Оптимизация технологии производства грузовых пневматических шин 425/85R21: Литературный обзор

Литературный обзор по теме: Оптимизация технологии производства грузовых пневматических шин типоразмера 425/85R21 Введение Шины типоразмера 425/85R21 являются востребованными комплектующими для отечественной грузовой техники повышенной проходимости, такой как автомобили марки КАМАЗ и УРАЛ. В условиях современных экономических реалий и политики импортозамещения, оптимизация технологии их производства направлена на повышение износостойкости, снижение материалоемкости и улучшение эксплуатационных характеристик в суровых климатических условиях России. 1. Конструктивные особенности шин 425/85R21 Данный типоразмер относится к радиальным шинам (R) с регулируемым давлением. Основными элементами конструкции являются каркас, брекер, протектор, боковины и борта. Оптимизация геометрии профиля позволяет достичь равномерного распределения удельного давления в пятне контакта. Для расчета напряженно-деформированного состояния (НДС) шины применяются современные методы конечных элементов. Связь между внутренним давлением \( p \), нагрузкой \( Q \) и деформацией шины описывается зависимостью: \[ Q = k \cdot p^a \cdot f^b \] где \( k, a, b \) — эмпирические коэффициенты, \( f \) — вертикальный прогиб шины. 2. Рецептуростроение и эластомерные композиции Оптимизация технологии невозможна без совершенствования состава резиновых смесей. Для грузовых шин критически важно использование натурального каучука в сочетании с синтетическими изопреновыми (СКИ-3) и бутадиеновыми (СКД) каучуками отечественного производства. Применение активного технического углерода и современных систем вулканизации позволяет повысить сопротивление протектора к порезам и сколам. Важным показателем является модуль упругости \( E \), который должен сохранять стабильность в широком диапазоне температур: от \( -50 \) до \( +60 \) градусов Цельсия. 3. Технологические процессы сборки и вулканизации Процесс сборки шин 425/85R21 требует высокой точности наложения деталей. Оптимизация включает переход на совмещенные стадии сборки, что снижает риск возникновения дефектов типа «недопрессовка» или «разрежение нитей корда». Вулканизация является наиболее энергоемким этапом. Оптимизация температурно-временных режимов проводится с использованием критерия эквивалентного времени вулканизации \( S \): \[ S = \int_{0}^{\tau} K^{\frac{T(t) - T_{base}}{10}} dt \] где \( T(t) \) — температура в наиболее прогреваемой точке шины, \( T_{base} \) — базовая температура испытаний, \( K \) — температурный коэффициент скорости вулканизации. 4. Импортозамещение и развитие отечественного производства В рамках стратегии развития химической и нефтехимической промышленности России, заводы (такие как Нижнекамскшина) активно внедряют автоматизированные системы контроля качества. Использование отечественных кордных тканей (полиамидных и стального корда) позволяет снизить зависимость от зарубежных поставок и обеспечить технологический суверенитет страны. Список литературы 1. Бидерман В. Л. Автомобильные шины: конструкция, расчет, испытания. — М.: Машиностроение, 2015. 2. Вольнов А. А. Технология резиновых изделий: учебное пособие для вузов. — СПб.: Проспект Науки, 2018. 3. Евстратов В. Ф. Пути совершенствования качества грузовых шин. — М.: Химия, 2012. 4. Карманова О. В. Оптимизация процессов переработки эластомеров. — Воронеж: ВГУИТ, 2020. 5. Райпель Г. К. Колеса и шины. — М.: За рулем, 2010. 6. ГОСТ 13218.10-91. Шины пневматические для грузовых автомобилей. Технические условия. 7. Материалы научно-практической конференции «Резиновая промышленность: сырье, материалы, технологии». — Москва, 2023.