АГРЕГАТ ДЛЯ ВЫПУСКА ПРОТЕКТОРНЫХ ЗАГОТОВОК ПНЕВМАТИЧЕСКИХ ШИН

Полезная модель относится к шинной промышленности, может быть использована при изготовлении новых шин и при восстановлении изношенных пневматических шин. Предназначена для сборки протектора пневматических шин с абразивными элементами (гранулами) в его рисунке и сборки протекторных заготовок с гранулами, применяемых для сборки шин при их производстве по традиционной технологии и применяемых для изготовления вулканизованных протекторных лент при модульной технологии производства шин и восстановлении изношенных шин «холодным» способом.
Известны агрегаты (установки) типа Orbitread для сборки протектора восстанавливаемых шин методом навивки узкой ленты резиновой смеси (см. В.Е.Евзович. Восстановление изношенных пневматических шин. Автополис-плюс. М. 2005, стр.372-386). Они содержат экструдер для выпуска узкой ленты и устройство для навивки ее на вращающуюся заготовку шины с программируемым шагом, меняя который обеспечивают необходимую толщину и профиль протектора. Однако они не позволяют собирать протектор наполненный абразивными элементами (гранулами абразива), повышающими сцепление шины со скользким дорожным покрытием.
Известна другая установка (агрегат), содержащая экструдер с устройством для навивки узкой шприцованной ленты резиновой смеси на вращающуюся заготовку шины и устройство для нанесения гранул абразива на ленту резиновой смеси перед навивкой ее на шину (см. RU.2176958 С2, опубликован 20.12.2001).
Однако эта установка, предназначенная для сборки протектора методом навивки узкой ленты резиновой смеси, не позволяет производить сборку протектора методом навивки широкой ленты, отличающимся более высокой производительностью (см. В.Е. Евзович. Восстановление изношенных пневматических шин. Автополис-плюс. М. 2005, стр.369-370). Устройство этой установки для нанесения гранул абразива не позволяет наносить их на широкую ленту резиновой смеси, применяемую при послойной сборке протектора шины лентами переменной ширины с абразивными гранулами (см. RU 2347678 С1, опублик. 27.02.2009) и необходимую при сборке протекторных заготовок с гранулами для производства шин традиционным способом и изготовления вулканизованных протекторных лент для модульной технологии производства шин и для восстановления тин «холодным» способом.
Использование этой установки в существующем шинном производстве требует либо изменения конструкции применяемых сборочных агрегатов, либо встраивания этой установки в действующую технологическую линию в качестве дополнительной единицы с соответствующим увеличением трудовых затрат, в т.ч. на перестановку заготовки шины со станка на станок, и снижением производительности.
Устройство для нанесения гранул абразива регулирует лишь массу (объем) гранул, наносимых в единицу времени, а не их количество, и не обеспечивает равномерное, задаваемое распределение гранул в протекторе шины, не может сепарировать гранулы по размерам, наносить только однородные гранулы заданного размера, отделяя мелкие, неэффективные гранулы и крупные гранулы, способные к выкрашиванию во время эксплуатации шины и интенсивно разрушающие дорожное покрытие.
Техническим результатом заявленной полезной модели является увеличение однородности и срока службы шины, возможность встраивания ее в существующее производство шин без изменения технологического процесса сборки шины и сборочного оборудования, а также расширение области применения протектора с абразивными гранулами в модульной технологии производства шин и для восстановления изношенных шин современным «холодным» способом с применением предварительно вулканизованных протекторных лент с рисунком, наполненным абразивными элементами.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что в агрегате для выпуска протекторных заготовок для сборки протектора пневматических шин с абразивными гранулами, содержащем оборудование для выпуска ленты протекторной резиновой смеси, устройство для сборки протектора и устройство для нанесения на ленту резиновой смеси абразивных гранул, согласно полезной модели последнее устройство выполнено в виде вращающегося пневмовакуумного перфорированного барабана.
На фиг.1 изображена общая схема агрегата; на фиг.2 - схема устройства нанесения гранул на ленту протекторной смеси с вращающимся перфорированным барабаном; на фиг.3 - схема собранной протекторной ленты-заготовки из слоев резиновой смеси с абразивными гранулами, формирующих изнашиваемую беговую часть протектора; на фиг.4 - схема собранной полнопрофильной протекторной ленты-заготовки, которая состоит из заготовки изнашиваемой беговой части протектора с абразивными гранулами и слоев без гранул, формирующих неизнашиваемую беговую часть протектора и подканавочный слой.
Агрегат функционирует следующим образом. Трехвалковый каландр (2), или другой профилирующий аппарат, выпускает калиброванную ленту протекторной резиновой смеси (3) переменного сечения, необходимого для сборки протекторной заготовки. Калибр каландрованной ленты, определяемый размерами гранул, 2-3 мм., автоматически корректируется с учетом толщины собираемой протекторной заготовки. Ширина ленты регулируется изменением расстояния между дисковыми ножами устройства реза (1) нижнего валка каландра. Ленту для сборки заготовки протектора выпускают переменной ширины. Изменение расстояния между ножами устройства (1) при выпуске лент переменной ширины программируется с учетом профиля собираемой заготовки протектора. Ширина ленты первого слоя равна ширине беговой дорожки по пресс-форме, ширина последнего слоя равна периметру профиля короны заготовки шины. Расстояние между ножами при резе средних слоев протекторной заготовки автоматически меняется с равным шагом, соответствующим количеству слоев. Количество лент, необходимых для сборки протекторной заготовки, программируется с учетом ее толщины и выбранным калибром ленты. Лента резиновой смеси необходимого сечения подается отборочным транспортером (4) к устройству (8) нанесения абразивных элементов (28).
Устройство нанесения гранул на ленту протекторной смеси переменной ширины (фиг.2) состоит из емкости (27), заполненной абразивными гранулами (28) и погруженного в нее вращающегося перфорированного барабана (20), ось вращения которого расположена в горизонтальной плоскости. Привод вращения барабана осуществляется от ведомого вала транспортера (4) с помощью цепной передачи, синхронизирующей линейную скорость движения наружной, рабочей поверхности вращающегося барабана со скоростью подачи ленты резиновой смеси.
В цилиндрической стенке перфорированного барабана (20) выполнены конические отверстия (22). Размер и распределение отверстий соответствует размеру применяемых абразивных гранул и задаваемому распределению их на ленте резиновой смеси. Например, плотность отверстий в стенке барабана от 3 до 5 шт.на 1 кв. см., диаметр проходного сечения 1,5-2 мм. по внутренней поверхности барабана с наклоном стенок 25-30°. При толщине стенки барабана 2 мм. диаметр входного сечения отверстия по наружной стенке барабана 3-4 мм. Неподвижный полый вал (23), вокруг которого вращается барабан (20), расположен в горизонтальной плоскости. Внутренняя полость барабана разделена тремя неподвижными перегородками (24), расположенными вдоль оси вращения барабана, или полого вала (23), и герметично отделяющими нижнюю вакуумную камеру (V), погруженную в емкость (27) с гранулами, от выступающей над емкостью верхней пневмокамеры (Р) и камеры с атмосферным давлением (А) - переходной от камеры Р к камере V по ходу вращения барабана. Две первые камеры соединены с соответствующими трубопроводами, проложенными внутри полого вала (23): нижняя камера (V) соединена с вакуумной линией, верхняя камера (Р) - с линией подачи сжатого воздуха. Герметичный скользящий контакт между торцевыми поверхностями перегородок (24) и внутренней поверхностью барабана обеспечивается прокладками из маслостойкой резины (25) и вакуумной смазкой. Таким же образом обеспечивается герметичный скользящий контакт между поверхностью полого вала (23) и посадочными отверстиями в торцевых стенках барабана (20). Разряжение в нижней камере (V) ~50% нормального атмосферного давления, или ~380 мм.рт.ст., давление сжатого воздуха в пневмокамере +2 бара. Нижняя часть перфорированнго барабана на 1/3 его диаметра погружена в емкость (27). При этом поверхность барабана в зоне вакуумной камеры (V) полностью погужается в гранулы (28), находящиеся в емкости. Скорость вращения барабана 0,5-1 оборот/мин, позволяет при указанном разряжении в камере (V) отделить мелкие гранулы (менее проходного сечения отверстий 1,5 мм), которые всасываются в камеру (V) и затем удаляются. Гранулы размерами более входных отверстий 4 мм. остаются в емкости (27). Гранулы средних размеров 2-3 мм. (26) удерживаются вакуумом в конической полости отверстий (22) и выносятся при вращении барабана в пневмокамеру (Р), выступающую из емкости с гранулами, где гранулы сжатым воздухом выдавливаются из отверстий на поверхность ленты резиновой смеси (3), скорость движения которой вдоль агрегата равна линейной скорости вращения барабана. Группа роликов (9), расположенных над поверхностью верхней части барабана, выступающей из емкости с гранулами, плотно прижимает ленту (3) к поверхности барабана над пневмокамерой. Указанного выше давления воздуха +2 бара достаточно, чтобы обеспечить первоначальное крепление гранул на поверхности ленты резиновой смеси (21). При меньшем давлении гранулы выкрашивются, при большем - воздух отодвигает ленту от поверхности барабана, крепление гранул на поверхности ленты ухудшается. Система прикаточных роликов (10) фиксирует положение гранул в ленте резиновой смеси (11).
Двумя цилиндрическими обечайками (19), расположенными на внешней поверхности барабана (20) в его торцевых зонах с возможностью перемещения вдоль оси барабана, регулируют ширину его рабочей поверхности нанесения абразивных гранул, соответствующую ширине ленты резиновой смеси. Между наружной поверхностью барабана (20) и внутренней поверхностью обечаек (19) обеспечивается герметичный контакт с помощью их прецизионной подгонки и вакуумной смазки.
В результате гранулы располагаются в строго заданном перфорацией барабана положении и размер их достаточно однородный. Отсеянные гранулы могут снизить однородность и качество шины: мелкие гранулы, менее 1,5 мм., могут снизить сцепление шины с дорогой, крупные гранулы, более, 3 мм., могут выкрашиваться из рисунка протектора во время эксплуатации и интенсивнее разрушать дорожное покрытие. Лента резиновой смеси с гранулами (11) из устройства (8) поступает на отборочный транспортер (12) и затем либо:
-1. На приемный транспортер (14) и закаточное устройство (16), где навивается с прокладочным материалом на бобины, которые внутрицеховым транспортом подают к сборочному агрегату для послойной навивки на собранный брекерный браслет на брекерно-протекторном барабане агрегата.
- 2. На возвратный транспортер (7), с которого вновь поступает на приемный транспортер (4), где устройством (6) дублируется со следующим слоем протекторной заготовки - каландрованной лентой резиновой смеси (3), соответственно, увеличенной ширины. Длина транспортера (7) регулируется кратно длине выпускаемых протекторных заготовок. Дублированная лента подается на вращающийся перфорированный барабан (20). На нижний свежий слой ленты во время контакта ее с поверхностью барабана наносятся абразивные гранулы указанным выше способом и затем фиксируются в ней системой прикаточных роликов (10). Описанный цикл дублирования повторяется до получения заготовки (кольца) необходимой елейности для формирования изнашиваемой беговой части протектора (до индикаторов его износа). Собранное кольцо разрезается устройством (13) и подается транспортером (12) на второе устройство (13), где раскраивается по длине, соответствующей длине сбираемого брекрно-протекторного браслета или пресс-формы, в которой будут вулканизоваться протекторные ленты.
Для защиты рабочей поверхности пресс-формы от повреждения абразивными элементами собранную заготовку изнашиваемой беговой части протектора (фиг.3) по всему периметру покрывают слоем резиновой смеси (29) толщиной 0,5-1,5 мм, не содержащим гранул. Для этого устройство (8) снабжено аппаратурой, отключающей (перекрывающей) вакуумную линию и подачу сжатого воздуха в камеры перфорированного барабана. В начале цикла на каландре (2) выпускают защитную ленту протекторной резиновой смеси указанного калибра, ширина и длина которой равны ширине и длине беговой дорожки заготовки протектора по пресс-форме. Эта лента, пройдя временно отключенное устройство (8), поступает на возвратный транспортер (7). Затем после включения пневмовакуумных линий устройства (8) защитная лента без гранул (5) подается в устройство (6), где дублируется с первым слоем беговой дорожки, наполняемым затеем гранулами в устройстве (8). В конце цикла выпускают защитную ленту без гранул шириной, равной ширине нижнего основания и боковых поверхностей протекторной заготовки; и вновь отключают устройство (8). Затем эту ленту дублируют с основанием протекторной заготовки в устройстве (6), а в устройстве (10) - с ее боковыми поверхностями.
Эта же аппаратура позволяет производить сборку полнопрофильной протекторной заготовки (фиг.4) со слоем протекторной резиновой смеси без гранул (30) для формирования неизнашиваемой беговой части протектора в основании его рисунка, включая перемычки индикаторов износа, а также с подканавочным слоем без гранул (31). Для сборки шин, восстанавливаемых «горячим» способом и для вулканизации протекторных лент для «холодного» восстановления шин протекторные заготовки изготавливают без слоя подканавочной резиновой смеси (31) или с этим слоем уменьшенного калибра, равного толщине удаленной части подканавочного слоя восстанавливаемой шины во время срезки и шероховки протектора. Если для сборки протекторной заготовки применяют разные резиновые смеси для изнашиваемой и неизнашиваемой частей рисунка протектора и его подканавочного слоя, то в состав агрегата включают соответствующее формующее оборудование для выпуска лент, формирующих указанные слои.
Собранные, раскроенные по длине отрезным устройством (13) протекторные заготовки (18) ленточным конвейером (17), или другим межоперационным транспортом, подают либо к сборочному агрегату для наложения на брекерный браслет на брекерно-протекторном барабане или на заготовку новой шины на второй позиции сборочного агрегата, либо для наложения на восстанавливаемую шину на шиновосстановительном сборочном оборудовании, либо к прессам для вулканизации протекторных лент. Все эти операции выполняют с применением штатных технологий и сборочного оборудования, без каких либо их изменений.
Сборку шин и с применением заготовок изнашиваемой беговой части протектора с гранулами (фиг.3) производят в два этапа (см. RU 2347673 C1): вначале на брекерный браслет накладывают профилированную протекторную заготовку без гранул, содержащую элементы из резиновых смесей, формирующие минибоковины, подканавочный слой и неизнашиваемую часть протектора (основание рисунка протектора, включая индикаторы износа), а затем накладывают указанную заготовку изнашиваемой беговой части протектора с гранулами.
Полезная модель позволяет осуществлять сборку протектора, содержащего абразивные элементы (гранулы) в его изнашиваемой части, перспективным способом навивки широкой ленты резиновой смеси, обеспечивающим повышение производительности по сравнению с применяемым способом навивки протектора узкой лентой. Обеспечивает равномерное, задаваемое распределение однородных гранул заданных размеров в протекторе шины. Увеличивает однородность шины, ее сцепление со скользким покрытием дороги, снижает интенсивность разрушения последней. Обеспечивает возможность изготовления вулканизованных протекторных лент с абразивными гранулами для модульной технологии изготовления шин и для «холодного» способа восстановления шин. Легко встраивается в существующее производство шин без изменения технологического процесса сборки шины и сборочного оборудования, не снижая их производительности.
1. Агрегат для выпуска протекторных заготовок пневматических шин с абразивными гранулами в рисунке протектора, включающий оборудование для профилирования деталей протекторной заготовки, устройство для нанесения абразивных гранул на поверхность деталей протекторной заготовки, устройство для прикатки абразивных гранул к деталям протекторных заготовок, устройство для раскроя по длине и закатки протекторных заготовок, отличающийся тем, что, устройство для нанесения абразивных гранул содержит вращающийся вокруг горизонтальной оси синхронно с линейной скоростью протекторной заготовки перфорированный цилиндрический барабан, во внутренней полости которого установлены устройства для вакуумирования и подачи сжатого воздуха к рабочей поверхности перфорированного барабана, причем размер и распределение отверстий перфорированного барабана соответствует требуемому размеру абразивных гранул и заданному распределению их на поверхности деталей протекторной заготовки.
2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что отверстия в стенке перфорированного барабана выполнены коническими с диаметром нижнего основания по наружной поверхности стенки барабана 3-4 мм., верхнего основания по внутренней поверхности 1,5-2 мм, в количестве 3-5 шт.на 1 кв.см.
3. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что часть поверхности вращающегося перфорированного барабана находится в емкости с абразивными гранулами, а над поверхностью барабана, выходящей из емкости с абразивными гранулами, расположены ролики прижимающие к поверхности барабана ленту протекторной заготовки и ролики, прикатывающие к ней абразивные гранулы.
4. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что во внутренней полости барабана размещены три изолированные друг от друга камеры, расположенные вдоль оси барабана, при этом камера, которая находится в зоне погружения барабана в емкость с абразивными гранулами, соединена с вакуумной линией, вторая по ходу вращения барабана - с линией подачи сжатого воздуха, средняя камера - переходная от камеры с сжатым воздухом к вакуумной камере - с атмосферой.
5. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что вакуум выполнен на уровне 50% нормального давления - 380 мм.рт.ст., а скорость вращения барабана 0,5-1 оборот/мин, обеспечивающие засасывание и удержание абразивных гранул в конических отверстиях в стенке барабана.
6. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что давление сжатого воздуха выполнено на уровне 2 бара, обеспечивающем первоначальное крепление абразивных гранул к поверхности детали протекторной заготовки перед их прикаткой.