Технология производства невитой металлоарматуры на основе плющеной ленты для автомобильных шин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.05, кандидат технических наук Рудаков, Владимир Павлович

• Рудаков, Владимир Павлович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Рудаков, Владимир Павлович

Введение.

1. Металлоарматура для автомобильных шин и технологические особенности ее производства.

1.1. Виды металлоарматуры для резинотехнических изделий и требования, предъявляемые к ним.

1.2. Анализ технологии производства витой металлоарматуры для автомобильных шин.

1.3. Недостатки конструкций и технологии производства традиционной металлоарматуры.

1.4. Невитая металлоарматура - достоинства и проблемы получения.

1.5. Постановка задач исследования.

2. Создание нового вида металлоарматуры для автомобильных шин и анализ технологии ее производства.

2.1. Разработка конструкции невитой металлоарматуры.

2.2. Анализ характеристик использования различных видов армирующих элементов.

2.3. Анализ технологии получения плоской металлоарматуры.

Классификация плющильных станов.

Выводы.

3. Математическое моделирование технологического процесса плющения ленты.

3.1. Известные методики описания деформирования при плющении ленты.

3.2. Разработка математического описания формоизменения при плющении круглого профиля в плоский.

3.3. Расчеты по предложенной модели и сравнительная оценка результатов.

Выводы.

4. Разработка и опробование новой технологии производства невитой металлоарматуры.

4.1. Разработка технологических режимов производства металлоарматуры.

4.1.1. Латунирование ленты.

4.1.2. Режимы обжатий и натяжений.

4.2. Разработка новых технических решений.

4.3. Выдача задания на проектирование нового плющильного стана.

4.4. Изготовление невитой металлоарматуры, опытных шин и проведение испытаний.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология производства невитой металлоарматуры на основе плющеной ленты для автомобильных шин»

Развитие автомобилестроения, увеличение скоростей машин приводит к резкому возрастанию требований к шинам по надежности, малой массе, предельно допустимым нагрузкам и износостойкости. На основные характеристики шин решающее влияние оказывают применяемые армирующие элементы, среди которых важная роль принадлежит металлокорду. В центре внимания всех его изготовителей стоят вопросы снижения производственных затрат, что стимулирует проведение работ по созданию новых видов металлоарматуры, совершенствованию технологических процессов, обеспечивающих снижение капиталовложений и текущих издержек на ее производство.

Наиболее эффективный путь снижения трудозатрат при производстве армирующих материалов - разработка технологии производства металлических мононитей, в том числе узкой стальной латунированной ленты с физико-механическими свойствами (прочность, выносливость, адгезионная связь с резиной и т.д.) на уровне или превосходящими аналогичные свойства витого металлокорда. Замена витого металлокорда невитым из мононитей позволит резко увеличить производительность оборудования, исключить такие технологические операции, как тонкое волочение проволоки и свивку металлокорда, снизить стоимость армирующих материалов и как результат, снизить стоимость изготовленных шин на внутреннем и внешнем рынке.

Вопросы разработки конструкции невитой металлоарматуры и технологии ее получения потребовали выполнения специального исследования, которому посвящена настоящая работа.

1. Металлоарматура для автомобильных шин и технологические особенности ее производства

Заключение диссертации по теме «Обработка металлов давлением», Рудаков, Владимир Павлович

10. Результаты работы опробованы на Ярославском и Омском шинном заводах. Выпущено более 17000 штук шин для автомобилей семейства ВАЗ.

Заключение

В настоящей работе получили теоретическое и практическое развитие вопросы определения геометрических и кинематических параметров ленты при плющении, определена схема производства плющеной ленты, исследован уровень адгезионных свойств латунного покрытия, выполнена разработка новых технических решений. Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Разработана математическая модель, позволяющая рассчитывать основные геометрические и кинематические параметры при изготовлении плющеной ленты.

2. Подтверждена адекватность математической модели реальному процессу сравнением ее с известными методиками, а также экспериментальными данными. Относительная разность расчетных и опытных величин не превышает 9 %.

3. На основе теоретического анализа определены размеры сечения армирующей ленты - 0,40x1,20 мм и 0,60x1,60 мм.

4. На основе экспериментальных исследований показано, что:

- наибольший уровень адгезионных свойств обеспечивается при латунном покрытии толщиной 0,3 мкм;

- уровень адгезионных свойств при нанесении латунного покрытия толщиной 0,3 мкм стабилизируется при Ь/И = 3.

- при прокатке латунированной заготовки с указанным отношением размеров уровень адгезии достаточным для обеспечения требований шинной промышленности.

5. Определена схема производства плющеной ленты, предусматривающая два варианта: прокатка ленты из латунированной заготовки или деформацию заготовки без покрытия с последующим латунированием.

6. Разработано техническое задание на проектирование

104 плющильного стана высокой производительности нового поколения.

7. Рассчитаны предпочтительные технологические режимы плющения ленты на новом стане.

8. На основе анализа теоретических и экспериментальных исследований поставлены задачи и разработаны новые технические решения. Их применение позволит существенно снизить расходы при изготовлении металлокорда и автомобильных шин с его использованием.

9. Разработана нормативно-техническая документация на производство и применение плющеной латунированной ленты взамен витого корда.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Рудаков, Владимир Павлович, 1999 год

1. Цыбулина A.A., Стариков А.К. Производство металлокорда. М.: Металлургия, 1979. 64 с.

2. Райз М.Ш., Тарнавский В.И. Исследование возможности замены витого металлокорда высокопрочной плющеной лентой// Эффективные технологические процессы метизного производства: Темат.отрасл. сб. М.: Металлургия, 1984. С. 57-61.

3. Цыбулина A.A., Залялютдинов К.Г., Стариков А.К. Производство металлокорда за рубежом// Метизное производство. 1975. №5, 20 с.

4. Райз М.Ш., Анцупова Н.И., Гурьянова Л.П. Совершенствование конструкций и технологии изготовления металлокорда// Метизное производство. 1986. №2. 28 с.

5. Марцал И. Развитие производства арматурных изделий для покрышек пневматических шин, в частности металлокорда// Черметинформация. 1984. №4. 42 с.

6. Повышение степени чистоты стали по газам, неметаллическим включениям и технологичности ее переработки при производстве металлокорда: Отчет о НИР/ НИИметиз УДК 621.778.1.427.4.03 № ГР 01910035518. Магнитогорск, 1992. 36 с.

7. Ю.Фетисов В.П., Феоктистов Ю.В., Кулишев Л.А. Основные аспекты металлургического характера, определяющие эффективность производства и качество металлокорда/ Вести АН Белоруссии. Минск, 1992. №3. С. 32

8. Разработка интенсивной технологии производства металлокорда из катанки диам. 5,5 мм: Отчет о НИР/ НИИМетиз УДК 621.775.1.427.4.04 № ГР 01900065454. Магнитогорск, 1992.131 с.

9. Коломиец Б.А., Вдовина Н.В. Механическое удаление окалины с катанки и подготовка ее поверхности к волочению// Метизное производство. 1985. №2. 19 с.

10. Пат. № 2016096 РФ. МКИ В 21 С 37/04. Способ обработки проволоки/ Г.П. Борисенко, B.J1. Пилюшенко, В.П. Рудаков и др.// Изобретения. 1994. №13. С.99.

11. Пат. №2023030 РФ, МКИ С 21 D 9/52. Способ обработки проволоки и устройство для его осуществления/ Г.П.Борисенко, В.Л.Пилюшенко, В.П. Рудаков и др.//Изобретения. 1994. №21. С.102.

12. Залялютдинов К.Г., Романова Е.М. Анализ различных способов производства латунированной проволоки для металлокорда// Производство металлоизделий с защитными покрытиями: Темат.отрасл.сб. М.: Металлургия, 1984. С. 32-35.

13. Темкин С.М., Момченков A.B., Вограмян Т.А. Электроосаждение адгезионного слоя латуни из щелочно-тартратного электролита на стальные детали под обрезинивание//Защита металлов. 1984. №6. С. 18-20.

14. Невмятулина Х.А., Темкин С.М., Вограмян Т.А. Латунирование стальной проволоки// Гальванотехника и обработка поверхности. 1992. №1. С. 38-39.

15. Пути интенсификации процессов латунирования стальной проволоки/ Л.Г. Стоббе, A.B. Трубицын, Г.М. Фомин, П.Е. Петров// Сталь. 1982. №2. С. 6972.

16. Шидловский А.К. Интенсификация процессов латунирования стальной проволоки в переменном магнитном поле// Тез. Всесоюзного научно-технического семинара по производству металлокорда. Магнитогорск, 1985. С. 23-24.

17. Шмурок И.Л. Пути повышения устойчивости адгезионной связи металлокорд-резина//Каучук и резина, 1982. №12. С. 13-18.

18. Уменьшение остаточной крутимости металлокорда на кордовьющих машинах/ И.Г. Миренский, В.Ф. Гроза, Ю.Г. Алексеев и др// Сталь. 1982. №11. С. 47-49.

19. Пат. № 4011119 США, МКИ В 21 С 37/04. Способ производства стальных волокон.

20. Пат. № 3953250 США, МКИ В 21 С 37/04. Способ производства проволоки с малым поперечным сечением.

21. Пат. № 3842885 США, МКИ В 60 С 9/20. Многослойный брекерный пояс шин.

22. Пат. № 51-28673 Япония, МКИ В 60 С 9/20. Способ изготовления каркаса или брекера шин.

23. Пат. № 3778329 США, МКИ В 60 С 9/20. Усиленная шинная ткань из геликоидальных проволочных моноволокон.

24. Б.К. Даниэле. Механика армирования шины стальной лентой// Шинная промышленность. 1977. Э.И. №2. С. 23-25.

25. М.Ш. Райз, A.A. Цыбулина, П.И.Денисов. Стальная лента для бортовых колец шин// Сталь. 1979. №1. С. 64-65.

26. Райз М.Ш., Анцупова Н.И. Пути развития технологии производства бортовой металлоарматуры для шин// Технологический прогресс в метизном производстве. М.: Металлургия, 1979. С 70-74.

27. Изготовление стальной латунированной ленты для армирования резины/ М.Ш.Райз, А.А.Цыбулина, П.И.Денисов и др.// Черная металлургия, Бюллетень НТИ, 1979. №18. С. 49-51.

28. Райз М.Ш. Разработка и внедрение технологии производства стальной латунированной ленты для армирования бортов крупногабаритных шин: автореф. дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск, 1980. 20 с.

29. Райз М.Ш., Кравцов В.М., Лунев В.Е. Исследование работы шинной металлоарматуры из витых и плоских элементов// Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии в метизном производстве: Об.науч.тр. Киев, 1991, С. 37-42.

30. Зубов Г.Я., Грачев С.В. Структура и свойства стальной пружинной ленты// М.: Металлургия, 1964. 224 с.

31. Разработка технологии производства невитого металлокорда: Отчет о НИР/ НИИметиз УДК 677.721 № ГР 01830003119. 1984. 44 с.

32. Шалин В.Н. Расчеты упрочнения изделий при их пластической деформации. Л.: Машиностроение, 1971.191 с.

33. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести. М.: Высшая школа, 1968. С. 41-60.

34. Смирнов B.C. Теория упругости и пластичности: Конспект лекций ЛПИ им. Калинина, 1963.

35. Ильюшин A.A. Пластичность. Л.: Гостехиздат, 1949. 56 с.

36. Атлас номограмм равновесных конфигураций пневматических шин. М.: Машиностроение, 1967. 83 с.

37. Бидерман В.И. Автомобильные шины. М.: Машиностроение, 1976.167 с.

38. Бухин Б.Л. Введение в механику пневматических шин. М.: Машиностроение, 1986. 175 с.

39. Динамика системы: дорога, шина, автомобиль. М.: Машиностроение, 1981. 345 с.

40. Кнорроз В.И. Шины и колесо. М.: Химия, 1967. 245 с.

41. Технология обработки шинного корда/ Узина Р.В. и др. М.: Химия, 1986. 192 с.

42. Современные конструкции металлокорда и вопросы его производства/ Н.И. Недовизий, Стариков А.К., Немудрый Б.А. и др.// Сталь. 1981. №5. С. 55-60.

43. ГОСТ 20306-90. Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний.

44. ГОСТ 22576-90. Автотранспортные средства. Скоростные свойства. Методы испытаний.

45. ГОСТ 27436-87. Внешний шум автотранспортных средств. Допустимые уровни и методы испытаний.

46. Правила №84 ЕЭК ООН. Единообразные предписания, касающиеся официально утвержденных дорожных средств, оборудованных двигателем внутреннего сгорания, в отношении измерения потребления топлива.

47. Правила №51 ЕЭК ООН. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения автотранспортных средств, имеющих не менее четырех колес, в связи с производимыми ими шумом.

48. ГОСТ 22895-77. Тормозные системы и тормозные свойства автотранспортных средств. Нормативы эффективности. Технические требования.

49. Правила №13 ЕЭК ООН. Единообразные предписания, касающиеся официального утверждения транспортных средств в отношении торможения.

50. ОСТ 37.001.067-86. Тормозные свойства автотранспортных средств. Методы испытаний.

51. РД 37.001.005-86. Методика испытаний и оценки устойчивости управления автотранспортными средствами.

52. Владимиров Ю.В., Нижник П.П., Пуртов Ю.А. Производство плющеной стальной ленты. М.: Металлургия, 1985. 121 с.

53. Злотников М.И. Производство плющеной ленты. М.: Металлургиздат, 1951. 144 с.

54. Серебрянников A.M., Аксенов B.C. Современные плющильные станы в СССР и за рубежом// Обзорн. инф. НИИинформяжмаш, Сер.1-73-74, Металлургическое оборудование, 1974. 40 с.

55. Когос A.M. Механическое оборудование волочильных и лентопро-катных цехов. М.: Металлургия, 1980. 312 с.

56. Владимиров Ю.В. Производство стальной ленты за рубежом. М.: Черметинформация, 1974. 133 с.

57. Косивцев М.П., Пуртов Ю.А. Современное состояние производства плющеной ленты и заводных пружин. М.: Черметинформация, 1974. 44 с.

58. Пуртов Ю.А., Косивцев М.П. Производство плющеной ленты. М.: Черметинформация, 1976. 21 с.

59. Совершенствование оборудования стана 3x2x160 СКМЗ (ВНИИметмаш) и обработка технологии производства высокоточных плющеных лент в условиях МММЗ, ЛСПЗ: Отчет о НИР/ ВНИИМетиз, УДК 621.778.687.09.11, № ГР 01850081374. 29 с.

60. Совершенствование технологии плющения с целью повышения качества лент и производительности оборудования: Отчет о НИР/ МГМИ УДК 621.778.6.002.237.90.07.0, № ГР 01880010096, 53 с.

61. Реконструкция оборудования для производства плющеных и профильных лент повышенного качества: Отчет о НИР/ ВНИИМетиз, УДК 621.778.690.06.30, № ГР 01880020030, 141 с.

62. Реконструкция оборудования для производства плющеных лент и профильных лент: Отчет о НИР/ ВНИИМетиз, УДК 621.778.688.03.04, № ГР 01870032178, 28 с.

63. Создание оборудования для освоения производства нержавеющих плющеных лент повышенного качества: Отчет о НИР/ ВНИИМетиз, УДК 621.778.690.09.07, № ГР 01880086717. 85 с.

64. Освоение технологии производства профильных лент на станах фирмы Маршал Ричарде с использованием дополнительных калибрующих устройств и оказание помощи во внедрении: Отчет о НИР/ ВНИИМетиз, УДК 621.778.686, № ГР 01850081376. 59 с.

65. Освоение производства кардной проволоки овального сечения с применением кассетных клетей в линии волочильных станов: Отчет о НИР/ ВНИИМетиз, УДК 621.778.684, № ГР 01830003115. 36 с.

66. A.c. 486652 СССР, МКИ3 В 21 F 21/00. Способ получения ленты/ М.Д. Тявловский, Ю.В. Серенков и М.Н. Лось (СССР)// Открытия. Изобретения. 1983. №45. С. 248.

67. A.c. 1088854 СССР, МКИ3 В 21 F 21/00. Устройство для получения плющеной ленты/ В.Н. Брынза, Е.А. Свистунов, Ю.М. Зарапин и др. (СССР)// Открытия. Изобретения. 1984. №16. С. 37.

68. A.c. 1235599 СССР, МКИ4 В 21 F 21/00. Устройство для плющения проволоки/ A.C. Каюков, А.П. Пацекин и др. (СССР)// Открытия. Изобретения. 1986. №21. С. 31.

69. A.c. 1235600 СССР, МКИ4 В 21 К 21/00. Устройство для плющения ленты/ Г.К. Субботин, В.Л. Кривощеков, Г.А. Бричко, В.И. Лукьянов (СССР)// Открытия. Изобретения. 1986. №21. С. 32.

70. A.c. 1459792 СССР, МКИ4 В 21 F 21/00. Устройство для плющения ленты из проволоки/ A.C. Каюков, A.B. Кайзер, A.B. Пацекин и др. (СССР)// Открытия. Изобретения. 1989. №7. С. 45.

71. A.C. 1780906 РФ, МПК5 В 21 F 21/00. Устройство для плющения проволоки с применением ультразвуковой энергии/ К.А. Сучков, А.Г. Сучков// Открытия. Изобретения. 1992. №46. С. 48.

72. Тявловский М.Д., Кундас С.П., Дереченник С.С. Определение температурных режимов нагрева проволок из тугоплавких металлов при горячем ультразвуковом плющении в вакууме// Металловедение и термическая обработка. 1984. №11. С. 61-64.

73. Тявловский М.Д., Сятковский Г.В., Кундас С.П. Ультразвуковая установка для изготовления профилированной ленты из проволоки// Цветная металлургия. 1986. №9. С.26-29.

74. Исследование возможности изготовления спиральных пружин с использованием ультразвукового способа плющения проволоки в ленту: Отчет о НИР// Ленинградский ПО "Вибратор" УДК 621.317.7.08.31, № ГР 02840027769.

75. Чиченов Н.Р., Зарапин Ю.Л., Мутовин В.Д., Трахопнотовская О.В. Инструмент для плющения проволоки с наложением ультразвуковых колебаний// Валки прокатных станов. М.: Металлургия, 1989. С. 184-189.

76. Злотников М.И. // Металлург. 1937. Т. №3 С. 47-61.

77. Weber R.D. Wire flatting and practice// The Wire industry, 1956. V.9. № 10 and 11. P.123-127.

78. Рукер В.Н. Расчёт усилий при плющении лент// Чёрная металлургия: Бюл. НТИ. 1988. №10. С. 193.

79. Зыков Ю.С. Уширение при плющении в неприводных валках// Цв. мет. 1994. №8. С. 47-48.

80. By До Лонг. Уширение при плющении проволоки// Вести АН Белорусии. 1994. № 3. С. 19-22.

81. Использование функций тока для расчёта геометрических и кинематических параметров прокатки при плющении ленты. В.П. Кошеленко,

82. B.Н.Рукер, КузинаТ.Г., Ткаченко А.П.// Изв. вузов. Черная металлургия. 1993. № 9 и 10. С. 37-40.

83. Деребас А.И. Влияние колебаний натяжения на разнотолщинность лент при плющении. Автореф. дис. канд. техн. наук. Магнитогорск, 1975.

84. Опыт изготовления металлокорда с компактным и пучковым сердечником/ В.П. Рудаков, Е.А. Пудов и др.// Сталь. 1993. № 6. С. 54-55.

85. В.П. Рудаков, М.М. Большакова, В.Е. Лунёв. Новые направления развития металлоарматуры для автомотошин// Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века: Тез. межгосударственной научно-технической конференции. Магнитогорск, 1996. С. 89.

86. В.П. Рудаков, М.М. Большакова. Производство металлоарматуры на АО "МКЗ"// Сырье и материалы для резиновой промышленности: Тез. III Российской конференции , Москва, 1996.

87. В.П. Рудаков, В.В. Кривощапов, М.М. Большакова. Освоение технологии и оборудования безокислительного газового патентирования// Материалы и конструкции в машиностроении и строительстве: Тез. конференции, Вологда, 1996. С.31-33.

88. В.П. Рудаков, М.М. Большакова, C.B. Адамчук. Перспективы развития производства проволоки специального назначения и изделий из неё // Материалы и конструкции в машиностроении и строительстве: Тез. конференции, Вологда, 1996. С.12.

89. В.П. Рудаков, М.М. Большакова. Совершенствование технологического процесса и расширение сортамента проволочно-канатного производства// Актуальные проблемы материаловедения в металлургии: Тез. конференции, Новокузнецк, 1997. С. 78.

90. В.П. Рудаков, В.Е. Лунёв, Г.М. Галибин. Новый армирующий материал для резинотехнических изделий// Сырье и материалы для резиновой промышленности: Тез. IV Российской конференции, Москва, 1997. С. 225.

91. В.П. Рудаков, В.Е. Лунёв. Сравнение изгибной жёсткости невитой металлоарматуры и металлокорда// Сырье и материалы для резиновой промышленности. Настоящее и будущее: Тез. V Российской конференции, Москва, 1998. С. 311.

92. В.П. Рудаков, В.Е. Лунёв. Новые конструкции металлокорда освоенные на ОАО "МКЗ"// Сырье и материалы для резиновой промышленности. Настоящее и будущее: Тез. V Российской конференции, Москва, 1998. С. 312.

93. В.П. Рудаков. Разработка технологии и освоение производства БЛП со специальным комплексом физико-механических свойств// Прогрессивные решения в метизной промышленности: Сб. научн. тр. под ред. В.В. Кривощапова, Магнитогорск, 1996. С. 28-35.

94. Разработка рациональной технологии изготовления арматурных изделий на ОАО "МКЗ"/ С.М. Вершигора, Е.А. Пудов, В.П. Рудаков и др.// Научный поиск в обработке давлением: Сб. научн. трудов под ред. академика Гуна Г.С. МГМА: Магнитогорск, 1998. С. 104-118.

95. Новые направления развития и освоения металлокорда/ В.В. Кривощипова, В.П. Рудаков, В.Е. Лунёв и др.// Обработка сплошных и слоистых материалов: Межвузовский сб. научн. трудов. МГМА: Магнитогорск, 1997. С. 42-50.

96. В.П. Рудаков. Расширение сортамента сталепроволочноканатного производства// Труды второго конгресса прокатчиков. М. АО "Черметинформация", 1998 С. 438-441.

97. Пат. 2096101, РФ. В 21 В 3/00, 1/40. Способ изготовления армирующего материала/ В.П. Рудаков, В.Е. Лунёв, В.В. Кривощапов и др. Изобретения.1997. №32. Ч.И. С.174.

98. Пат. 2100108, РФ. В 21 В 1/40. Способ изготовления плющёной ленты/ В.П. Рудаков, В.Е. Лунёв, В.В. Кривощапов и др.// Изобретения. 1997. №36. Ч.И. С.219.

99. Пат. 2079240, РФ. В 60 С 9/22. Покрышка пневматической шины/ В.П. Рудаков, Г.М. Галыбин, Н.Л. Сергеева, В.М. Воронов и др. // Изобретения. 1997. №13. С.216.

100. Пат. 2088423, РФ. В 60 С 9/20. Покрышка пневматической шины радиального построения/ В.П. Рудаков, Г.М. Галыбин, Н.Л. Сергеева, В.М. Воронов и др. Изобретения. 1997. №24. Ч.П. С.275.

101. Освоение производства невитой металлоарматуры для автошин/ Кривощапов В.В., Рудаков В.П., Лунёв В.Е.,Салганик В.М//Сталь. 1997. № 10. С. 52-55.