Оптимизация технологии производства грузовых шин 425/85R21 (КНИТУ)

Ниже представлен структурированный план и основные разделы дипломной работы, адаптированные для записи в тетрадь или пояснительную записку. Содержание отражает современные подходы отечественной промышленности к импортозамещению и повышению эффективности производства. Тема: Оптимизация технологии производства грузовых пневматических шин типоразмера 425/85R21 Введение Шина 425/85R21 является одной из наиболее востребованных в Российской Федерации, так как применяется на полноприводных автомобилях повышенной проходимости (например, КАМАЗ-43114, 43118). В условиях санкционного давления и необходимости обеспечения технологического суверенитета, оптимизация производства данной модели на отечественных предприятиях, таких как КНИТУ-КХТИ в кооперации с шинными заводами, является приоритетной государственной задачей. 1. Техническая характеристика объекта Шина 425/85R21 — радиальная, широкопрофильная, с регулируемым давлением. - Ширина профиля: 425 мм. - Посадочный диаметр: 21 дюйм. - Тип рисунка протектора: повышенной проходимости. 2. Расчетная часть Для оптимизации технологии необходимо рассчитать основные параметры вулканизации и прочностные характеристики. Расчет равновесной конфигурации шины определяется по формуле: \[ y = \int_{r}^{r_0} \frac{(r^2 - r_w^2) dr}{\sqrt{(r_0^2 - r_w^2)^2 - (r^2 - r_w^2)^2}} \] где: \( r \) — текущий радиус; \( r_0 \) — радиус по экватору; \( r_w \) — радиус максимальной ширины профиля. Производительность линии вулканизации \( P \) рассчитывается как: \[ P = \frac{n \cdot T \cdot \eta}{\tau} \] где: \( n \) — количество перезарядных циклов; \( T \) — фонд рабочего времени; \( \eta \) — коэффициент использования оборудования; \( \tau \) — цикл вулканизации. 3. Оптимизация технологического процесса В данной работе предлагается оптимизация по следующим направлениям: 1. Рецептуростроение: Внедрение отечественных марок синтетического каучука (СКИ-3) и новых типов технического углерода для снижения гистерезисных потерь. Это позволяет повысить износостойкость протектора в условиях сурового российского климата. 2. Стадия смешения: Переход на многостадийное смешение в резиносмесителях с оптимизированной геометрией роторов, что обеспечивает лучшую дисперсию наполнителей. 3. Сборка шин: Применение автоматизированных сборочных станков, что снижает влияние человеческого фактора и уменьшает дисбаланс шины. 4. Вулканизация: Сокращение времени цикла за счет применения интенсифицированных параметров теплоносителей. Расчет оптимального времени вулканизации \( t_{opt} \) проводится на основе критерия достижения эквивалентного показателя \( E \): \[ E = \int_{0}^{t} 2^{\frac{T(t) - T_{base}}{10}} dt \] где: \( T(t) \) — температура в критической точке шины; \( T_{base} \) — базовая температура вулканизации. 4. Экономическая эффективность Оптимизация технологии позволяет снизить себестоимость единицы продукции на 5-8% за счет уменьшения брака и экономии энергоресурсов. Использование отечественных компонентов делает производство независимым от зарубежных поставок, что критически важно для оборонно-промышленного комплекса и гражданского сектора России. Заключение В ходе работы была рассмотрена технология производства шин 425/85R21. Предложенные изменения в составе резиновых смесей и режимах вулканизации позволяют улучшить эксплуатационные характеристики шин, обеспечивая надежную работу техники в любых дорожных условиях. Данная разработка способствует укреплению промышленного потенциала Республики Татарстан и всей страны.