Проектирование шинного завода
В истории отечественной автомобильной промышленности были как удачные проекты, которые получили народную любовь и уважение (Нива, Камаз), так и не очень успешные. Но есть отрасль автомобильной промышленности, в которой страна могла похвастаться весьма завидными результатами. До революции наше отечество было ведущим в производстве автомобильных шин и в передовиках отрасли Российская Империя была не только по количеству, но по качеству изготовления. В декабре 1911 года проходило ралли «Монте – Карло» и Андрей Нагель и Вадим Михайлов, стартовав от Дворцовой площади, пришли к финишу первыми, отметив, что за десть дней пути у них не возникла необходимость замены шин. Шины были отечественно производства и производил их завод «Проводник».
Размеры производства поражали, на заводах выпускали шины, шланги, ткани, обладающие влагоотталкивающими свойствами, линолеум, игрушки, спортивный инвентарь (мячи), галоши и т.д.
Главным ингредиентом при производстве вышеупомянутых покрышек был каучук, высококлассное сырье поставляли из Бразилии, затем каучук разделяли специальным оборудованием на шинном заводе на сегменты, которые в свою очередь подвергались обработке водой под давлением и превращались в необходимого размера материал без посторонних примесей, таких как песок и камни. Следующим этапом было нагревание до 150 градусов каучуковой массы с добавлением серы – вот и вся тайна изготовления знаменитых шин, чистый состав без масла, мела и белил.
В те годы на дорогах чаще можно было встретить гужевой транспорт, чем автомобили, и именно поэтому на дорогах было огромное количество гвоздей, подковы активно способствовали их появлению, также не редкостью было стекло или же острые камни, которые могли с лёгкостью разрезать мягкую шину, но «Проводник» мог похвастаться своей прочностью и износостойкостью. В Германии, Франции и других странах также широко использовали наши отечественные шины, лучшей рекламой были те самые ралли, по итогам которых, было очевидно, что у «Проводника» нет равных по качеству, но в 1917 случилась революция, производство закончилось шинный завод закрыли и в СССР производство не возобновилось.
На данный момент в России насчитывается около 15 заводов шинной промышленности. Проектирование шинного завода является перспективным направлением проектной деятельности, ведь потребность в качественных автомобильных шинах в условиях ограниченного импорта будет высокой.
При создании строительных проектов шинных заводов необходимо учесть несколько основных правил:
1. Непосредственный доступ к сырьевым ресурсам
2. Спрос
Процесс производства шин тесно связан с отраслью нефтедобычи, её дальнейшей переработкой и получением каучука, автомобилестроением. Всё это объясняет типичное проектирование шинного завода рядом с крупными нефтедобывающими и автомобилестроительными объектами России.
Погодные условия и температурный режим вносят свои коррективы в будни автомобилистов, заставляя их подбирать шины в соответствии с окружающей средой. Чаще всего классификация шин происходит по следующим критериям:
1. Сезонность;
2. Рисунок протектора;
3. Конструктивные особенности слоёв;
4. Вид профиля;
5. Назначение.
По сезону выделяют следующие виды шин:
1. Летние
Характерной чертой данных шин является возможность их использования при температурном режиме от +7 градусов, если эксплуатировать при температуре окружающей среды меньше заявленного, ухудшается сцепление с дорожным покрытием.
2. Зимние
Характерной чертой данных шин является возможность их использования при температурном режиме ниже +7 градусов, имеют специальные протекторы, которые обеспечивают хорошее сцепление с дорожным полотном.
3. Всесезонные
Данные шины являются смесью первого и второго вида шин. Пользуются такими шинами те регионы, в которых снежный покров крайне редок, а температурные показатели зимних месяцев выше 0 градусов.
По рисунку протектора выделяют следующие виды шин:
1. Ненаправленные
Данные шины являются самым популярным за счёт своей дешевизны и сравнительно хорошей сцепки с дорогой.
2. Направленные
Данные шины имеют специальные протекторы, за счёт которых любые погодные явления будь то снег или дождь не оказывают влияния на корпус колеса и благодаря этому обеспечивается хорошее сцепление с дорожным полотном.
3. Ассиметричные
Самый дорогой вид шин. Самые надёжные в неблагоприятных погодных условиях, за счёт установки под уклоном и ассиметричного рисунка, который даёт отличное соприкосновение с дорожным покрытием. Мобильность и управляемость увеличивается, что в свою очередь минимизирует риск заноса. Проектирование шинного завода также должно предусматривать выпуск на проектируемом заводе всех элементов конструкции шинного профиля. Устройство конструкции шин следующее:
1. Борт;
2. Прижимное кольцо;
3. Брекер;
4. Боковина;
5. Корд;
6. Протектор.
Если сделать надрез шины, то можно увидеть её многослойность, именно благодаря ей удаётся совместить эластичность (каучуковый слой) и в тоже время прочность и долговечность шины (ткань, усиленная проволокой из стали).
По способу герметизации шинные профили бывают:
1. Камерные
Данный вид шин имеет покрышку и камеру, в которой есть вентиль и также она оснащена колпачком. Внешне шина выглядит как упругая, резиновая сомкнутая труба, которая сдерживает воздух под давлением с вентилем. Размеры камеры и комплектующей к ней покрышки должны быть идентичны. Вовремя эксплуатация камера испытывает колоссальные нагрузки, поэтому на тестовых этапах проверяется её эластичность, герметичность, стойкость к различного рода погодным условиям.
2. Бескамерные шины
Самой основной отличительной чертой такого рода шин, является её герметичность. Вентиль нагнетающий воздух находится в ободе колеса и загерметизирован. Безопасность – это одно из самых основных достоинств бескамерных шин, ведь при деформации в шине долго сохраняется давление. По конструктивным особенностям выделяют следующие виды шин:
1. Диагональные
Основной отличительной чертой данных шин является многослойность, но относительная недолговечность.
2. Радиальные
Данный вид шин отличается не многослойностью, а каучуковой основой в которой имеются кольца из проволоки, которые не пересекаются, что повышает эластичность и долговечность.
Хочется отметить, что по сцепке с дорожным покрытием диагональные и радиальные шины идентичны, но именно долговечность является принципиальным различием.
По типам профилей выделяют следующие виды шин:
1. Низкопрофильные
Данный вид шин отличается динамичностью, предназначен для скоростной эксплуатации, отличаются маневренностью.
2. Широкопрофильные
Это всем привычный вид шин, которые предназначены для более стандартной езды, они универсальные и значительно экономичнее по стоимости.
Также стоит обратить внимание на то, что покрышки низкопрофильные и широкопрофильные имеют принципиальные конструктивные отличия и несовместимы.
По назначению выделяют следующие виды шин:
1. Шоссейные
Данный вид шин отличается жесткостью, а состав стабилен и отлично проявляет себя при абразивном влиянии.
2. Грязевые
Само название говорит за себя, протекторы дают шинам эффективное сцепление с дорожным покрытием – грязью.
3. Универсальные
Это универсальный «боец», отличаются простотой конструктивных решений, возможно использование по относительному бездорожью и отлично подходят для эксплуатации по асфальтовому покрытию.
Интересно, что от маленького участка контакта шины с дорожным покрытием зависит степень надежности. Безопасность, является основным критерием в производственном процессе на проектируемом шинном заводе. Технологические процессы производства шин проектируемого шинного завода:
1. Подготовительное производство;
2. Заготовительные процессы;
3. Сборка покрышек на проектируемом шинном заводе;
4. Покраска покрышек перед вулканизацией;
5. Вулканизация;
6. Контроль качества произведенной на проектируемом шинном заводе продукции.
Более подробно об основных технологических процессах проектируемого шинного завода:
На первом этапе производства шин на проектируемом заводе происходит соединение всего необходимого сырья и превращения в единую массу. Весь процесс происходит в специализированном резервуаре шинного завода при воздействии высоких температур. В зависимости от типов сырья в резервуаре выбирается способ соединения, интенсивность воздействия и температурный режим. Для изготовления протектора и для производства деталей шины требуется разный тип каучукового сырья, при этом они могут быть одного типа.
В заготовительном процессе на проектируемом шинном заводе осуществляется сборка материалов, повышающих износостойкость шины, выполняют пропитку, температурную обработку и обрезинивание колец борта, корда и брекера. Последняя ступень – это придание всем составляющим окончательного вида.
Этап сборки покрышек представляет собой непростой и замысловатый технический процесс, в котором многое выполняется автоматизированными станками, (чаще всего их несколько), за работой которых следит квалифицированный оператор, но также имеется место ручным операциям, которые выполняет сборщик.
Вулканизация – это процесс, техническое выполнение которого весьма интересно, но в то же время требует отлаженности действий и точности при его выполнении. Именно вулканизация активизирует процесс перехода каучука из пластичной структуры в эластичное.
И последний технологический процесс, но не по своему значению – это контроль качества. Каждый спроектированный шинный завод имеет свой особый подход к процессу контроля качества, но есть и те процессы, которые идентичны, ведь именно они позволяют соблюсти международные и отечественные нормы и стандарты.
Чаще всего технологический процесс проверки контроля качества проходит в два этапа:
1. Осмотр внешнего состояния изделия – шины.
Данный этап предназначен для обнаружения внешних повреждений, брака, которые могут оказывать влияние на эксплуатацию шины.
2. Проверка на специализированном оборудовании.
Этот этап позволяет определить вес шины, баланс, поведение изделия при нагрузке.
Результатом контроля качества является признание готового изделия шинного завода пригодным для эксплуатации, на изделии указывается размер, разрешенная нагрузка и предельная скорость при эксплуатации.
1. При выборе земельного участка для проектирования шинного завода следует придерживаться правил проектирования и санитарно – технических норм при проектировании промышленных объектов в т.ч. шинных заводов.
2. При проектировании сооружений шинного завода стоит соблюсти правила безопасности проектирования и нормы при проектировании объектов резиновой промышленности в т.ч. шинных заводов.
3. При проектировании главных и второстепенных сооружений шинного завода необходимо спрогнозировать и рассчитать необходимое направление и интенсивность людских потоков на заводе.
4. Проектирование и строительство дополнительных сооружений проектируемого шинного завода или расширение имеющихся не должно оказывать влияние на процент текущей застройки спроектированного шинного завода.
5. В помещениях, в которых происходит процесс вулканизации при проектировании шинного завода необходимо предусмотреть способ естественного удаления пара и конденсата либо вентиляцию.
6. При проектировании шинного завода необходимо предусмотреть отдельно стоящие сооружения, находящиеся с подветренной стороны проектируемого шинного завода, в которых будет располагаться химикаты, очистные сооружения, временное хранение и сортировка отходов.
7. При проектировании шинного завода следует учесть расположение административных корпусов с наветренной стороны от производственных цехов шинного завода.
8. При проектировании шинного завода, а конкретнее цеха вулканизации следует уделить должное внимание вопросу предотвращения капели в сезон низких температур.
9. При проектировании шинного завода следует учесть возможность возникновения пыли при определенного рода производственных процессах на шинном заводе, что влечёт за собой необходимость проводить влажную уборку на всех поверхностях и выбирать при строительстве и на этапе проектирования шинного завода соответствующие материалы.
10. При проектировании шинного завода необходимо заранее позаботится о конструктивных особенностях пола, спроектировать сток для отведения жидкости во время производственных процессов и уборки на шинном заводе.
11. При проектировании шинного завода размеры всех сооружений как административных, так и производственных должны соответсвовать нормам, прописанным в СНиП.
12. При проектировании шинного завода, а точнее гардеробных помещений и душевых следует воспользоваться блокировочным принципом санитарного пропуска и располагать душевые между помещением для хранения униформы и личных вещей.
13. При проектировании шинного завода сушилку необходимо оборудовать обеспыливателем и оборудованием для мытья обуви.
14. При проектировании шинного завода следует учесть, что комнату отдыха сотрудников необходимо оборудовать кушетками из дерева либо креслами, конструкция которых предусматривает раскладывающеюся спинку.
15. При проектировании шинного завода нужно учесть необходимость наличия в помещении вулканизации закрытых ёмкостей с зеленым чаем.
1. При проектировании вентиляции шинного завода должны быть предусмотрены и минимизированы все возможные негативные последствия от производственного процесса шинного завода, обеспечить отведение сточных вод, едких паров в воздухе, комфортные температурные условия труда в рабочих корпусах с высокими температурными показателями и влагой.
2. При проектировании шинного завода следует особо тщательно подходить к проектированию вентиляционных систем шинного завода, это необходимо по причине высокой концентрации едких паров, пыли при производстве шинной продукции.
Особое внимании при проектировании вентиляции на шинном заводе следует уделить следующим производственным помещениям:
1. Производственное помещение заготовительных работ, именно там образуется большое количество пыли на проектируемом шинном заводе, в связи с этим требуется установка дополнительного оборудования для нейтрализации/сокращения негативного воздействия пыли на здоровье сотрудников заготовительного цеха шинного завода.
2. Производственные помещения вулканизации шинной продукции, при проектировании данного помещения шинного завода стоит учесть избыточное образование пара, влаги и высоких температур этого участка производства.
3. Производственные помещения сборочных работ, именно на этом этапе применяется клей и бензин, образуются пары, которые опасны для здоровья сотрудников проектируемого шинного завода, поэтому вентиляция на данном производственном участке необходима.
4. При проектировании шинного завода необходимо обеспечить должное функционирование центральной системы вентиляции, отладить систему циркуляции воздуха в идеале сделать её автоматической, что позволит постоянно отслеживать основные критерии и показатели её работы на проектируемом шинном заводе и соответствие данных показателей установленным нормам и правилам.
5. При проектировании шинного завода следует учесть, что приточная вентиляция в летний период времени должна охлаждать воздух, который поступает в производственные помещения проектируемого шинного завода, в которых происходит процесс вулканизации.
2. При проектировании отопления шинного завода в производственных помещениях, в которых происходит процесс вулканизации, сборочных работ и т.п., следует размещать воздушные отопительные системы.
3. При проектировании отопления шинного завода в производственных помещениях, в которых есть доступ автотранспорта в отапливаемое спроектированное заводское помещение необходимо предусмотреть воздушные завесы, которые учитывают планировку и местонахождения рабочих мест на проектируемом шинном заводе.
2. При проектировании шинного завода необходимо предусмотреть аварийную систему освещения производственных помещений проектируемого шинного завода таких как: цех по смешиванию, вулканизации, в компрессорном цехе, в производственном помещении проектируемого шинного завода насосной станции.
3. Проектирование шинного завода в части производственных помещений регулирует и учитывает разрядность зрительных работ, количество времени нахождения сотрудников на рабочем месте и в проекте принимаются соответствующие меры по нормализации контролируемых параметров.
4. При проектировании шинного завода существуют нормы пульсации освещения, которые обязательно нужно учесть ещё на моменте проектирования шинного завода и его производственных помещений.
Проектирование шинного завода – нестандартная и даже творческая задача для любого проектировщика. Только организации с большим опытом проектирования доступна реализация этой задачи с высокой степенью качества выпускаемого проекта.