Меню

Армирующая ткань для резины

Армирующие материалы РТИ

В резиновом производстве, наряду с резиной, применяют раз­личные материалы, используя их в качестве армирующего сред­ства, усиливающего конструкцию. К таким материалам относятся разнообразные текстильные изделия — пряжа, ткани, трикотаж и другие материалы, а также различные металлоизделия — прово­лока, плетенка, тросы.

Наиболее целесообразное совместное использование этих ма­териалов, столь различных по своим свойствам, — проблема, стоя­щая перед конструкторами и технологами-резинщиками, которые обязаны знать и учитывать особенности материалов, образующих конструктивные элементы изделий.

Армирующие материалы используют:

а) для создания прочных каркасов заданных габаритов при изготовлении рукавов, приводных ремней, оболочек аэростатов и др.; с этой целью применяют пряжу, ткань и проволоку (содержание текстиля в ремнях и лентах иногда достигает 60—70% веса изделий);

б) для обеспечения определенных конфигураций резины в резинометаллических втулках и подвесках, в резиновых подшипни­ках, резиновых обкладках валов и др.; для этого применяют метал­лические втулки, обоймы, сердечники;

в) для упрощения монтажа резиновых деталей: буферов, подвесок и других деталей применяют металлические основания, штуцеры и пр.

Наиболее ответственным является выбор и применение арми­рующих каркасных материалов.

Пряжа 4

Пряжа и крученые нити, составляющие исходный материал для изготовления тканей, в резиновом производстве находят и самостоятельное применение. Различные виды корда исполь­зуются в шинном производстве как основной конструкционный материал, различная пряжа применяется для изготовления рука­вов с обмоточными и оплеточными каркасами и рукавов с круглотканым чехлом; кордшнур применяется для рукавов и клино­вых ремней. Пряжа — это изделие нитевидной формы произ­вольно большой длины, изготовленное прядением из относительно короткого материала (из штапельного волокна). В отличие от нее нить скручивается из материала неограниченно большой длины (из пряжи, из натурального шелка, искусственных и синтетиче­ских волокон). Поэтому крученую пряжу тоже называют нитью.

Сопротивление тканей растяжению в различных направлениях 3

Полоска ткани, испытываемая на растяжение, может быть укреплена в зажимах прибора так, что направление утка (или основы) будет образовывать некоторый угол с линией зажима.

В этом случае зажатой одновремен­но в обоих зажимах окажется лишь часть нитей. Разрыв каждой из этих нитей, расположенных под уг­лом к направлению действия силы, потребует большего усилия, чем прочность нити. По существу, здесь будут наблюдаться, как это видно на рис. 171, и разрыв, силою G, и срез, силою t. Часть нитей, не за­жатая в тисках аппарата, не будет нормально участвовать в разрыве. Однако вытаскивание или разрыв их, а также срез потребуют затра­ты некоторых усилий.

Определение сопротивления тка­ни нормально направленному и рав­номерно распределенному давле­нию (сопротивление «лопанию») проводится на отрезках ткани, имеющих форму круга.

Отрезки зажимают по периферии и подвергают возрастающему воздушному давлению. В этом случае в разрыве принимают участие обе системы нитей. Для герметизации купола, образуемого тканью, применяется тонкая резиновая подкладка. Расчет сопротивления ткани разрыву в названных условиях проводится по замеренным величинам: воздушного давления р (в 10 5 Па), за­жимного радиуса r (в см) и стрелы подъема тканевого купола h (в см), принимая форму последнего в виде сферического сегмента.

Линейное натяжение Т (10 Н/см) образца в момент продавливания определяется уравнением

Линейное натяжение (в 10 Н/см), отнесенное к начальным габаритам образца, составляет:

Напряжение, в 10 Н/см 2 образца в момент продавливания f, отнесенное к поперечному сечению при начальной толщине Ь (в см), определяется зависимостью

Источник

Армированная резина — описание

Армированная резина

Резина армированная – особый вид материала, в основе которого лежит ограниченно сшитый каучук (впоследствии подвергаемый обязательной вулканизации), а также тот или иной армирующий элемент. Последний может иметь самую разную природу. Однако, в большинстве случаев роль армирующего наполнителя выполняют различные текстильные волокна, переплетённые между собой в строго определённой последовательности.

Особенность материала

Армированная резина наделена способностью не реагировать на резкие перепады рабочих температур. За счёт низкого уровня адгезии невосприимчивой она оказывается и для разного рода внешних загрязнений. Отличает армированную резину также показательная прочность и стойкость к изнашиванию. Материал, армированный не натуральными текстильными волокнами, идеально справляется с ролью электрического изолятора для проводов.

История

Появление армированной резины относят к началу девятнадцатого века. В 1823 году Чарльз Макинтош запатентовал прорезиненную ткань, по функционалу идеально подходящую для пошива непромокаемых плащей. Именно эта ткань и стала прообразом известных ныне резинотекстильных изделий. Мощный скачок в разработке и изготовлении резины, армированной волокнами, произошёл параллельно с появлением автомобилей и, соответственно, пневматических шин. На сегодняшний день в среднестатистическом автомобиле, помимо шин, армированная резина встречается в виде:

  • стандартной подушки безопасности;
  • ремней трапециевидного сечения (клиновых) в ременных передачах;
  • всевозможных шлангов и трубочек.

Процесс армирования резины

Резиновые заготовки с армирующими включениями по своей сути ещё не являются армированной резиной. Для приобретения этого статуса необходимо, чтобы каучуковые компоненты прошли этап вулканизации. Реакция, запускаемая срабатыванием серы при заданной очень высокой температуре, позволяет сделать сцепление переплетённых особым образом текстильных волокон или проволоки с каучуком максимально крепким и надёжным.

Читайте также:  Как убрать супер клей с обуви из ткани

Армирование резины текстильными волокнами

Так как изделия, выполненные из армированной резины, часто эксплуатируются при усиленных растягивающих нагрузках, очень важно максимально сократить их деформацию за счёт укрепления структуры текстильными нитями. Нити эти могут как состоять из отдельных переплетённых волокон (например, пряжа), так и быть выполненными в виде единой непрерывной нити.

При производстве резинотекстильных изделий их конструкция, вкупе с размещением в ней волокон наполнителя, просчитывается специалистами заранее. Учитывается при этом сила растягивающих нагрузок, а также количество находящихся между нитями слоёв резины.

Виды текстильных армирующих волокон

Армирующие волокнистые наполнители именуются профессионалами бельтингами, кордами или тех.нитями. Классификация корд подразумевает выделение:

  • вискозных;
  • хлопчатобумажных (очень редко используемых);
  • полиамидных алифатических (температура стеклования 45-50℃, сильная ползучесть);
  • полиэфирных (температура стеклования 80-90℃, низкая ползучесть);
  • параполиамидных нитей.

Для выполнения специфических задач армирование резины может проводиться также нитями, изготовленными из стекла, углеродосодержащих материалов и даже металла.

Так как именно армирующие нити, какой бы природы они ни были, нивелируют всю направленную на изделие нагрузку, очень важно отслеживать их функциональные характеристики и их соответствие требованиям нормы. Любые нити для армирования предварительно обрабатывают специальными составами – латексом и особыми адгезивами. При выборе тех или иных текстильных армирующих волокон принято ориентироваться на коэффициент их упругости, процент удлинения при разрыве и уровень прочности.

Типы тканевых структур армирующих волокон

По типу тканевых структур, выступающих основой для укрепления резины, все бельтинги делятся на:

  • ткани полного полотняного переплетения;
  • материалы сатинового переплетения;
  • ткани саржевого переплетения;
  • ткани с редким утком (поперечной нитью, ср. с продольной «основой»).

В одном РТИ может присутствовать укреплённая резина разного вида и состава (чефер и корд). Ярким тому подтверждением становятся автомобильные покрышки. Грубый чефер производится из х/б волокон, переплетение долевой и поперечной нити равномерное. Его активно используют для внешней отделки бортовых автомобильных покрышек. Корд же, являясь очень прочным, произведённым на основе синтетических волокон, утка в плетении практически не имеет. Лучше всего он подходит на роль материала-основы для каркаса покрышки.

Качество и прочие механические свойства армирующих нитей тщательно проверяются путём проведения полуцикловых, одноцикловых и многоцикловых испытаний.

Армирование резины металлом

Для армирования резины, кроме нитей и систем нитей, также применяются металлические включения – проволока различной толщины, тросы, плетёнки и даже сердечники. Конкретно последние идеально подходят для армирования материала, из которого впоследствии будут созданы подвески, втулки и валовые обкладки. Проволока, обработанная особым составом, применяется для укрепления каркасной резины, задействованной при проектировании и производстве аэростатных оболочек и всевозможных приводных ремней.

Применение армированной резины

Помимо автомобильных шин, из описываемого материала изготавливают также:

  • защитные фартуки и проф.форму;
  • надувные изделия и тех.конструкции;
  • приводные ремни, гусеничные ленты;
  • конвейерные транспортерные ленты и рукава.
  • шины для самолётов и других видов спецтранспорта;

Источник

Ткани, применяемые в производстве РТИ

В связи с разнообразием конструктивных и эксплуатационных особенностей различных РТИ ассортимент тканей, применяемых. в производстве этих изделий, обширен и специфичен. Свойства технических тканей и других текстильных изделий определяются соответственно ГОСТами или техническими условиями. В табл. 13 приведены основные данные по тканям, наиболее употребитель­ным в производстве РТИ.

Ткани для рукавного производства. Многообразие рукавов и различные условия их работы вызвали применение значитель­ного ассортимента текстильных изделий. Наряду с тканями из хлопковой пряжи все шире стали применять ткани вискозные, из синтетических волокон, асбестовые и льняные ткани, а также тканые чехлы и трикотаж. Так как применяемые при изготовле­нии рукавов ткани закраиваются под углом 45° к направлению основы и под таким же углом к оси рукава располагаются в нем нити основы и утка, то для одинаковой их работы в рукаве необ­ходимы равная прочность и одинаковая растяжимость ткани, промазанной резиновой смесью, по основе и утку. Отсюда вы­тяжка ткани по длине и усадка ее по ширине, происходящие при каландровой обработке, должны быть учтены в заправочных дан­ных по изготовлению ткани. Если ткани не вполне удовлетворяют этому требованию, это приводит к понижению прочности рука­вов и перекручиванию их в работе. Основными видами рукавных тканей, применяемых в настоящее время, являются рукавные ткани Р-1 — Р-4, а также чефер, полотна, автопнев и кордпнев.

Ткани для производства плоских приводных ремней, транспор­терных и других лент. Основной тканью этого производства является бельтинг, представленный несколькими видами, разли­чающимися по прочности и весу (ГОСТ 2924—67). Характерная особенность бельтингов — большая прочность и значительное от­носительное удлинение по основе при меньшей прочности и плот­ности по утку. Однако снижение прочности и плотности утка бельтинга ограничивается требованием сохранения возможности обеспечить надежную сшивку концов ремня или транспортерной ленты. Полное относительное удлинение бельтинга, составляю­щее при разрыве 24—32%, несколько снижается в процессе тех­нологической обработки и в готовом ремне составляет 15—17%. Это растяжение позволяет ремню переносить временные пере­грузки (пики), при которых преждевременно изнашивались бы ремни более жесткие. Бельтинг имеет различную ширину. В на­стоящее время применяют бельтинг шириной: 75, .80, 85, 95, 100, 105,110, 120, 128 и 145 см. Именно это разнообразие и позволяет снизить до минимума отходы ткани, изготовляя сердечники тран­спортерных лент без обрезки кромок или подбора ширины заго­товок ремневых пластин. Однако обязательным условием этого способа работы является применение бельтинга с так называемой эластичной кромкой. При нали­чии такой не жесткой (не уплот­ненной) кромки не будет нерав­номерности напряжений в сере­дине и по краям ленты или ремневой пластины.

Читайте также:  Чем покрасить болоневую ткань в домашних условиях

Зависимость нагрузок — де­формаций различных видов тек­стиля, применяемого в ремневом производстве, не одинакова. На рис. 172 даны диаграммы растя­жения бельтинга 1, кордпнева 2 и кордшнура 3, приведенные к ширине полосок 50 мм. Наиболее жесткой из этих трех полосок является кордшнуровая; изделия, изготовленные из кордшнура, значительно меньше растягиваются, чем бельтинговые.

Наряду с бельтингом для ремневого производства применяются разработанные Научно-исследовательским институтом резиновой промышленности новые виды тканей: высокопрочная уточная шнуровая ткань, а для транспортерных лент так называемые ос­новная и уточная капроновая и анидная ткани. Основу уточной шнуровой ткани составляет кордшнур, ее уток — крученая нить структуры 37/23. Эта ткань, будучи примерно в 2,5 раза прочнее бельтинга, позволяет снизить количество прокладок в приводных ремнях, сохраняя необходимую прочность и одновременно улуч­шая гибкость ремней, и, следовательно, увеличивает их выносли­вость.

Основная и уточная ткани отличаются тем, что имеют значи­тельную прочность и плотность только в одном направлении (отвечающим их наименованию). Совместное применение таких тканей позволяет получить ленты из синтетических волокон не только значительной прочности, но также с небольшим относи­тельным удлинением.

Ткани для производства клиновых ремней. Для изготовления сердечников состыкованных клиновых, так называемых кордтканевых ремней применяют ремневую кордткань с меньшим относительным удлинением, чем бельтинг. В качестве добавочных конструктивных деталей используются: брекерная ткань КР; ткань для слоя растяжения ДСР и оберточная ткань ОТ-40.

Ткани для изделий промышленной техники и широкого потреб­ления. Для пластин, обладающих значительной эластичностью по толщине, но мало растягивающихся по длине и ширине, в ка­честве армирующих прослоек или оснований применяют различ­ные ткани: полотно, бязь и миткаль для технической пластины; доместик для типографских (офсетных) пластин, саржа КЛ (кардолентная) для оснований кардных лент. Среди тканей для технических изделий особое место занимает перкаль. Различные марки (артикулы) этой ткани применяют в производстве воздухо­плавательных средств. Для изготовления водоплавательных средств и емкостей применяют кордпнев и палатку. В качестве основы для резиновых плиток иногда применяют грубую редкую ткань, например пеньковый гампер. Хорошей заменой его может быть нетканый текстильный материал.

Для изделий широкого потребления и санитарии и для обув­ного производства применяют: миткали, саржу набивную, тифтик, байку галошную и другие ткани.

Технические ткани в основном изготовляют из крученой пряжи. Вследствие гладкости, свойственной крученой пряже, крученая основа не нуждается в специальной проклейке (шлихтовке) ее перед заправкой на ткацкий станок, что обязательно при ткаче­стве из основы не крученой (полотна, перкали). Поскольку шлихта затрудняет промазку тканей резиной и, вследствие раз­ложения, сопровождаемого выделением газа в условиях вулкани­зации, может ухудшать качество изделий, следует такие ткани расшлихтовывать до поставки их на резиновые заводы. Расшлих­товка, делая нити ткани более рыхлыми, снижает прочность ткани. Обычно это требование учитывается изготовителями технических тканей, и последние поставляются на резиновые заводы расшлих­тованными.

Технологические операции обработки ткани, применяемые в подготовительном производстве на резиновых заводах (просу­шивание, промазка ткани резиновой смесью, накладка резиновой смеси на ткань), сказываются на габаритах ткани, на ее механи­ческих показателях и должны учитываться конструктором-ре­зинщиком.

Прочие виды конструкционных текстильных изделий. Т к а н ы е чехлы (рукава) представляют собой ткань, имеющую обычную основу, но замкнутый по спирали уток. Для изготовления тканых чехлов применяют крученую пряжу различной структуры и кре­пости; число сложений основы — не менее трех, утка — значительно больше. Плоскотканые рукава изготовляют на так называемых плоскоткацких станках. Для изготовления круглотканых чехлов применяют круглоткацкие станки, на которых изготовляют или свободные чехлы, или нарабатывают чехол на заготовку рукава. Обычно в чехлах применяется гарнитуровое переплетение, из­вестно применение и саржевого переплетения. Нити основы в по­следнем случае располагают преимущественно на наружной по­верхности рукава, а более нагруженный уток — на внутренней. Чехлы большей прочности иногда изготовляют двухслойными, выполняя второй слой на первом (см. рис. 71, глава 3). Для устранения скручивания рукава, наполненного водой, четный слой изготовляют на станке правого вращения (движение челноков по часовой стрелке).

Читайте также:  Ткань для обуви кордура

Оплетка и обмотка. Оплетка — текстильная поверхность, полученная на цилиндрической заготовке (рукав, амортизацион­ный шнур) и состоящая из двух одинаковых систем нитей, взаимно переплетающихся (образующих плетенку) под тем или другим углом. Переплетение нитей оплетки может быть выполнено раз­лично. В резиновом производстве чаще применяется саржевое переплетение, менее жесткое и потому более подвижное.

В обмотках, выполняемых на обмоточных машинах, потоки нитей укладывают без переплетения. Второй слой обмотки нано­сят под углом к первому.

Ценную особенность обмотки и оплетки представляет возмож­ность такого расположения нитей этих конструкций, когда совпа­дает направление действующих усилий и воспринимающих их нитей. В ткацких тканях, с фиксированным расположением нитей основы и утка, такая возможность очень ограничена. Однако из­вестны другие виды текстильных изделий, например сетное по­лотно (сеть рыболовная), в которых также имеется возможность расположения элементов под желаемым углом. Подобные материалы еще недостаточно использованы конструкторами-резин­щиками.

Трикотаж. Простейшие трикотажные или вязаные изделия изготовляются из одной системы нитей (рис. 173). Петли, идущие горизонтальными рядами, продеваются в петли предыдущего ряда. Та сторона ткани, на которую вытаскиваются петли, является лицевой. На этой стороне особенно заметно выступают боковые части петель аb (петельные столбики); на изнаночной стороне заметнее выступают поперечные дуги cd, составляющие головки петель. Трикотажное переплетение, обеспечивая доста­точную связь между рядами, дает возможность значительных растяжений материала при одноосном нагружении, с одновременным значительным сокращением в другом направлении.

Трикотаж кулирная гладь растягивается в ширину вдвое больше, чем в длину; изнаночный трикотаж дает одинаковое рас­тяжение в ширину и в длину; ластик растягивается вдвое больше, чем кулирная гладь. Трикотажная ткань применяется в качестве прокладок как средство, ограниченно изменяющее эластичность. Трикотажные чехлы, подобно круглотканым или оплетке, можно выполнять непосредственно на рукавных заготовках. Такого рода трикотажная обвязка используется как спо­соб ограниченного текстильного усиления в рукавах.

На рис. 174 и 175 приведены схема и внешний вид возможной трикотажной обвязки. В таком материале прочность в направле­нии параллельных нитей (располагаемых в рукаве по окружно­сти) выше, чем в перпендикулярном ему, что соответствует условию напряженного состояния в продольном и поперечном сече­ниях рукава.

Сеть или сетное полотно представляет собой конструк­цию, в которой нити в местах перекрытий сплетены узлами и об­разуют глазки или ячеи в виде ромбов. Изготовляются сети и »с квадратными ячеями. Для сетей применяют преимущественно пеньковую пряжу одинарного или двойного кручения, а также хлопчатобумажную. Сетное полотно является армирующим мате­риалом при изготовлении полых резиновых шаров-поплавков.

Шнуры и веревки. Веревочный такелаж (веревки) при­меняются в конструкциях воздухо- и водоплавательных изделий и различного рода емкостей. Шнуры применяются в ру­кавном производстве как вспомогательный материал для прессовки рукавов, имеющих рубчатую (спи­ральную) поверхность. Ве­ревки также изготовляются скручиванием трех и более прядей, получаемых, в свою очередь, путем скручивания пряжи (здесь «каболок»).

Различают: крученые ве­ревки, шнуры плетеные (фа­лы) и крученые. Преимуще­ственно применяются льняные и хлопчатобумажные крученые технические веревки. Направление скручивания веревок прини­мается обратным направлению скручивания составляющих их прядей, а направление скручивания прядей — обратным направ­лению скручивания «каболок». Главным образом применяются трех- и четырехпрядные веревки правого кручения или так назы­ваемой правой свивки.

Прочность веревки всегда ниже суммы прочности слагающих ее прядей или (тем более) слагающих пряди каболок. Расхожде­ние достигает 15—25%. Поэтому прочность всегда определяется разрывом целой веревки, но не слагающих ее прядей. Узлы на ве­ревках ведут к значительным перерезывающим усилиям. Прочность веревки с узлами снижается на 30—40%, в зависимости от рода веревок и вида узлов; разрыв почти всегда происходит в узлах.

Разрывную длину веревки получают делением прочности ве­ревок в 10 Н на вес 1 м веревки в 10 Н. Это определение отвечает частному случаю уравнения (9,5) при l=1. Происходя­щее под нагрузкой растяжение веревок ведет в эксплуатации к нарушению расчетных данных для длин такелажных конструк­ций и вызывает нежелательные отклонения от конструктивных расчетов. В частности, смоченные веревки принимают под нагруз­кой значительно большие удлинения и показывают большее, чем сухие, остаточное удлинение по разгрузке. Наименьшим относи­тельным удлинением обладает веревка смоченная, а затем вытя­нутая и в растянутом состоянии высушенная перед применением.

Источник