Производство шины начинается с приготовления резиновых смесей. Над производством шины трудятся шинные химики и конструкторы. Именно от них зависят секреты шинной рецептуры. Их уникальность заключается в точной подборке, дозировке и распределении шинных компонентов.
Изготовление шин подразумевает различные этапы: изготовление резиновых смесей, изготовление компонентов, сборку и вулканизацию.
Производство шины начинается с приготовления резиновых смесей. Над производством шины трудятся шинные химики и конструкторы. Именно от них зависят секреты шинной рецептуры. Их уникальность заключается в точной подборке, дозировке и распределении шинных компонентов. Особенно это касается смеси протектора. В таком нелегком деле им помогает многолетний опыт и профессионализм. Немалый вклад вносят и компьютеры, они облегчают решения непростых задач. Состав резиновой смеси у любого достойного производителя шин — тайна за семью печатями. На сегодняшний день достаточно хорошо известны около 20 основных составляющих. А весь секрет состоит в их грамотной комбинации, учитывая предназначение самой шины. Рецептура зависит от назначения шинных деталей и может в себя включать до десяти химикатов, начиная с серы и углерода и заканчивая каучуком.
Самые главные сырьевые составляющие шины – это натуральный и синтетический каучук, сажа и масло. Доля резиновых смесей в шине составляет более 80%. Оставшиеся компоненты предназначены исключительно для усиления конструкции покрышки.
Примерно половина используемого каучука относится к натуральному сырью, которое вырабатывается из каучукового дерева. Каучуковое дерево выращивается в тропических странах, например, в Индонезии и Малайзии. А вот большая часть шин из синтетической резины, которая производится из нефти, создается европейскими изготовителями. Наполнители занимают примерно одну третью часть резиновых смесей. Первым по важности является сажа, именно она придает шинам такой черный цвет. На втором месте находится масло. Оно смягчает резиновую смесь. Помимо этого, при производстве резиновых смесей используются ингредиенты для вулканизации резины, а также другие химические вещества.
На стадии смешивания резины сырье нагревается примерно до 120° C. Состав резиновых смесей, используемый в различных частях шины, отличается, он изменяется в зависимости от функций и модели шины. Так, состав резиновых смесей, используемый для летних шин легкового автомобиля, отличается от состава зимней шины точно так же, как состав резины для велосипедной покрышки отличается от состава летних шин. Усовершенствование рецептуры и технологии приготовления смесей – тяжелый и кропотливый труд, который играет важную роль в разработке шин.
Основные составляющие резиновой смеси:
Синтетический каучук, произведенный из нефти, был изобретен немецкими химиками в 30-е гг. ХХ века. Сейчас можно смело утверждать, что современная скоростная шина без него просто немыслима. В настоящее время синтезируется несколько десятков синтетических каучуков. Каждый из них имеет свои характерные особенности и абсолютно конкретное назначение в разных деталях шины.
Но даже после изобретения качественного синтетического каучука, который близок по свойствам к натуральному, резиновая промышленность не может полностью отказаться от использования натурального материала. Единственный его недостаток перед синтетикой — это дороговизна. Раньше на территории СССР не было возможности получать натуральный каучук из растений, а покупать его за пределами страны приходилось только за валюту. Это повлекло за собой развитие богатой химии синтеза каучуков и других полимеров.
В результате шприцевания на червячной машине получается профилированная резиновая лента. Эта лента разрезается на определенные заготовки по размеру шины после охлаждения водой. Каркас шины изготавливается из нескольких слоев обрезиненного текстиля или очень прочного металлокорда. Прорезиненное полотно раскраивается под определенным углом на полосы разной ширины. Ширина зависит от размера шины.
Резиновые смеси используются также для обрезинивания компонентов. Например, для бортовых колец, текстильного корда и стального брекера. В производстве шины используется до 30 компонентов. Большинство из них играет роль усилителей конструкции шины.
Важным элементом шины является борт – это нерастяжимая, жесткая часть шины, с помощью которой последняя крепится на ободе колеса. Основной частью борта является крыло, изготовленное из множества витков обрезиненной бортовой проволоки.
На сборочных станках все детали шины соединяются в единое целое. На сборочный барабан поочередно накладываются слои каркаса, борт, по центру каркаса протектор с боковинами. Для легковых шин протектор относительно расширен и заменяет собой боковину. Такой процесс повышает точность сборки и снижает количество операций в шинном производстве.
Из необходимых компонентов мастер изготавливает заготовку шины на специальном сборочном станке. На одном барабане собирается каркас шины, а на другом – брекерный пакет. Как только каркас шины будет собран и ему будет придана форма профиля шины, с помощью перемещающего устройства на него переносится собранный брекерный пакет шины. После этого каркас и брекерный пакет прижимаются друг к другу, в результате чего получается шина, готовая к вулканизации.
Собранная шина должна быть помещена в пресс-форму вулканизатора. Внутрь этой шины под высоким давлением поступает пар или подогретая вода. Обогревается и наружная поверхность пресс-формы. По боковинам и протектору прорисовывается рельефный рисунок под большим давлением. Происходит химическая реакция, которая называется вулканизацией, именно она и придает резине эластичность и прочность.
Абсолютно каждая шина для легкового автомобиля должна проходить визуальный контроль и строгую проверку на специальном оборудовании. На визуальном контроле выявляются видимые внешние дефекты. Далее на станке замеряется форма шины, радиальное биение и неоднородность. После полной проверки шину еще раз тестируют, и только потом маркируют и отправляют на склад готовой продукции.