во время хранения и после начала эксплуатации регулярно проводятся исследования свойств резины. Для этого отбираются образцы шин со скрытой маркировкой, тестируются по нескольким критериям:

• ходовые качества
• торможение и разгон
• выполнение поворотов, при заносах, на круговых участках дорог
• уровень шума внутри и снаружи на скорости, на разных дорожных покрытиях
• безопасность движения.

Покрышка тестируется в прямолинейном движении, при выполнении маневров, на сухих и мокрых покрытиях всех видов, в экстремальных условиях; на снежных покрытиях. Тестирование выполняется с заданной повторяемостью, в прямом и обратном порядке. Для тестирования приглашают двоих испытателей, или водителей с практическим опытом. Тесты проводятся ими по отдельности, результаты взаимно перепроверяются. Результаты тестирования документируются, затем показатели работы шины анализируются, для последующей оптимизации.

Процесс производства автомобильных шин: просто о сложном

Изготовление шин для автомобилей представляет собой многоступенчатый процесс, который реализуется в заводских условиях: анализ рынка, разработка цифровой модели и прототипа, подготовка резиновой смеси, сборка, вулканизация и контроль качества. Все этапы по порядку описаны в статье.
Функция этого товара – обеспечение сцепления с дорожным полотном, уменьшение колебаний за счет неровностей, обеспечение комфорта и безопасности передвижения.

Автомобильные шины – обязательный элемент любого колесного транспорта. От качества и вида этого продукта зависит комфортность и безопасность перемещения. В случае утери свойств шины потребуется немедленная ее замена, так как весь автомобиль или грузовик будут непригодны для дальнейшего использования.

Этапы производства от идеи до конечного продукта

Общая технология производства автомобильных шин одинакова на всех предприятиях. Для создания автошины нужно пройти ряд обязательных этапов:

• разработка модели;
• тестирование прототипа;
• подготовка резиновой смеси;
• подбор компонентов шины;
• сборочное производство;
• вулканизация;
• контроль качества.

Каждый из представленных шагов необходим для создания конкурентоспособной продукции, которая будет иметь спрос на рынке. Такой производственный цикл организован на крупнейших предприятиях известных брендов и компаний, как в России, так и за рубежом.

Производство компонентов

Технологический процесс создания шины, кроме прочего, включает в себя несколько параллельных этапов изготовления её компонентов, среди которых:

В качестве материала для каркаса и брекера современных шин служит либо металлокорд, либо стекловолокно. Последнее применяется при изготовлении покрышек класса «премиум», в то время как металлокорд незаменим в моделях, предназначенных для оснащения грузового автотранспорта.

Оборудование для производства шин

С технологической точки зрения производство покрышек – достаточно капиталоемкое вложение. Оно рентабельно, если выпускать от 100 тыс. штук в год с налаженными каналами сбыта.

В комплекс оборудования для производства входят:

• формователи шин;
• холодильные установки;
• протекторная линия;
• обрезатель стального корда;
• намоточная машина;
• линия экструзии;
• крыльевой станок;
• обработчик текстильного корда;
• пресс соединения;
• резиносмеситель;
• экструдер;
• вулканизатор.

Окончательный перечень и количество станков выбираются в соответствии с мощностью и характером производимой продукции.

На заметку. По данным аналитической , существует следующее географическое разделение по объемам производства отечественных шин: 35% производится в ПФО, 28% – в СЗФО, 22% – в ЦФО и 12% – в СФО.

Создание модели

Чтобы автомобильные шины не вызывали недовольства у водителей, при производстве должны быть учтены условия их использования: погода, характер вождения, климат, дорожное покрытие, качество дорог.

Обязательно разрабатывают цифровую модель автошин. Поскольку они работают под действием нагрузок постоянного и переменного характера, важно математически просчитать долговечность отдельных компонентов.

В зависимости от результатов цифровых испытаний подбираются конструкция, состав резиновой смеси, дозировка компонентов и пр. На этой стадии работают технологи и промышленные дизайнеры.

Схема устройства автомобильной шины

Виды шин

В зависимости от размера и типа транспорта выделяют легковые и грузовые покрышки. Принцип изготовления обоих видов аналогичен.

По времени года, которое рекомендуется для использования:

• летние (для температур от +5 градусов);
• зимние (для температур ниже +5 градусов);
• всесезонные.

Отличия есть и в рисунке протектора, который позволяет выделить:

• шоссейные, или автодорожные;
• грязевые, или внедорожные;
• универсальные.

По типу усиления сцепления с дорогой (особенно зимой):

• европейские – для мягких зим с минимальным количеством снега и льда;
• скандинавские, или липучки – усиливают сцепление за счет специального протектора;
• с шипами – оснащенные металлическими элементами для улучшения торможения в условиях снега и льда.

Кроме того, выделяют беспрокольные варианты, выполненные из более жесткой резины.

По направлению протектора также есть разделение на:

• симметричный ненаправленный рисунок;
• симметрично направленный рисунок;
• ассиметричный ненаправленный рисунок;
• ассиметричный направленный рисунок (самые дорогие варианты).

Протектор

Резина нокиан турес нордман 7

Назначение покрышек — вопрос достаточно простой, хоть и достойный обсуждения. Однако знаний одного только назначения этого неотъемлемого элемента недостаточно. Важным вопросом также является состав современной шины, а также назначение всех элементов, которые в него входят.

Основой современной шины является протектор. Именно от рисунка протектора, его высоты, типа и прочих данных зависит уровень управляемости машины на сухом и влажном покрытии и, как следствие, безопасность всех людей, находящихся в салоне авто.

Протектор зависит, прежде всего, от того, где в итоге будет эксплуатироваться автомобиль. К примеру, возьмем для рассмотрения летние покрышки для передвижения по асфальту. Протектор у них имеет небольшую высоту и рисунок прямоугольного типа с диагональными отсечениями. Небольшая высота предназначена для того, чтобы снизить шумность при езде по асфальту, а также уменьшить биение, приходящееся на руль, и нагрузку на детали подвески. Отсечения выполняются в таком виде для того, чтобы осуществлять выдавливание воды из пятна контакта при проезде луж: это предотвратит аквапланирование и риск уйти в занос.

, как правило, имеет более сложный рельеф и большую высоту протектора. Это логично объясняется тем, что такая шина предназначена не для передвижения по сухому асфальту, а активного преодоления гололеда и снежных преград. Здесь большую роль играет именно сцепление с дорогой при движении по снежному покрытию, поскольку оно имеет свойство скользить и создавать серьезную помеху водителю при езде.

Отдельной категорией шин является внедорожный тип. Такие модели предназначаются, прежде всего, для езды по глубокому снегу, грязи и болотистой местности. Главная задача такого протектора — всеми усилиями не дать колесу проскальзывать и пробуксовывать, а также активно вытеснять грязь и снег из пятна контакта.

Такие шины чем-то напоминают тракторные, они имеют протектор крайне большой высоты и размеров. Очевидно, что такая резина обладает большой шумностью, а при передвижении на большой скорости ездовые характеристики машины будут оставлять желать лучшего. Однако при проезде бездорожья такие шины являются незаменимыми, поскольку обеспечат отличную проходимость и управляемость на сухой и жидкой грязи.

Подготовка резиновой смеси

Более 80% шины состоит из смеси резиновых компонентов, наполнителей и специальных присадок. Точный состав хранится в строжайшей тайне и является конкурентным преимуществом каждого конкретного производителя.

Рецепты насчитывают до 20 составляющих в строгих пропорциях. Баланс компонентов обеспечивает уникальный набор свойств готовой продукции.

На этой стадии полученная масса тщательно перемешивается и нагревается до 120 градусов.

Необходимое сырье

Можно выделить ряд основных компонентов, которые используются на этапе смешения для производства автопокрышек:

1. Каучук – материал природного или промышленного производства (синтетический), составляющий основу будущего изделия (40-50% от всего объема).
2. Технический углерод, или по-другому сажа, нужен для придания прочностных характеристик. Благодаря этому компоненту шины становятся черными (25-30%).
3. Силикат, или диоксид кремния (около 10%).
4. Сера – элемент, который нужен для сцепления молекул полимера во время вулканизации.
5. Специальные добавки, вулканизирующие агенты и модификаторы для достижения заданных свойств.
6. Масла – для придания однородности смеси (10-15%).

Подбор компонентов шины

Конструкция автомобильной покрышки напоминает пирог, слои которого последовательно накладываются друг на друга. Помимо резиновой смеси покрышка состоит из:

• стального брекера;
• текстильного корда, который также проходит процесс обрезинивания;
• стальных бортовых колец.

В общей сложности могут применяться до 30 элементов, позволяющих усилить готовую конструкцию.

На этой стадии нужно подготовить резиновые заготовки, нарезанные по требованиям геометрии конструкции. Эти элементы изготавливают в цеху перемешивания в специальных низкотемпературных печах.

Отдельно изготавливается протектор из более прочной резины с нанесением нужного рисунка. Для этого используются экструдеры, которые формируют ленту, и оборудование для нарезки протектора под углом.

Сборочное производство

Сборка автомобильных шин происходит на специальных вращающихся барабанах, которые еще называют сборочным станком. Центральная часть этого оборудования увеличивается для того, чтобы придать покрышке нужную форму. Отдельно собираются каркас шины (которому придается форма профиля шины) и брекерный пакет (многослойная кордовая конструкция).

Соединяя обе эти части, получают «сырую шину».

Сборка и вулканизация

Заключительным этапом производства автопокрышки является сборка. Данная технологическая процедура выполняется методом наложения слоев каркаса, боковин, борта и протекторной части, и осуществляется на специальном сборочном барабане. После компоновки и придания нужной формы все составляющие элементы соединяются в монолитную конструкцию посредством процедуры вулканизации. Далее изделие проходит необходимые проверки, маркируется и отправляется на рынки по всему миру.

Вулканизация

Процесс проходит в специальных аппаратах – пресс-вулканизаторах. Они нужны для реализации химической реакции, в ходе которой каучук за счет содержащейся в резиновой смеси серы переходит из пластического в эластичное состояние.

Технологический процесс проводится при высоких температурах (порядка 170 градусов) и давлении (20 бар) с участием воды и водяного пара. «Сырая шина» распирается с внутренней стороны и прижимается к пресс-форме специальной диафрагмой. После окончания вулканизации автопокрышка приобретает конечные геометрические и эксплуатационные параметры. В среднем на одну заготовку нужна обработка в течение 10-15 минут для легковых и 60-70 минут для грузовых аналогов.

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.

Контроль качества

Заключительный этап на производстве – контроль заявленных параметров на оборудованных стендах и визуальный контроль. По партии выборочно проверяются параметры: форма, неоднородность и радиальное биение в разных плоскостях.

После тестирования и маркировки (типоразмер, индекс скорости, нагрузки) покрышка отправляется на склад готовой продукции и дистрибуцию. Отбракованные шины отправляют на ремонт или переработку.

Бизнес в тему: Как открыть цех по переработке шин.

Автоматическое тестирование и визуальный контроль

Это заключительные этапы. Для начало колесо проверяют на специальных барабанах, имитирующие реальную нагрузку. Так крутят несколько часов (если не дней).

НО это еще не все, не должно быть вообще никаких повреждений протектора и корда колеса, поэтому далее идет визуальный контроль. Его делают специалисты высокого уровня, у них что говорится уже руки «набиты» определяют брак с «закрытыми глаза» (если так можно выразится). И только, после этого колеса собирают в комплекты и отправляются покупателям. Именно поэтому брака на производстве меньше 1%.

Опять же проверка готовой продукции, процесс многоступенчатый, и нам не все показали.

Обязательная маркировка шин

С 2021 года автомобильные шины вошли в перечень товаров, которые подлежат обязательной маркировке. Эта мера принята для того, чтобы снизить количество контрафактной продукции на рынке.

Технология маркировки – RFID-метки, которые работают бесконтактным способом. Ее наличие подтверждает качество товара и надежность поставщика. За счет того, что каждая метка уникальна, будет возможным проследить информацию о передвижении товара на всем жизненном цикле: от производства до утилизации.

На заметку. Согласно исследованию компании TEBIZ GROUP, лидером импортных поставок в 2021 году стали покрышки из Китая (более 46% от всего объема импорта).

Из чего делают шины для машины

Производители покрышек скрывают точную рецептуру их изготовления. Основные же составляющие остаются неизменными. Характеристики разных моделей отличаются. Это необходимо учитывать при выборе покрышек для машины.

Виды резины

Независимо от производителя, на рынке представлены шины из материалов двух видов. Их технические характеристики практически не отличаются. Виды резины:

1. Из натурального сырья. В основе состава лежит растительный каучук. Он является натуральным веществом, которое добывают из сока деревьев. На начальном этапе производства автомобильных шин использовался только каучук растительного происхождения.
2. Из синтетического сырья. Современные покрышки делают из каучука, изготовленного на производстве с использованием химических веществ. Материал устойчив к маслам растительного и животного происхождения. Изделия, изготовленные из синтетического каучука, хорошо удерживают воздух. Благодаря этому материал получил широкое распространение при изготовлении покрышек автомобиля.

Резина, изготовленная из натурального или синтетического сырья, используется на авто по всему миру. Производителям выпускают шины с разными техническими характеристики, благодаря внесению изменений в состав резины. Так удается улучшить сцепление колес с сухой, мокрой или обледенелой поверхностью.

Химический состав

Точный химический состав и рецепт у каждого производителя отличается. Компании не разглашают ингредиенты и точную их дозировку. Известны основные составляющие, используемые для производства покрышек. К ним относятся каучук, кремниевая кислота, технический углерод, смолы и масла.

Что такое натуральный каучук

Сырье представляет собой эластичный материал, имеющий водоотталкивающие свойства. Натуральный каучук добывают из сока деревьев. Для этого на коре растений делают надрезы. После сборки жидкость отправляют на переработку.

Из натурального сырья производят латекс. Он используется для изготовления различных резиновых изделий, в том числе и покрышек авто. Чтобы получить латекс, натуральный сок деревьев смешивают с кислотой. В итоге получается густая эластичная масса.

Из латекса удаляют лишнюю влагу. Для этого массу помещают под пресс или пропускают ее через прокатные валы. Так удается получить чистый латекс из природного сырья.

Другие элементы состава шин

Помимо каучука при изготовление покрышек добавляют в состав другие элементы. Они необходимы для улучшения прочностных свойств изделия и изменения его технических характеристик. Производители добавляют в состав следующие ингредиенты:

1. Технический углерод. Массовая доля вещества может составлять до 30%. Технический углерод необходим для улучшения прочностных характеристик резины. Колесо машины становится устойчивым к истиранию при движении по покрытиям различного качества.
2. Кремниевая кислота. Улучшает степень сцепления колес с мокрым дорожным покрытием. Производители используют ее в качестве заменителя технического углерода. Это связано с тем, что кремниевая кислота имеет более низкую стоимость. Следует учитывать, что покрышки, изготовленные с содержанием кремниевой кислоты, менее устойчивы к истиранию.
3. Масла и смолы. Применяются для улучшения эластичных свойств резины. Производители вносят в состав добавки такого типа для достижения мягкости покрышки. Это востребовано в шинах, предназначенных для зимнего использования.
4. Секретные ингредиенты. Производители добавляют в состав специализированные химические вещества. Они позволяют изменить характеристики резины. Так удается улучшить управляемость автомобиля, уменьшить тормозной путь и т.д.

Массовая доля составляющих у продукции разных производителей отличается. При подборе шин учитывают их характеристики.

Поэтапный процесс производства покрышек

Способ изготовления у разных компаний может отличаться. Благодаря современному оборудованию, удается автоматизировать некоторые процессы. Основные этапы производства покрышек:

1. Переработка сока деревьев в латекс.
2. Удаление лишней влаги из эластичного материала.
3. Измельчение латекса.
4. Вулканизация. Для прохождения этого процесса латекс смешивается с серой.

После вулканизации с добавлением нужных ингредиентов удается получить резину, устойчивую к истиранию и высоким температурам. Из нее изготавливают автомобильные покрышки.

Современная резина для шин

Рост количества транспортных средств привел к недостатку натурального каучука. В результате был изготовлен синтетический материал. По своим свойствам он не уступает растительному каучуку.

Современные покрышки сделаны из резины, которая имеет в своем составе натуральный или синтетический каучук. На характеристики изделий больше влияют дополнительные ингредиенты. Несмотря на это, стоимость покрышек из натурального каучука выше, чем из синтетического.

Как собирают шины

Для сборки покрышек используются специализированное оборудование. Количество и тип станков подбирается отдельно для каждого случая в зависимости от мощностей производства.

Покрышки состоят из металлического каркаса и резины. Это позволяет придавать изделию нужно форму. Конструкция покрышек разных производителей отличается.

Современные шины изготавливают из натурального или синтетического каучука. Для улучшения характеристик резины в состав включают специализированные добавки. Так удается уменьшить тормозной путь и улучшить управляемость транспортного средства, независимо от качества дорожного покрытия.

Вопросы и ответы:

Кто придумал резину? Чарльз Гудьир. В 1839 году этот изобретатель, смешивая сырой каучук с серой, и нагревая эту смесь, открыл способ стабилизации эластичности каучука.

Что входит в состав покрышки? Она состоит из корда (металл, текстильная или полимерная нить) и резины. Сама резина может иметь разное содержание каучука (зависит от сезонности, индекса скорости и нагрузки).

Как делают шины для машин? На корд из невулканизированной резины припаивается протектор. Создается металлический каркас из прорезиненной проволоки (борт колеса). Все части вулканизируются.

Источник https://4kolesa.online/blog/shiny/kak-shiny-stali-obraztsom-inzhenernogo-iskusstva/

Источник https://zelactive.ru/utilizaciya-i-pererabotka/oborudovanie-dlya-proizvodstva-pokryshek.html

Источник https://avtotachki.com/iz-chego-delayut-shiny-dlya-mashiny/