Статьи
Шины из полиуретановых эластомеров
Д-р техн. наук С.А. Любартович,
канд. хим. наук Л.А. Шуманов, канд. техн. наук И.В. Веселое, НИИШП, ООО НПП «Полиуретан»
Шины представляют собой наиболее распространенный и сложный тип эластичных изделий технического назначения, являясь важной и ответственной деталью автомобилей, самолетов, военной и сельскохозяйственной техники, велосипедов, мотоциклов, и других. транспортных средств. Объемы производства шин в РФ последние 10 лет неуклонно возрастают до 8-10% в год. В настоящее время в РФ производится около 42 млн. шин в год (без учета массивных и других не пневматических шин).
Шина является наукоемким конструктивно сложным изделием, так как к ней предъявляется широкий комплекс противоречивых технических требований: механическая прочность, конструктивная жесткость в сочетании с хорошей амортизирующей способностью, высокая скорость качения и небольшие теплообразования, низкое сопротивление качению и высокая износостойкость в сочетании с хорошим сцеплением и небольшим тормозным путем и др. Реализация приемлемого компромисса свойств шины требует усложнения конструкции и использование сложных ресурсоемких технологий.
В этой связи полиуретановые эластомеры, обладающие уникальным комплексом технических и технологических свойств (недостижимым в традиционных резинах) побудили шинников, в частности НИИШП, к постановке работ по созданию и внедрению полиуретановых шин сразу после зарождения в середине XX века сырьевой базы полиуретанов.
Внедрения началось с массивных шин, где высокие упруго-прочностные свойства в сочетании с высокой эластичностью и износостойкостью полиуретана позволили повысить грузоподъемность до 3-6 раз и срок службы до 10 раз по сравнению с резиновой шиной аналогичного размера. Уменьшение допустимого диаметра и ширины колеса при использовании полиуретановой шины позволяет повысить маневренность напольного транспорта, а более низкое сопротивление качению способствует уменьшению частоты перезарядки аккумуляторных батарей элекроприводного транспорта и увеличению массы грузов, перевозимых на ручных тележках.
НИИШП совместно с ООО НПП «Полиуретан» разработали широкий ассортимент массивных шин из полиуретановых эластомеров на основе простых и сложных полиэфиров с твердостью от 55 до 95 усл. ед. по Шору А для безрельсового и рельсового транспорта, в том числе катки для эскалаторов метрополитена, стабилизирующие колеса дискового типа для монорельсового подвижного состава, массивные шины для катальных горок, шины для внутризаводского транспорта, погрузчиков и тележек различного назначения, инвалидных кресел-колясок, ролики, катки и асфальтоходные башмаки для гусеничной техники и др.
К последним относится, например, полиуретановое запасное колесо фирмы Юнироял. Запасное колесо имеет массу в 3-4 раза меньшую, чем обычная шина, и занимает меньшее пространство в багажнике автомобиля, при этом имеет пробег до 4800 км при скорости до 125 км/час.
Эластичные полиуретановые вставки и заполнители используются в безопасных проколостойких шинах. Эластичные вставки в виде полиуретановых самонесущих опорных колец используются в безопасных легковых колесах типа PAX, разработанных фирмой Мишлен совместно с химической фирмой DOW при участии фирм Гудьир и Пирелли. В шинах PAX при проколах и полной потере давления полиуретановая вставка позволяет сохранить водителю контроль над автомобилем и проехать до 200 км при скорости 80 км/час. Полиуретановое опорное кольцо самонесущей конструкции имеет массу в 2 раза меньшую, чем резиновое опорное кольцо аналогичной шины. В шинах, работающих при относительно небольших скоростях, вместо воздуха с успехом пользуются низкомодульные полиуретановые заполнители типа Тайерфил либо вспененные полиуретаны. Смесь исходных компонентов заполнителя закачивается в полость шины через вентиль под давлением, соответствующим рабочему давлению воздуха в шине.
Работы начались с литой бескордной шины из одного, а затем из двух полиуретановых эластомеров с различными физико-механическими свойствами. Не достигнув требуемого результата, мы начали прорабатывать различные варианты армирования брекера шин в окружном и диагональном направлениях, а затем и каркаса в радиальном направлении. В результате этой работы были созданы пневматические полиуретановые легковые и сельскохозяйственные шины радиальной конструкции, которые успешно прошли стендовые лабораторно-дорожные (лабораторно-полевые) и эксплуатационные испытания.
Аналогичные работы велись и за рубежом, в частности фирмой ЛИМ Холдинг СА, Люксембург, (бывшая фирма Полиэр), владельцами акций которой являются Даймлер-Бенц АГ, г. Штутгарт. ФРГ, Б.Ф. Гудрич, Акрон, США. В 2001 г. появилась информация, что один из мировых лидеров шинного производства фирма Гудьир, совместно с Америтайер Корп. приступили к разработке полиуретановых автомобильных шин, которые они рассматривают как возможную перспективную альтернативу существующим шинам.
Сельскохозяйственные полиуретановые шины 240/70-508Р успешно прошли стендовые, лабораторно-полевые и эксплуатационные испытания. Эти испытания показали, что полиуретановые шины, обладая на 20% меньшей массой, чем традиционный аналог, имеют больший в 1,7 раза ресурс работоспособности, оцениваемый при обкатке на барабане с клицами, при этом олигомерные шины обладают лучшими сцепными свойствами (на сухом и мокром покрытии) и показателями устойчивости и управляемости.
Основные технические решения по пневматическим шинам, материалам, технологии и оборудованию нами экспериментально проверены на более чем 1000 шин и запатентованы [2-5 и др.]. Для промышленной реализации производства пневматических шин из полиуретанового сырья требуется стратегический инвестор.
© 2021, НПО «СОМЭКС»
Все права защищены
Шинный Центр МВБ интернет-магазин
Заполнение полиуретаном шин: преимущества и особенности
Каким образом проводится заполнение полиуретаном шин?
Всё элементарно: полиуретановый двухкомпонентный наполнитель благодаря специальному оборудованию заливается во внутреннюю часть шины. В результате, этот компонент полностью замещает весь внутренний воздух.
Преимущества такой процедуры
Есть несколько весомых аргументов:
● шины полностью защищены от проколов;
● наличие постоянного давления;
● техника не простаивает;
● шины способны еще очень долго прослужить;
● не нужно тратиться на ремонт;
● риски перегрева минимизируются;
● можно пользоваться этими шинами, пока полностью не сотрется протектор.
Предлагаем присмотреться к интересной технологии по заполнению индустриальных пневматических шин благодаря составу Arnco Flatrofing. Шины превосходно работают как в обыденных условиях, так и в местах, где много щебня, гвоздей и арматуры.
Возможен даже прострел шин, они всё равно продолжат свою работу. Arnco Flatrofing одобрили большинство крупных компаний, которые производят спецтехнику.
На выбор предлагается несколько вариантов материалов для заполнения:
Особенности заполнения шин полиуретаном
На большинстве предприятий погрузочная техника работает таким образом, что любая новая шина способна случайно разорваться или выйти из строя иными способами. На замену уходит много времени, и это негативно сказывается на производстве. Однако с помощью технологии Tyre Fill с этой проблемой можно легко справиться.
Когда полученная масса застынет, шина будет такой же упругой. Срок эксплуатации протектора значительно вырастет.
Заполненным шинам не требуется постоянное обслуживание. Когда недостаточно давления (либо же оно в избытке), то покрышки в итоге изнашиваются. В классических пневматических автошинах приходится регулярно измерять давление. Регулярный мониторинг автошины дает дополнительную жизнь каркасу и протекторной части. В этом случае не важно, новые ли шины, или же они отработали продолжительный срок. Полиуретановый наполнитель также умеет меняться в зависимости от каркаса резины.
Стоит помнить, что недостаточно просто пользоваться одним видом полиуретана с разным давлением заполнения. Лучше всего будет установить подходящее давление и правильно подобрать материал, которым оно будет заполняться. Он должен отвечать необходимым требованиям от производителя.
Таковы особенности шин, которые заполнены полиуретаном.
Преимущества их неоспоримы, ведь достаточно попробовать один раз, чтобы в этом окончательно и бесповоротно убедиться.
Стоимость услуг по заполнению шин полиуретаном
