Истоки развития шинной индустрии
Современные шины являются результатом работы нескольких поколений изобретателей. Начиналось все, когда в 1839 году американский изобретатель Чарльз Гудьир открыл процесс упрочнения каучука, известный теперь, как вулканизация. Гудьир экспериментировал с каучуком с 1830 года, но долгое время не мог достичь желаемого результата. Однако однажды во время эксперимента со смесью индийского каучука, серы и других компонентов, Гудьир нагрел ее до определённой температуры и произошла химическая реакция, в результате которой каучуко-серная смесь образовала твердый комок плотной резины. Далее Гудьир продолжил свои эксперименты, пока не изготовил цельные прочные листы резины. Таким образом был создан новый вид материала, который в последующем позволил производить шины.
Роберт Уильям Томсон создал первую пневматическую шину из вулканизированной резины уже в 1845 году, но она была слишком дорогой, слишком опережала свое время и не вызвала особого интереса у публики.
Через некоторое время, в 1880-х годах Джон Бойд Данлоп создал первую пневматическую шину для велосипеда.
Несколько лет спустя Андре Мишлен и его брат Эдуар первыми испытали пневматические автомобильные шины, но им на тот момент не удалось сделать их долговечными.
И только в 1911 году Филип Штраус сделал шины, которые стали массово устанавливаться на автомобили.
История шинной индустрии является прекрасным примером того, как инновации в одной отрасли могут привести к масштабным изменениям в другой. Взлет автомобильной промышленности США в первые годы двадцатого века стремительно и кардинально изменил резиновую промышленность этой страны. В конце девятнадцатого века мощности всей резиновой промышленности США были в основном направлены на производство обуви и велосипедных шин. В 1901 году продажа семи тысяч новых автомобилей потребовала производства сначала 28 000, а затем еще 68 000 шин. Уже к 1918 году, на шины уходило около пятидесяти процентов всего каучука, потребляемого резиновой промышленностью штатов. Этот огромный рост производства шин сопровождался появлением таких известных теперь компаний, как Goodyear, Goodrich, Michelin и Firestone.
Роберт Уильям Томсон создал первую пневматическую шину из вулканизированной резины уже в 1845 году, но она была слишком дорогой, слишком опережала свое время и не вызвала особого интереса у публики.
Через некоторое время, в 1880-х годах Джон Бойд Данлоп создал первую пневматическую шину для велосипеда.
Несколько лет спустя Андре Мишлен и его брат Эдуар первыми испытали пневматические автомобильные шины, но им на тот момент не удалось сделать их долговечными.
И только в 1911 году Филип Штраус сделал шины, которые стали массово устанавливаться на автомобили.
История шинной индустрии является прекрасным примером того, как инновации в одной отрасли могут привести к масштабным изменениям в другой. Взлет автомобильной промышленности США в первые годы двадцатого века стремительно и кардинально изменил резиновую промышленность этой страны. В конце девятнадцатого века мощности всей резиновой промышленности США были в основном направлены на производство обуви и велосипедных шин. В 1901 году продажа семи тысяч новых автомобилей потребовала производства сначала 28 000, а затем еще 68 000 шин. Уже к 1918 году, на шины уходило около пятидесяти процентов всего каучука, потребляемого резиновой промышленностью штатов. Этот огромный рост производства шин сопровождался появлением таких известных теперь компаний, как Goodyear, Goodrich, Michelin и Firestone.
Производство шин в настоящее время
Сегодня крупные заводы производят более 250 миллионов новых шин в год. Многие процессы в производстве шин автоматизированы
Современное производство шин – это уникальное сочетание технологий, которые работают для достижения высокого уровня комфорта, надежности и безопасности шин. Для производства одной современной шины используют около двухсот разных уникальных материалов.
Современное производство шин – это уникальное сочетание технологий, которые работают для достижения высокого уровня комфорта, надежности и безопасности шин. Для производства одной современной шины используют около двухсот разных уникальных материалов.
Сырье для шин
Натуральный каучук является основным сырьем для производства шин, хотя синтетический каучук также используется для этих целей. Натуральный каучук добывается из коры каучукового дерева Hevea Brasiliensis. Каучук смешивают с кислотами, которые заставляют его затвердевать. Затем на специальных прессах из каучука отжимают лишнюю влагу и формуют его в листы резины, которые просушивают и прессуют в огромные тюки, после чего отправляют на заводы по производству шин всему миру. Синтетический каучук производится из полимеров, содержащихся в сырой нефти.
Для того, чтобы получить шину с надлежащими характеристиками прочности, упругости и износостойкости, в каучук также добавляют различные химические вещества. Одним из важнейших веществ в составе резины шин является технический углерод, который представляет собой мелкий мягкий порошок, образующийся при сжигании сырой нефти или природного газа. Также в производстве шин используется сера и другие химические вещества. Из смеси, включающей каучук, серу, углерод и химию, при последующем ее нагревании, получается резина заданных качеств, с необходимыми допусками по эластичности, защищенности от ультрафиолетового излучения, стойкости к трению.
Для того, чтобы получить шину с надлежащими характеристиками прочности, упругости и износостойкости, в каучук также добавляют различные химические вещества. Одним из важнейших веществ в составе резины шин является технический углерод, который представляет собой мелкий мягкий порошок, образующийся при сжигании сырой нефти или природного газа. Также в производстве шин используется сера и другие химические вещества. Из смеси, включающей каучук, серу, углерод и химию, при последующем ее нагревании, получается резина заданных качеств, с необходимыми допусками по эластичности, защищенности от ультрафиолетового излучения, стойкости к трению.
Разработка шин
Процесс разработки новой модели шины начинается с компьютерного моделирования, где определяется форма и состав шины. Затем изготавливается прототип шины для испытания конструкции шины на способность обеспечивать желаемые характеристики. Разработка новой модели шин может занимать месяцы и включает множество испытаний и проверок качества. Только после этого производитель отправляет шину в производство.
Программное обеспечение для комплексного анализа, основанное на данных многолетних испытаний шин, позволяет инженерам моделировать протектор и другие части конструкции шины. Программное обеспечение создает трехмерное изображение шины и рассчитывает влияние на нее различных нагрузок. Компьютерное моделирование позволяет производителям шин экономить деньги, поскольку многие конструктивные огрехи могут быть обнаружены еще до создания прототипа шины и ее испытаний. Также на компьютерах моделируют разные составы резиновых смесей. Это необходимость, ведь в разных частях современной шины могут использоваться до двадцати различных типов резины. Например, в протекторе может быть использована одна резиновая смесь, которая обеспечивает хорошее сцепление с дорогой, другой состав используется для придания большей жесткости боковинам шины.
Когда новая модель шины изготавливается впервые, на десятках шин проводят испытания. Каждая из них тщательно проверяется. Затем для дополнительных испытаний отбираются случайные образцы из готовых партий. В рамках этих испытаний шины подвергают рентгеновскому излучению, разрезают и осматривают, обкатывают на тестовых автомобилях для оценки управляемости, тяговых качеств и подтверждения других характеристик.
Программное обеспечение для комплексного анализа, основанное на данных многолетних испытаний шин, позволяет инженерам моделировать протектор и другие части конструкции шины. Программное обеспечение создает трехмерное изображение шины и рассчитывает влияние на нее различных нагрузок. Компьютерное моделирование позволяет производителям шин экономить деньги, поскольку многие конструктивные огрехи могут быть обнаружены еще до создания прототипа шины и ее испытаний. Также на компьютерах моделируют разные составы резиновых смесей. Это необходимость, ведь в разных частях современной шины могут использоваться до двадцати различных типов резины. Например, в протекторе может быть использована одна резиновая смесь, которая обеспечивает хорошее сцепление с дорогой, другой состав используется для придания большей жесткости боковинам шины.
Когда новая модель шины изготавливается впервые, на десятках шин проводят испытания. Каждая из них тщательно проверяется. Затем для дополнительных испытаний отбираются случайные образцы из готовых партий. В рамках этих испытаний шины подвергают рентгеновскому излучению, разрезают и осматривают, обкатывают на тестовых автомобилях для оценки управляемости, тяговых качеств и подтверждения других характеристик.
Производство шин
Производственный процесс начинается с выбора состава каучука, масел, технического углерода, пигментов, антиоксидантов, диоксида кремния и других добавок, которые в совокупности обеспечивают желаемые характеристики шины.
Процесс смешивания компонентов контролируется компьютером для обеспечения однородности и качества. Интеллектуальные системы управления имеют в памяти различные рецепты состава шин и их частей и могут автоматически смешивать необходимое количество каучука и химикатов. Делают это гигантские вертикальные миксеры, выглядящие как бетономешалки, называемые Banbury. После того, как каучук и другие составляющие смешаны в нужных пропорциях, резина проходит через мощные прокатные станки, которые формируют из нее толстые листы. Их и направляют для изготовления разных частей шин.
После этого начинается процесс сборки шины. Первым компонентом в сборке является внутренний слой шины - специальная резина, устойчивая к проникновению воздуха и влаги, заменяющая камеру. Затем идут слои каркаса шины, которые имеют в составе полиэстер, тканевые и стальные нити. Далее изготавливается боковина шины, в которую вживляется стальная проволока с бронзовым покрытием, в виде обручей, образуя борт, обеспечивающий герметичное прилегание шины к ободу колеса. Протектор и боковины устанавливаются на брекер, а затем все детали конструкции плотно сжимаются. После этого шину нагревают при температуре более 150 градусов С, вулканизируя ее, для соединения элементов конструкции.
Контроль качества при производстве шин
Контроль качества начинается с сырья. Сегодня производители шин ищут надежных поставщиков, которые могут гарантировать стабильное качество сырья. Поставщики предоставляют подробную спецификацию свойств и состава сырья. При поступлении сырья на производство осуществляется его выборочный контроль.
В процессе смешивания каучука и других составляющих резины берутся пробы для подтверждения заданных свойств материала, таких как прочность на растяжение и плотность.
При сборке шины, каждый работник несет ответственность за качество, выполняемой им работы, что контролирует комплексная компьютерная система учета, позволяющая отслеживать судьбу конкретных партий шин и их компонентов.
Каждая шина тщательно проверяется на наличие дефектов, таких, например, как пузырьки или пустоты. Затем шину помещают на испытательный стенд, накачивают и вращают. Датчики стенда измеряют баланс шины. После того, как шина проверена и протестирована на испытательном стенде, ее отправляют на склад для реализации.
В процессе смешивания каучука и других составляющих резины берутся пробы для подтверждения заданных свойств материала, таких как прочность на растяжение и плотность.
При сборке шины, каждый работник несет ответственность за качество, выполняемой им работы, что контролирует комплексная компьютерная система учета, позволяющая отслеживать судьбу конкретных партий шин и их компонентов.
Каждая шина тщательно проверяется на наличие дефектов, таких, например, как пузырьки или пустоты. Затем шину помещают на испытательный стенд, накачивают и вращают. Датчики стенда измеряют баланс шины. После того, как шина проверена и протестирована на испытательном стенде, ее отправляют на склад для реализации.
