Z čeho jsou pneumatiky vyrobeny? Složení, druhy pryže, proces tvorby, stanovení kvality pryže

Pneumatika automobilu je právem nazývána důležitým prvkem kola. Tato skořepina je vyrobena ze směsi pryže, kovu a textilního materiálu a je umístěna na okraji disku. Pneumatika je nezbytná pro dobrý kontakt vozu s vozovkou. Pohlcuje drobné vibrace, které se objevují při jízdě na nedokonalých vozovkách, a navíc kompenzuje chyby trajektorie kol. Vlastnosti pneumatiky závisí na jejím složení.

• Druhy gumy
• Chemické složení
• Proces výroby pneumatik krok za krokem
• Moderní guma na pneumatiky
• Jak se pneumatiky montují?
• Jak zjistit kvalitu pneumatik?

Koneckonců je to on, kdo ovlivňuje vlastnosti modelu. Známí výrobci drží receptury kaučukové směsi v tajnosti, ale mnoho lidí zná hlavní složky a také jejich chemické vlastnosti, které ovlivňují kvalitu pohybu.

Druhy gumy

Každý výrobce uvádí na automobilový trh pneumatiky vyrobené ze dvou komponentů různého původu. Technicky jsou téměř stejné.

• Přírodní suroviny. Hlavní součástí budoucí pryžové směsi je rostlinná pryž. Jedná se o přírodní látku extrahovanou z mízy tropického stromu. Zpočátku se pneumatiky vyráběly z tohoto přírodního materiálu.
• Syntetické suroviny. Moderním materiálem pneumatik je uměle vytvořená pryž. Obsahuje určité chemikálie vyrobené lidmi. Materiál je odolný vůči olejům. Výrobky z něj neumožňují průchod vzduchu. Proto se aktivně používá při výrobě pneumatik.

Gumové směsi, vytvořené z přírodních nebo umělých surovin, používají společnosti vyrábějící pneumatiky všude. Mírnou změnou poměrů prvků při výrobě pneumatik se získá produkt s odlišnými technickými vlastnostmi. Tím se zlepšuje přilnavost běhounu k jakémukoli povrchu – suchému, mokrému, zledovatělému.

Chemické složení

Recept na směs pro výrobu směsi pneumatik se liší v závislosti na značce. Společnosti nikdy nemluví o složkách a jejich dávkách.

Co je přírodní kaučuk?

Hlavní složkou pryžové části kola je pryžové mléko. Jedná se o materiál s elastickými vlastnostmi a vodoodpudivými vlastnostmi. Přírodní látkou je zpracovaná míza stromů. Latex se z něj vyrábí smícháním šťávy s kyselinou. Vznikne tak elastická hmota husté konzistence. Poté se z něj odstraní přebytečná vlhkost. K tomu se hmota lisuje nebo válcuje válečky.

Kromě kaučuku se přidávají další látky, které zlepšují pevnost výrobku a mění jeho vlastnosti.

Ostatní prvky složení pneumatik

• Saze. Zvyšuje sílu. Díky němu se kolo dlouhodobě neopotřebovává bez ohledu na to, po jakém povrchu se auto pohybuje.
• Kyselina křemičitá. Je nutné zlepšit přilnavost pneumatiky na mokré nebo mokré vozovce. Někdy je nahrazena dražšími sazemi. Ale jeho přítomnost vede k rychlému oděru.
• Pryskyřice a oleje. Zlepšují elastické vlastnosti pryže. Takové přísady zajistí měkkost pneumatiky, která je v zimním období důležitá.
• Tajné ingredience. Výrobci přidávají své vlastní specializované komponenty pro změnu vlastností produktu. To se provádí za účelem zlepšení ovladatelnosti vozu, zkrácení brzdné dráhy atd.

Každý výrobce si vytváří vlastní recepturu, kde se liší hmotnostní podíl surovin. Vzorec ovlivňuje vlastnosti kol. To je důležité vzít v úvahu při jejich výběru.

Proces výroby pneumatik krok za krokem

Pneumatiky musí být odolné proti opotřebení, poskytovat vynikající trakci, ale zároveň nesmí snižovat rychlost vozu. Ke spojení těchto vlastností se využívá nový chemický výzkum a moderní vývoj.

• Tvorba pryžové hmoty. Jeho vzorec je držen v tajnosti. Může obsahovat až 20 dalších přísad. Receptura, podle které se hmota vyrábí, je majetkem značky. Asi 30 % tvoří saze. Je potřeba pro pevnost a schopnost odolávat vysokým teplotám. Kyselina křemičitá zajistí bezpečné cestování na mokrém povrchu. Někdy se nepoužívá, protože snižuje trvanlivost produktu.
• Výroba hlavních komponentů automobilových pneumatik. Běhoun v počáteční fázi je páska. Vyrábí se na šnekových linkách. Horká páska se vstřikuje, dokud se nevytvoří profil. Poté se obrobek ochladí a řeže. Rám a lamač jsou vyrobeny z vysokopevnostní kovové šňůry a pogumované textilie. K vytvoření bočnice a křídla je použit pogumovaný drát. Tato tuhá část se neroztahuje a je připevněna k ráfku.
• Vytvoření modelu. Výsledné polotovary jsou transportovány na montážní linku. Zde jsou vrstvy pneumatiky umístěny na sebe na speciálních bubnech.
• Vytvrzování. Sestavená konstrukce je umístěna do vulkanizátoru. Ten a forma se zahřejí na 2 stupňů. Obrobek se naplní párou nebo vodou, poté se lis zapne. Vysoký tlak vytváří úlevu. Chemická činidla se také používají k zajištění pevnosti a elasticity.

Na konci procesu je každý produkt testován.

Moderní guma na pneumatiky

Počet kolových vozidel na světě každým rokem roste. To vedlo k nedostatku přírodního kaučuku. Proto byl vynalezen umělý produkt. Syntetická složka má téměř stejné vlastnosti jako rostlinná složka.

Nyní může materiál, který se používá k výrobě pneumatikových výrobků, obsahovat složky přírodní i umělé pryže. Další chemické prvky ovlivní vlastnosti. Cena pneumatik s přírodními komponenty je přitom vyšší než u syntetických.

Jak se pneumatiky montují?

Montáž probíhá pomocí speciálního zařízení. V závislosti na výrobní kapacitě se volí typ a počet strojů.

Pneumatika je rám a pryžová část, která také tvoří boční stěnu výrobku. Toto provedení umožňuje vyrobit výrobek požadovaného tvaru. Aby se zlepšil výkon kompozice používané při výrobě, mnoho značek vytváří speciální přísady. Tímto způsobem poskytují zkrácenou brzdnou dráhu a zlepšují ovladatelnost na jakémkoli typu povrchu vozovky. Syntetické přísady umožňují prodloužit životnost radiálních a bias-ply pneumatik o roky.

Jak zjistit kvalitu pneumatik?

Před nákupem nové nebo ojeté pneumatiky na auto je potřeba zjistit datum výroby, jak je opotřebená a zda tam nejsou oděrky, zářezy nebo praskliny. Kvalitu přilnavosti můžete zkontrolovat takto: zatlačte prsty na povrch, neměl by padat, ale měl by mírně pružit. To svědčí o vynikající elasticitě, což znamená vhodnost produktu.

Kolo bylo vynalezeno už dávno. Pneumatiky byly vynalezeny ne tak dávno, asi před 170 lety. Často nevíme, jak se věci dělají – jsou tak známé, že o nich ani nemáme čas přemýšlet. V tomto článku budeme hovořit o tom, jak se vyrábějí pneumatiky pro automobily

Jak se vyrábějí pneumatiky pro auta

Kolo je jedním z nejstarších vynálezů lidstva. Samotné pneumatiky byly vynalezeny ne tak dávno, asi před 170 lety. V době sériové výroby je však celkem pochopitelné, že nevíme, jak se vyrábí ty nejobyčejnější věci, například jak se vyrábějí pneumatiky pro auta?

Když se něco málo o pneumatikách naučíte, pochopíte, jak tato část vašeho auta funguje a jak jej udržuje v pohybu. Téměř každý potřebuje nějaký typ pneumatiky a existuje mnoho typů. Kromě pneumatik pro osobní a nákladní automobily se pneumatiky používají na speciálních a supertěžkých důlních zařízeních a téměř všechna letadla přistávají na pneumatikách.

Pojďme se v tomto tématu ponořit trochu hlouběji a pochopit, jak lze něco jako gumovou směs přeměnit na pneumatiku s detailním běhounem a specifikovanými technickými vlastnostmi.

Vpravo na fotografii je frézování segmentu formy na pneumatiky

Tajemství výroby pneumatik

Typická továrna na pneumatiky má různé vybavení a stroje pro výrobu. Pneumatiky musí být pečlivě navrženy, smontovány, tvarovány a vyrobeny tak, aby správně podporovaly vozidlo při všech zatíženích. Spodní část pneumatiky by měla být rovná i při ostrých zatáčkách, zatímco její bočnice by měla pružně odolávat ohybu.

Musí to být pevná a flexibilní konstrukce, jinak by nesplňovala normy pro široké použití. Ano, pneumatika na první pohled vypadá dostatečně jednoduše, ale co všechny ty čáry na horní části běhounu pneumatiky auta, jak po obvodu, tak na bocích?

Místo abychom vás těmito otázkami mátli, na chvíli dupneme na brzdu. Abyste pochopili celý proces výroby pneumatik, musíte začít se základy. Vše začíná u speciálně vybraných pryžových směsí.

Na fotografii je přírodní a umělý kaučuk. Přírodní – hnědá.

Složené materiály

Abychom odpověděli na otázku, jak se vyrábějí pneumatiky pro automobily, musíme zavést koncept sloučenin, což jsou směsi materiálů, obvykle pevných nebo elastických, ve kterých jsou přítomny kapalné, viskózní a pevné složky. Míchání viskózní kaučukové hmoty vyžaduje v závodě značné úsilí, provádí se na válcích, které namíchanou hmotu kaučuků a přísad válcují do vrstev, které se skládají a znovu válcují až do úplné homogenizace – objemově jednotné složení.

Směsné materiály tvoří kompozici, směs, ze které je pneumatika vyrobena. V závislosti na typu potřebné pneumatiky přidávají výrobci pneumatik do procesu míchání „tvrdší“ nebo „měkčí“ materiály.

Výrobci používají tvrdší pryžové směsi, pokud chtějí vyrobit odolnější pneumatiku. Výhodou tvrdší pneumatiky je, že poskytuje lepší spotřebu paliva. Tvrdší pneumatiky mají menší valivý odpor, což znamená, že k pohybu vyžadují méně energie paliva. „Měkčí“ pneumatiky jsou zimní pneumatiky, jsou elastičtější a lépe přilnou na sněhu a ledu. Jejich běhoun obsahuje lamely, paralelně řezané vrstvy a skupiny lamel pod různými úhly. Při pohybu se doslova lepí na led.

Tvrdší směsi se také používají ve výrobním procesu komerčních pneumatik. Vozidla, jako jsou velká nákladní auta a autobusy, kladou na pneumatiky velké váhy a síly a materiály jsou navrženy tak, aby toto zatížení vydržely.

Při výrobě pneumatik se také hojně používají měkčí směsi, ale spíše pro pneumatiky, které vyžadují větší přilnavost, zejména při vysokých rychlostech. Složení pryžové směsi se může mezi značkami značně lišit, ačkoli všechny používají stejné základní komponenty. Patří mezi ně drát, saze, tkaniny, pryž a chemické sloučeniny.

Všechny komponenty – směs kaučuků, směs se sazemi, vulkanizér a plnivo – jsou posílány do výkonného mixéru.

Přírodní kaučuk pro výrobu pneumatik

Přírodní kaučuk je přírodní polymer získaný z latexu stromu Hevea. Hevea roste především v jihovýchodní Asii. Přírodní kaučuk tvoří elastickou strukturu pneumatiky, prodlužuje její životnost a zabraňuje opotřebení. Udržuje pneumatiku neporušenou tím, že zabraňuje praskání bočnice pod tlakem a zajišťuje trakci.

Molekuly gumy jsou jako stočené spirály. Působením mechanické síly se natahují a mají elasticitu, to znamená, že po odstranění síly se vrátí do svých předchozích rozměrů. Aby byla pryž odolnější, je vulkanizována sloučeninami síry nebo samotnou přírodní sírou. Můstky atomů síry vzájemně zesíťují molekuly spirálovité pryže a poskytují prostorovou objemovou strukturu polymeru.

Pokud se přírodní kaučuk rozpustí v benzínu, a to je známé kaučukové lepidlo, může po zesíťování-vulkanizaci pouze nabobtnat v rozpouštědle, ale nerozpustí se.

Žlutá látka v sáčku je zřejmě síra pro vulkanizaci kaučuku. To vše se míchá do hladka. Šedá – případně jemně rozptýlený oxid křemičitý, plnivo.

Syntetický kaučuk ve výrobě pneumatik

Směsi přírodního a syntetického kaučuku se běžně používají společně jako suroviny pro výrobu pryže pneumatik. Syntetický kaučuk je polymer butadienu, někdy s jinými monomery, jako je styren. Struktura polybutadienu poskytuje stejné elastické vlastnosti, protože jeho molekuly jsou také stočeny do spirál a mohou se při zatížení natáhnout a poté se vrátit do svých původních rozměrů téměř bez prodloužení, když je zatížení odstraněno.

Syntetické a přírodní kaučuky jsou zaměnitelné, první se syntetizuje z ropy, druhý se sbírá na zemědělských plantážích hevea – fíkusu, který produkuje latex, emulzi kaučuku ve vodě. Když ceny ropy rostou, pěstitelé kaučukovníků mají mimořádný zisk. Vysoce kvalitní syntetický kaučuk se specifikovanými vlastnostmi je poměrně drahý.

Mimochodem, výroba pneumatik má z pohledu teorie skleníkových plynů pozitivní dopad na životní prostředí. Latex trvale uzamyká atmosférický uhlík. A ačkoli toto množství není velké, fixace oxidu uhličitého kaučukovníky je nepřetržitá.

Kromě elastických polymerů se při výrobě pneumatik používají saze – přírodní uhlík – a bílé saze – jemně rozptýlený oxid křemičitý.

Částice sazí mají vyvinutý povrch, jsou při vulkanizaci spojeny s polymerem chemickými vazbami a také adhezí a stabilizují celou pryžovou hmotu jako celek a snižují opotřebení pryže. Množství plniva – sazí a stupeň vulkanizace ovlivňují pevnost a pružnost pryže. Pokud přidáte více vulkanizátoru, získáte ebonitový polymer – tvrdý, neelastický materiál, který lze dokonce soustružit.

Dnes se při výrobě pneumatik používají high-tech strojní linky. To výrazně zvyšuje rychlost výroby pneumatik. Aby se zjednodušily operace, většina továren na pneumatiky minimalizuje složitost údržby zařízení a doby nastavení. Lidské ruce kvalifikovaných pracovníků jsou však v řadě fází výroby pneumatik nenahraditelné. Jak se vyrábějí pneumatiky pro automobily převážně na automatizovaných linkách s výrazným využitím ruční práce?

Jedna osoba může spravovat více počítačových systémů, zatímco TBM dělá těžké zvedání. Uchopuje bočnici, vnitřní vložku, běhoun, patky a kord a používá je k výrobě pneumatiky na montážní lince. Pneumatika, která z takové linky vyjede, se nazývá „zelená pneumatika“, což znamená, že musí ještě projít procesem vytvrzování – vulkanizací.

Fotografie ukazuje více vrstev pneumatiky v jejím průřezu

Výroba pneumatik krok za krokem

Výroba pneumatik vyžaduje suroviny, jako je kombinace přírodního a syntetického kaučuku. Jak se ale během výrobního procesu dostaneme od surové gumy k nové pneumatice? Značky vyrábějí širokou škálu produktů – pneumatiky pro osobní automobily, pneumatiky, pneumatiky pro lehká nákladní vozidla nebo jakékoli běžné radiální pneumatiky – podle podobných výrobních kroků.

1. Kaučukové směsi a další suroviny
2. Výroba polotovarů pneumatik
3. Montáž pneumatiky vrstvu po vrstvě – na fotografii vpravo
4. Lisování a vulkanizace
5. Kontrola kvality

Základní kroky jsou prakticky stejné, rozdíl spočívá ve složení kaučukových směsí, použití různých vrstev tkaniny a kovového kordu a vybavení použitého při těchto krocích. Jakmile bude návrh pneumatiky přijat, závod také potřebuje vyvinout nové zařízení a vyrobit trojrozměrnou formu přizpůsobenou k formování tohoto nového modelu pneumatiky. Když se rozhodnete koupit nové pneumatiky, myslete na to!

Směsi a suroviny pro výrobu pneumatik

Prvním krokem při výrobě pneumatik je získání vysoce kvalitních surovin. Každý, kdo chce začít vyrábět pneumatiky, musí nejprve investovat do surovin. Kromě kaučuků a kaučukových směsí sem patří ocelový drát, různé chemikálie a textilie.

Dělníci na plantážích hevea extrahují kaučuk ze stromů ve formě tekutého latexu. Oddělují latexový koagulát od vody pomocí kyseliny, suší jej a poté přepravují surový kaučuk v balících. Oxid křemičitý a saze se používají ke zvýšení přilnavosti k vozovce a prodloužení životnosti pneumatik.

Značky pneumatik také používají syntetické polymerové kaučuky, jejich monomery jsou butadien a styren. Ve speciálních zařízeních se provádí řízená polymerace butadienu, který se zase vyrábí z ethylalkoholu. Přirozenou možností je kaučukovník (Hevea Brasiliensis), zdroj latexu a kaučuku. Mimochodem, přírodní kaučuk se používá hlavně na pneumatiky letadel.

Různá průmyslová odvětví dodávají tyto suroviny do továren na výrobu pneumatik za účelem výroby dílů pro pneumatiky. Ocel se používá jako surovina pro ocelové kordové pásky a jádra patek pneumatik. Výrobci vyrábějí ocelové pásy z ocelového kordu, zatímco pro jádro patky se používá ocelový drát.

Textilie jsou také potřebné pro zpevňování vrstev tkaniny střídající se s pogumováním a jejich impregnaci. Použité textilní materiály jsou nylon, aramidová vlákna, viskóza a polyester. Výrobci je používají ke zpevnění, udržení struktury a tvaru pneumatiky a také zvyšují odolnost proti proražení a roztržení při nárazu do něčeho hranatého a ostrého.

Na fotografii jsou bubny s pryžovými pásy a pásy z textilních šňůr.

Druhý krok – Výroba: Konstrukce pneumatiky

Vrstvy přírodních a syntetických komponent jsou nařezány na přesné části potřebné pro výrobní proces. Poté se položí na sebe a spojí se tlakem. Výsledný vrstvený „koláč“ se může lišit, protože různé pneumatiky osobních automobilů používají ve vrstvách průměrně dvanáct různých pryžových směsí.

Výroba nové pneumatiky obvykle začíná s předem obrobenými ocelovými jádry ráfku. Zalévají je do jedné nebo dvou vrstev pryže, jejichž délka odpovídá velikosti pneumatiky.

Další postup zahrnuje zapuštění textilních vrstev do pryžových vrstev pomocí velkého válečkového zařízení. Výstupní list je řezán ve směru jízdy pod úhlem 90 stupňů, aby se získala požadovaná šířka. Bočnici tvoří ocelové pogumované dráty ve tvaru prstence.

Po sestavení všech vrstev a bočnic se na válec nanese nášlapná vrstva.

Krok tři – Montáž

Montážník pneumatik začíná s montáží pneumatiky pomocí bubnu svého stroje. Vezme vnitřní vložku, omotá ji kolem bubnu a navrch obalí první vrstvu pneumatiky. Poté přichází na řadu druhá vrstva, po které se nasadí patkové sestavy a buben stroje nafoukne měch, který vtlačí vrstvy konstrukce pneumatiky do formy.

Je vytvořena vzduchotěsná vnitřní vložka, která má pryžové vrstvy a kordovou tkaninu. Po vytvarování má tato část pneumatiky tvar válce. Na bocích jsou umístěny pogumované ocelové bočnice, válec je otočen naruby a drátem vyztužené boky pneumatiky jsou zabudovány a zajištěny.

Dalším krokem je přitlačení pryžových bočních dílů na obou stranách. Poté předají „zelenou“ pneumatiku jinému stroji, který pokračuje v montáži. K tomu jsou přidány nitě, nylonová vrstva a neupravená běhounová guma nahoře.

Zvláštní pozornost je věnována přesnosti dávkování, velikosti vrstev a neustálému rolování válečky tak, aby uvnitř vrstev pneumatiky nezůstaly žádné vzduchové bubliny. Dále je válec stlačen ze stran a nahuštěn stlačeným vzduchem, v tomto bodě již má pneumatika obrys hotového výrobku.

Budoucí běhoun je vytvořen z pryžové hmoty ve formě pásu, nanese se a naválcuje na vrstvy bočnic.

Krok čtyři – tvarování:

Toto je fáze výrobního procesu, kdy je koláč vrstev pryže a kordu umístěn do formy s mnoha sbíhajícími se segmenty a na ještě „zelenou“ pneumatiku jsou aplikovány zvýšené teploty a tlaky. Zvýšení tlaku v pneumatice způsobí, že běhoun a bočnice se stlačí do tvaru.

Výsledkem je, že během procesu lisování „zelená“ pneumatika ztvrdne, vulkanizuje a vyjde z formy s dezénem a nápisy na bočnicích. Jakmile je proces dokončen, vnitřní tlak se uvolní, což vede k vytvrzení horké pneumatiky.

Pryžové chlupy na nové pneumatice jsou z otvorů vyvrtaných do formy, které se při tlakové úpravě naplní přebytečnou pryžovou směsí. Pneumatika tak dostává svůj ideální designový tvar: do těchto chlupů jsou vtlačeny další kubické milimetry pryže. Pokud se podíváte pozorně na tvar, jsou tyto otvory viditelné.

Krok pátý – kontrola:

Pneumatiky procházejí kontrolou kvality v každé jednotlivé fázi jejich výroby. Dezén běhounu a vnitřní komponenty, včetně profilu pneumatiky a vrstev pneumatiky, jsou pečlivě studovány v průběhu výrobního procesu.

Sdružení výrobců pneumatik doporučuje tři hlavní metody testování kvality. Patří mezi ně radiografie, vizuální kontrola a řada testů uniformity pneumatik. Pneumatiky musí projít těmito kontrolami a testy, než je výrobce může uvolnit do skladu.

Pokud jste všímaví, můžete si všimnout, že níže uvedená fotografie je motocyklová pneumatika. Výrobní technologie se v zásadě etapově výrazně neliší. Rozdíly jsou v použitých materiálech, počtu vrstev, materiálech šňůry a samozřejmě ve tvarech.