Технические характеристики металлокорда перспективных конструкций

Работоспособность металлокорда во многом определяется качеством исходного материала – катанки. Снижают её качество наличие микротрещин и высокий уровень неметаллических включений. Прочность металлокорда и её сохранность при эксплуатации повышают за счёт использования проволок с высокой удельной прочностью (НТ), а также их контактного расположения в витой структуре. По мнению ведущих специалистов, в современных конструкциях шин требования к металлокорду для каркаса и брекера должны различаться. При линейном касании проволок повышается интенсивность износа их поверхности, что меньше снижает прочность металлокорда по сравнению с точечным касанием проволок, когда уменьшается площадь поперечного износа в месте контакта. Поэтому для каркаса рекомендуют конструкции: 0,20 + 18 × 0,175; 0,22 + 18 × 0,20 и 0,25 + 18 × 0,22. Металлокорд с высокой прочностью проволок дороже аналогичных конструкций из проволок нормальной прочности из-за пониженных скоростей переработки, кроме конструкций с большим диаметром проволок: 3 × 0,20 + 6 × 0,35 и 3 × 0,365/9 × 0,34 + 0,15НТ. Применение металлокорда с высокой прочностью и большим (на 20%) шагом укладки при равной прочности слоёв становится также экономически оправданным.

Качество металлокорда оценивается показателями прямолинейности, нераскручиваемости, выносливости и остаточного кручения. Металлокорд на прямолинейность оценивается по отрезку нити длиной в три метра, который должен лежать в состоянии покоя на плоскости, ограниченной двумя прямыми линиями с расстоянием между ними 75 мм. Показатель улучшается путём снятия внутренних напряжений, влияет на точность расположения нитей в полотне и равномерность распределения нагрузок в шине, и у отечественного металлокорда он хуже по сравнению с зарубежным. Нераскручиваемость влияет на прочность связи металлокорда с резиной и проявляется в том, что после разрыва он не расплетается при однократном надавливании на конец нити. Выносливость металлокорда определяет устойчивость прилагаемых к шине нагрузок «сжатие-растяжение-перегиб» и зависит от геометрии расположения проволок, качества катанки и величины остаточных напряжений в проволоках после свивки. Остаточное кручение характеризуется крутящим моментом находящегося в свободном состоянии металлокорда и определяет его технологические свойства, а большие значения этого показателя приводят к выходу единичных проволок из брекера покрышек и его разрушению.

Недостатки металлокорда - высокая плотность, низкие значения коррозионной стойкости и выносливости при многократных деформациях изгиба. Эксплуатационные свойстваметаллокорда зависят от его адгезионной способности, прочности связи с резиной, на которые в свою очередь влияют условия и срок его хранения. Поэтому за рубежом для контроля условий хранения металлокорда в полиэтиленовую тару помещают, кроме силикагеля-осушителя, видимый через оболочку индикатор влажности.

Текстильный корд в большом ассортименте разных типов и плотностей (количество нитей на 10 см ширины полотна) применяется в конструкции шин различного назначения. Частота нитей корда в слоях диагональной покрышки определяется отношением толщины нити (b) к шагу (t) и равна 0,7-0,75 в основных слоях каркаса, 0,5-0,6 в последних слоях каркаса и 0,3-0,4 в брекере. В основных слоях каркаса применяют плотный корд с 89-95 нитями на 10 см ширины полотна (25А или 28КНТС), в последних слоях – разрежённый с плотностью 72-75 нитей (252А или 282КНТС), а в брекере - редкий корд, обозначенный третьей цифрой 3 в марке (133А, 133КНТС), с плотностью 47-61 нить. Снижение плотности корда позволяет за счёт увеличения резиносодержания от жёсткого каркаса к резиновому протектору повысить прочность связи между слоями покрышки, что обусловлено различиями в деформации слоёв при эксплуатации шины – верхние слои деформируются больше нижних. В технологии шин применяют полиамидный, полианидный, вискозный, полиэфирный и стеклокорд.

Полиамидный корд занимает в технологии шин России одно из ведущих мест и имеет маркировку КНТС, где К обозначает капроновый, Н - изготавливается из непромытого волокна, Т - требующий термовытяжки, С - заправленный стабилизатором (табл.1.12). Анидный корд по свойствам превосходит капроновый, для каркаса однослойных радиальных легковых шин имеет маркировку 13АЛТДУ, где А – анидный, Т – термообработанный, Л – для легковых шин, ДУ – двухкомпонентный уток (х/б + анид). Для каркаса и брекера СКГШ применяют высокопрочный корд марок 30А и 302А. Полиэфирный корд (лавсан) за рубежом применяется при армировании каркаса легковых и грузовых шин небольшого размера. Вискозный корд – это первый корд из искусственных волокон низкой стоимости, высокой теплостойкости и низкой усадки, заменивший хлопчатобумажный, но в последние годы активно заменяется синтетическими кордами - полиамидным и полиэфирным. Недостатки – высокая гигроскопичность, пониженные разрывная прочность и усталостные свойства. Стеклокорд из волокон алюмоборсиликатного стекла, которые обработаны для снижения хрупкости кремнийорганическими соединениями, реагирующими с поверхностью силикатного стекла и полимерным пропиточным составом. По свойствам он близок к металлокорду и позволяет на 10-14% уменьшить массу шины и на 20-30% - её стоимость. С точки зрения повышения качества шин перспективны новые высокомодульные корда из ароматических полиамидов, близкие по деформационным характеристикам к металлокорду, при этом имеют меньшую массу, в пять раз меньшую плотность и не подвержены коррозии.

Таблица 1.12.