Технологический процесс ремонта автомобильных шин (технологический раздел дипломного проекта)

СОДЕРЖАНИЕ

3 Технологический раздел
3.1 Анализ условий работы и дефектов детали
3.2 Ремонт автомобильных шин
3.2.1 Устранение дефектов шин
3.2.2 Ремонт покрышек с местными повреждениями
3.3 Выбор рационального способа устранения дефекта
3.4 Разработка технологического процесса восстановления
3.5 Определение норм времени


3.2 РЕМОНТ АВТОМОБИЛЬНЫХ ШИН
3.2.1 УСТРАНЕНИЕ ДЕФЕКТОВ ШИН

Своевременное устранение мелких повреждений шин снижает затраты на их ремонт, предупреждает их дальнейшее разрушение и повышает их пробег на 5…10%. При нормальной эксплуатации шин каркас надежно служит в 2…3 раза больше срока службы протектора новой шины, т.е. позволяет эффективно эксплуатировать шины с восстановленным 2…3 раза протектором.
При ремонте автомобильных шин применяют починочный материал (резиновый и резинотканевый): требующий горячей вулканизации – резину: протекторную листовую (толщиной 2 мм для заполнения по-вреждений протектора и боковин покрышек), вальцованную (толщи-ной 10 мм для наложения протектора навивкой узкой ленты) и в виде профилированных лент различных размеров (для наложения нового протектора); листовую прослоечную (толщиной 0,9 и 2,0 мм для обеспечения связи между починочным материалом и покрышкой) и камерную (толщиной 2,0 мм для ремонта камер); клеевую вальцованную (для изготовления резинового клея); обрезиненный корд (для ремонта каркаса покрышки и изготовления пластырей) и прорезиненный чофер (для ремонта бортов покрышек и пяток вентилей);
самовулканизирующий – пластыри резинокордовые с адгезив-ным слоем (для усиления поврежденных участков покрышек) и рези-новые с адгезивным слоем (для ремонта камер и герметизирующего слоя бескамерных шин); грибки резиновые вулканизированные с ад-гезивным слоем (для заделки проколов); клей самовулканизирую-щийся (для смазки ремонтируемых участков перед установкой само-вулканизирующихся пластырей или грибков).
Физико-механические показатели основных резиновых материа-лов приведены в таблице 3.4 и 3.5.

Таблица 3.5 – физико-механические показатели шиноремонт-ных резин

Показатели  Резина
 протек-торная прослое-чная камер-
ная тепло-
стой-
кая клее-
вая
Предел прочности при растяжении (не менее), МПа
Относительное удлине-ние при разрыве, %:
не менее
не более
Относительное остаточ-ное удлинение (не бо-лее), %
Сопротивление раздиру (не менее), Н/см
Твердость, усл. ед.

Удельный износ (не бо-лее), м /ТДж
Прочность связи при расслоении образцов по-сле вулканизации (не менее), Н/см:
невулканизированной прослоечной и вулкани-зированной протектор-ной резиной
невулканизированной и вулканизированной ка-мерной резиной  14

Таблица 3.4 – Механические показатели резины
Резина на осно-ве Эластичность, % Динамический модуль, МПа Предел прочно-сти при растяже-нии, МПа
НК
СКД
СКД+НК
СКД+СКИ-3
Наирит
СКС-30-1
СКС-30
СКН-26-1
СКН-40 69
52
50
50
42
42
42
25
23 3,0
9,6
10,0
10,0
7,7
12,0
13,2
21,0
26,0 26,0
21,0
22,4
22,3
30,8
34,8
25,7
32,0
35,9
 
Установлены следующие виды ремонта автомобильных шин: местный, при котором устраняются местные повреждения, и восста-новительный, предусматривающий наложение нового протектора взамен изношенного. В зависимости от характера местных поврежде-ний, их размеров и конструкции шин устанавливается первый или второй вид ремонта; от технического состояния шин различают два класса восстановительного ремонта.

3.2.2 РЕМОНТ ПОКРЫШЕК С МЕСТНЫМИ ПОВРЕЖДЕНИЯМИ

Технологический процесс устранения местных повреждений по-крышек состоит из следующих операций.
Очистка и мойка – выполняется теплой водой в специальных моечных машинах или вручную с помощью волосяных щеток.
Сушка – предназначена для удаления влаги. Производят в су-шильных шкафах при температуре 40…60°С в течение 2 часов. До-пустимая влажность каркаса не должна превышать 3…5 %. Наличие влаги может привести к образованию паровых мешков и расслоению каркаса.
Подготовка поврежденных участков – включает удаление отсло-ившейся резины и разорванных нитей корда по всей глубине повреж-дения. В зависимости от вида повреждения применяют способ ре-монта вставкой в рамку для легковых автомобилей и внутреннего, наружного или встречным конусом для грузовых автомобилей. Не-сквозные повреждения с наружной стороны покрышки вырезают на-ружным конусом, а с внутренней – внутренним конусом. При сквозном повреждении вырезку осуществляют встречным конусом в два этапа – вначале вырезают повреждения наружным конусом, а затем внутренним, а место стыка конусов выреза должно находиться на уровне брокера покрышки. Вырезка в рамку – это ступенчатое удаление слоев каркаса с высотой ступеньки 20 мм вдоль нитей корда и 10 мм поперек них. Преимущества способа: возможность почти полного восстановления прочности каркаса и минимальное нарушение сбалансированности покрышки, а недостаток – значительная трудоемкость. Для удобства доступа к внутренней части покрышки при вырезании сквозных повреждений используют механические, гидравлические или пневматические борторасширители, распорки и специальные болванки, а поврежденные участки вырезают остро заточенными ножами, смоченными водой.
Шерховка внутренних и наружных участков покрышки предна-значена для увеличения прочности соединения починочных материа-лов с покрышкой. внутренние поверхности покрышки обрабатывают
дисковой проволочной щеткой (граница обработки отстоит на 20…30 мм от краев накладываемого пластыря), а наружные – игольчатой шарошкой и дисковой проволочной щеткой (обработке подвергают зону вырезки повреждения и часть покрышки вокруг нее на расстоя-нии 7…10 мм). Проколы очищают электродрелью (диаметр сверла должен быть примерно на 1 мм больше размера прокола) или круг-лым рашпилем.
Нанесение клея и сушка – наносят клей двумя слоями кистью с короткой жесткой щетиной тонким сплошным слоем, без потеков. Первый слой наносят клеем малой концентрации, в котором соотно-шение резины и бензина по массе составляет 1 : 8, и второй слой – клеем высокой концентрации 1 : 5. После каждой промазки клеевую пленку сушат в сушильном шкафу при температуре 30…40°С в тече-ние 25…30 мин. Качество сушки проверяют мягкой кистью – волоски не должны прилипать к хорошо просушенной поверхности.
Подготовка починочного материала. Резиновые починочные ма-териалы протирают бензином и сушат под вытяжным устройством. При потере ими клейкости на них наносят клей концентрацией 1 : 8 один раз с двух сторон и просушивают.
Заделка повреждений – процесс наложения подготовленного починочного материала на ремонтируемые участки с последующей прикаткой роликом. Место вырезки при заделке несквозного наружно-го повреждения до двух слоев каркаса обкладывают прослоечной ре-зиной 0,9 мм и тщательно прикатывают роликом. Полость вырезанно-го конуса в области каркаса заполняют слоями прослоенной резины толщиной 2 мм. Размер каждого слоя соответствует размеру того пояса конуса, на который слой укладывается. Каждый слой тщатель-но прикатывают роликом, а образовавшиеся вздутия прокалывают

шилом. В области протектора полость конуса заполняют слоями про-текторной резины. Починочная резина должна быть выше поверхно-сти покрышки на 2…3 мм для обеспечения опрессовки при вулкани-зации. Если повреждены более двух слоев каркаса покрышки, то с ее внутренней стороны накладывают пластырь, который предваритель-но покрывают прослоечной резиной. Центр пластыря должен совпа-дать с центром выреза. Края наложенного пластыря обкладывают лентой из прослоечной резины толщиной 0,9 мм и шириной 25…30 мм. Пластырь тщательно прикатывают роликом. Если необходимо осуществить заделку несквозного внутреннего повреждения, то по-лость конуса в зоне протектора заполняют протекторной резиной, а затем прослоечной. Полость конуса заделывают заподлицо с внут-ренней поверхностью покрышки и затем накладывают пластырь. По-следовательность заделки повреждения покрышки: сквозного – заде-лывают конус с внутренней стороны, накладывают пластырь и заде-лывают с наружной стороны; вырезанного в рамку - ступенчатую по-верхность покрывают прослоечной резиной (толщина 0,9 мм), прика-тывают роликом, вставляют последовательно куски корда (направле-ние нитей корда должно совпадать с направлением нитей в соответ-ствующем слое каркаса; последний слой корда должен перекрывать границы выреза на 30…50 мм на каждую сторону, а края этого слоя обкладывают лентой прослоечной резины толщиной 0,9 мм и шири-ной 30 мм) и затем заделывают повреждения со стороны протектора. Проколы размером до 15 мм заделывают резиновыми грибками с ад-гезивным слоем, которые входят в комплект автоаптечки, или поста-новкой заплат размером 25 х 25 мм. На внешнюю сторону покрышки накладывают трехслойные заплаты из прослоечной резины, а на внутреннюю – двухслойные. Для заделки местных повреждений так

же применяют шприц-машины, при помощи которых в поврежденную полость покрышки выдавливается подогретая резиновая масса. Пре-имущество способа – это высокое качество ремонта, большая произ-водительность и снижение расхода починочных материалов.
Вулканизация предназначена для создания прочного монолитно-го соединения ремонтируемых участков покрышки с починочными ма-териалами и превращения их в прочную, эластичную массу. Ее про-водят в специальных секторных аппаратах для вулканизации с паро-вым или электрическим подогревом при температуре 143 ± 2°С; для покрышек со сквозными и наружными повреждениями применяют мульды; сектор – с внутренними повреждениями. Опрессовку покры-шек в процессе вулканизации осуществляют в воздушных варочных мешках, которые вкладывают в полость покрышки в месте вулканизи-руемого участка (давление воздуха в мешке должно быть 0,5…0,6 МПа). Время вулканизации колеблется в пределах 40…200 мин в за-висимости от размера покрышки, характера повреждения, примене-ния одностороннего или двухстороннего обогрева.
Контроль качества ремонта покрышки проводят в соответствии с техническими требованиями. На внутренней поверхности покрышки не должно быть отслоений починочных материалов, складок, утол-щений, недовулканизации, влияющих на работу камеры. Допускается на поверхности отремонтированного участка наличие раковины или поры размером до 10 мм и глубиной до 2 мм.

3.3 ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СПОСОБА УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТА

Известно, что изношенные поверхности деталей могут быть

     
восстановлены, как правило, несколькими способами. Для обеспече-ния наилучших экономических показателей в каждом конкретном слу-чае необходимо выбрать наиболее рациональный способ восстанов-ления.
Выбор рационального способа восстановления зависит от кон-структивно-технологических особенностей детали (формы и размера, материала и термообработки), от условий ее работы (характера на-грузки, рода и вида трения) и величины износа, а также стоимости восстановления.
Для учета всех этих факторов рекомендуется последовательно пользоваться тремя критериями:
- технологическим критерием или критерием применимости;
- критерием долговечности;
- технико-экономическим критерием (отношение себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности).
Технологический критерий (критерий применимости) учитывает, с одной стороны, особенности подлежащих восстановлению поверх-ностей деталей, а с другой технологические возможности соответст-вующих способов восстановления.
На основании технологических характеристик способов восста-новления, устанавливаются возможные способы восстановления различных поверхностей детали по технологическому критерию.
После отбора способов, которые могут быть применены для восстановления той или иной изношенной поверхности детали, исхо-дя из технологических соображений, отбирают те из них, которые обеспечивают наибольший межремонтный ресурс этих поверхностей, т.е. удовлетворяют требуемому значению коэффициента долговеч-ности.

 
Коэффициент долговечности в общем случае является функци-ей трех других компонентов: коэффициента износостойкости, коэф-фициента выносливости и коэффициента сцепляемости.
Численные значения коэффициентов-аргументов определяются на основании стендовых и эксплуатационных испытаний новых и вос-становленных деталей. Коэффициент долговечности численно при-нимается равным значению того коэффициента, который имеет наи-меньшую величину.
При выборе способов восстановления применительно к дета-лям, не испытывающим в процессе работы значительных динамиче-ских и знакопеременных нагрузок, численное значение коэффициента долговечности определяется только численным значением коэффи-циента износостойкости.
Из числа способов отработанных по технологическому критерию, к дальнейшему анализу принимаются те, которые обеспечивают коэффициент долговечности восстановленных поверхностей не ме-нее 0,8.
Если установлено, что требуемому значению долговечности для данной поверхности детали удовлетворяют два или несколько спосо-бов восстановления, то выбор из них оптимального проводится по технико-экономическому показателю, численно равному отношению себестоимости восстановления к коэффициенту долговечности для этих способов.
С точки зрения организации производства, чем меньше количе-ство способов, используемых для восстановления различных изна-шиваемых поверхностей детали, тем меньше требуется видов обору-дования, выше его загрузка, а следовательно, и выше эффективность производства. В связи с этим для окончательного решения вопроса о

     
ДПРМ. 875 000. 000 ПЗ Лист
      
Изм Лист. № докум. Подп. Дата.  

способах восстановления изношенных поверхностей детали в целом, производится перебор различных сочетаний способов.
В связи со спецификой восстанавливаемой детали – покрышки, ее материала и условий работы для восстановления ее серьезных повреждений используют восстановительный ремонт, предусматри-вающий наложение нового протектора взамен изношенного. Так дру-гих способов восстановления не существует, выбор не производим.

3.4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ВОС-СТАНОВЛЕНИЯ

Восстановительный ремонт покрышек выполняют после устра-нения местных повреждений путем снятия с них старого протектора и наложения нового. Технологический процесс наложения нового про-тектора включает операции перечисленные ниже.
Мойка и сушка.
Удаление старого протектора и шероховка – выполняют на ше-роховальном станке, который оснащен специальным режущим инст-рументом. Для придания упругости покрышке внутрь ее вкладывают камеру и наполняют сжатым воздухом. После шероховки с поверхно-сти покрышки с помощью пылесоса удаляют пыль.
Устранение повреждений.
Нанесение клея на шерохованную поверхность покрышки осу-ществляют методом распыления, используя для этого сжатый воздух. Метод позволяет сократить время сушки клея за счет испарения паров бензина.
Подготовка протекторной резины включает: подготовку заготовки требуемой длины, создание на ее концах конусного среза под углом

     
ДПРМ. 875 000. 000 ПЗ Лист
      
Изм Лист. № докум. Подп. Дата.  

20°, нанесение резинового клея малой концентрации на поверхность заготовки и косого среза в месте стыка и сушку заготовки в камере при температуре 30…40°С в течение 30…40 мин.
Наложение протекторной резины и ее прикатку выполняют на прикаточном станке в следующем порядке: проводят укладку слоя листовой прослоечной резины на просушенную клеевую пленку и прикатывают его роликом, проводят укладку и прикатывание подго-товленной протекторной профилированной резины. Наложение ново-го протектора также может осуществляться методом навивки на вра-щающуюся покрышку узкой ленты из сырой резиновой смеси шири-ной 20…25 мм и толщиной 3…5 мм по определенной схеме автома-тически на специальном агрегате.
Вулканизация протектора выполняется в кольцевых вулканиза-торах, которые представляют собой разъемную по окружности форму с выгравированным рисунком протектора. Форма нагревается паром до температуры 143 ± 2°С. Для опрессовки покрышки вовнутрь ее ук-ладывают вварочную камеру, в которую подается сжатый воздух давлением 1…3 МПа. После вулканизации на протекторе образуется рисунок, соответствующий рисунку пресс-формы. Время вулканиза-ции зависит от размеров покрышки, толщины вулканизируемого слоя резины и состава резиновой смеси.
Отделка покрышки – это срезание излишков и наплывов резины, зачистка на шероховальном станке мест среза и стыковка краев про-тектора с боковинами.
Контроль качества ремонта – это физико-механические испы-тания, предназначенные для проверки покрышек на твердость, раз-рыв, относительное удлинение и старение. Контроль качества по-крышек проводится выборочно в количестве 0,1% от каждой при-

     
ДПРМ. 875 000. 000 ПЗ Лист
      
Изм Лист. № докум. Подп. Дата.  

нимаемой партии.
У восстановленных покрышек не допускаются пористость, губча-тость, пузыри, отслоения, складки, неровности на внутренней поверх-ности, расслоения каркаса и брокера, деформация металлического кольца.
На боковине или в пленочной зоне покрышки обозначаются: за-водской номер, наименование и товарный знак предприятия, выпол-няющего восстановление; класс восстановления; месяц и год восста-новления; штамп ОТК.
Нормы пробега восстановленных и прошедших ремонт местных повреждений шин определяются соответствующими стандартами и гарантируются шиноремонтными заводами (таблица 3.6 и 3.7).на вос-становленных шинах фактический пробег считается с момента вос-становления.

Таблица 3.6 – Гарантийные нормы пробега шин, прошедших ремонт местных повреждений
  тысяч километров

 Покрышки  Ремонт
 первый второй
Диагональные
Для автомобилей:
легковых и грузовых малотоннажных (до 2 т)
средних и тяжелых грузовых автомобилей
Радиальные
Для автомобилей:
легковых
грузовых автомобилей (с металлокордным брекером)
грузовых автомобилей (с текстильным бреке-ром) 

12
15


15
22
20 

4,5
6,0


-
9,0
7,5



Таблица 3.7 – Гарантийные нормы пробега шин, прошедших восстановление методом наложения протектора
   тысяч километров

 Покрышки  Ремонт
 первый второй
Диагональные
Для автомобилей:
легковых
грузовых малотоннажных (до 2 т)
средних и тяжелых грузовых
Радиальные
Для автомобилей:
легковых
грузовых автомобилей (с металлокордным брекером)
грузовых автомобилей (с текстильным бреке-ром) 

17
22
29


20
30
29 

15
17
23


-
24
23


3.5 ОПРЕЛЕЛЕНИЕ НОРМ ВРЕМЕНИ

Норма времени Т выполнения операций в общем случае сла-гается из следующих элементов затрат :

, (3.1)

где Т - основное время, т.е. время, в течение которого проис-ходит изменение размеров, формы, свойств, внешнего вида обраба-тываемой детали, мин;
Т - вспомогательное время, т.е. время, затрачиваемое на действие, обеспечивающее выполнение основной работы (закрепле-ние и снятие детали со станка, изменение детали и т.д.), мин;


Т - дополнительное время, затрачиваемое на организацию и обслуживание рабочего места, перерывы на отдых и естественные надобности исполнителя, мин;
n – количество обрабатываемых деталей в партии;
Т - подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на получение задания, ознакомление с работой, подготовку рабочего места, наладку оборудования, сдачу изготовленного изделия (дается на партию деталей), мин.
В технологических картах обычно проставляется штучное время
 Т и подготовительно-заключительное время Т .

, (3.2)

Основное время при вулканизации покрышки в среднем состав-ляет 60 минут.
Вспомогательное время Т в зависимости от применяемой технологической оснастки берут в пределах от 2 до 12 мин на партию деталей.
Вспомогательное время принимаем 5 минут.

Т = 0,1(60 + 5) = 6,5 мин.
Т = 60 + 5 + 6,5 = 71,5 мин.
Т = 71,5 + 20/20 =72,5 мин.