проект. Из чего изготавливают автомобильные шины, и как можно использовать отработавшие
 Скачать 1.1 Mb.
|
|
РОСЖЕЛДОР Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВО РГУПС) ТЕХНИКУМ (Техникум ФГБОУ ВО РГУПС) ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ Тема: «Из чего изготавливают автомобильные шины, и как можно использовать отработавшие» по дисциплине: Естествоведение специальность: 23.02.01 Организация перевозок и управление на транспорте (по видам) Выполнил студент группы _______________________ Слепченко А.А. Д-1-009 подпись Фамилия, инициалы Руководитель проекта преподаватель _______________________ Кирюхина Е.Е. подпись Фамилия, инициалы г. Ростов-на-Дону 2019 ПАСПОРТ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПРОЕКТА
Содержание. Цели и задачи. Введение. Основная тема. Из чего изготавливают автомобильные шины. Как используют отработанные шины. Заключение. Список литературы. Цели и задачи. Цели: - определить, из чего изготавливают автомобильные шины и как этот процесс влияет на окружающую среду. Задачи: состав автомобильных шин переработка автомобильных шин и последующее использование. влияние переработки автомобильных шин на окружающую среду. Возможная гипотеза: - Эксплуатация автомобильных шин, способы и итоги её переработки играют важную роль в жизнедеятельности человека. Введение. Автомобильная шина — один из наиболее важных элементов колеса, представляющий собой упругую резино-металло-тканевую оболочку, установленную на обод диска. Шина обеспечивает контакт транспортного средства с дорожным полотном, предназначена для поглощения незначительных колебаний, вызываемых несовершенством дорожного покрытия, компенсации погрешности траекторий колёс, реализации и восприятия сил. Отработанные покрышки являются отходами IV класса опасности. В общепринятой в отечественном автомобилестроении терминологии колесом называется только узел, расположенный между шиной и ступицей, но без самой шины, состоящий, в свою очередь, из обода, на который сажается шина, и диска или спиц, служащих для соединения обода со ступицей. Шина, в свою очередь, включает в себя покрышку, камеру (для камерных шин) и ободную ленту (например, в велосипедных колёсах).[1] В этой статье данная терминология не соблюдается.  Основная тема. Из чего изготавливают автомобильные шины. Добрый день, сегодня мы узнаем, как делают автомобильные шины и из каких материалов происходит производство этих незаменимых элементов любого транспортного средства. Кроме того, расскажем, какие химические компоненты входят в состав при производстве тех или иных шин, а также почему некоторые составы покрышек держатся в строгом секрете и не разглашаются общественности. В заключении мы наглядно увидим схему производственного процесса изготовления шин для легковых автомобилей. Как правило, автовладельцы при покупке зимних или летних шин редко задумываются над тем, как и из каких материалов производят ту или иную покрышку. Знать и понимать, какие химические компоненты входят в состав шин для автомобилей при их производстве, необходимо хотя бы для того, чтобы при покупке этих незаменимых элементов для любого транспортного средства не приобрести покрышки, которые сделаны из отходов или резины, которая не может использоваться на дорогах общего пользования. В нашем рассказе мы раскроем тему из чего же делают современные шины для автомобилей и какие компоненты используют заводы изготовители при этом не простом, как многим кажется процессе? Как мы описывали выше рецептуры приготовления для производства некоторых видов шин изготовители держат в строгом секрете, однако основные компоненты состава находятся в открытом доступе, что позволяет нам исходя из этой информации сделать обобщенное заключение о качестве и надежности готовой шины. Итак, приступим к рассмотрению химического состава шин. И начнем с главного материала, который присутствует в каждой покрышке, которые устанавливаются на транспортное средство - это резина. Резина входящая в состав шины может быть разной и изготавливаться, как из синтетического каучука, так и натурального, природного. В последние годы многие производители начали ускоренными темпами переходить на резину изготовленную, так сказать искусственным путем, то есть из синтетического каучука. Дело в том, что такой каучук намного проще изготовить, кроме того, он прост в разработке и что самое главное в разы дешевле натурального. Что касается качества искусственного каучука, то оно ничем не уступает природному. Следующим по важности компонентом, а также количественным показателем при производстве любой шины является технический углерод, который называется на языке производственников сажей. На долю этого компонента приходится до 30 процентов от общего химического состава любой покрышки при их производстве. Зачем же нужен углерод в шине? Углерод является скрепляющим элементом шинной смеси, который функционирует на молекулярном уровне. Без применения углерода (сажи) при производстве, готовые шины не смогли бы быть долговечными и прочными, а также ресурс таких покрышек отличался бы высоким износом. Альтернативным компонентом техническому углероду сегодня все чаще выступает кремниевая кислота, которая применяется в качестве заменителя сажи. Причиной все более частого использования кремниевой кислоты при производстве шин является постоянно дорожающий технический углерод. Отметим, что новый заменитель сажи или углерода, вызывает много споров у автомобильных экспертов и автовладельцев, так как кремниевая кислота при низкой прочности обладает чуть более высоким параметром к сцеплению с влажной поверхностью дорожного полотна. Таким образом при потери износостойкости, владелец такой шины получает более лучшее сцепление с дорогой. При создании компаундов в качестве специальных добавок для изготовления шин используются разные смолы и масла, как правило, синтетического происхождения. Данные компоненты играют функцию, которая обеспечивает смягчение химического состава шинной смеси. Особенно важны такие добавки при производстве зимних шин. Ниже на изображении можем видеть наглядно основной химический состав входящий в ту или иную шинную смесь при производстве покрышки.  Для того, чтобы понять весь производственный процесс, который проходят готовые шины, которые мы затем покупаем в автомобильном магазине запчастей или на заправочной станции, необходимо представлять схему изготовления покрышек для транспортных средств. В такую схему входят определенные производственные этапы, начиная от изготовления резиновых смесей, производством компонентов, сборкой шин, процессом вулканизации, заканчивая складированием готовой продукции и визуального контроля каждой покрышки. Ниже на изображении можем наглядно видеть схему производственного процесса изготовления шин для легковых автомобилей.  Отметим, что если в шине имеется факт присутствия кремниевой кислоты, крахмала кукурузы или прочих компонентов, которые все чаще в последнее время рекламируются в средствах массовой информации, то заметим, что по экспертным мнениям автомобильных специалистов - это ровным счетом совершенно ничего не значит. Первоначально любому производителю очень важно изобрести, а затем соблюсти определенную рецептуру, которая с добавлением дополнительных компонентов обеспечила бы отличные технические параметры готовой автомобильной шины. К сожалению далеко не всем компаниям удается соблюсти баланс рецептуры и качества готовой покрышки. Таким образом, почти все автомобильные шины, которые производятся на планете, изготавливаются из резины или из прочих материалов, но обязательно с добавлением каучука (природного или синтетического характера). Кроме того, любая покрышка для легкового автомобиля, которая называется радиальной шиной имеет следующие составляющие обеспечивающие ее надежность, долговечность и качество: протектор, ребра, металлокорд, нейлоновый бандаж, стальные брекеры, слой краску, заворот корда, бортовую ленту, наполнительный шнур, гермослой, подканавочный слой, бортовое кольцо, бортовую зону, боковину, канавки, наполнитель края брекера, минибоковину и прочие элементы. Более наглядно рассмотреть основные компоненты современной радиальной легковой шины мы можем ниже на изображении.  Каждый современный производитель автомобильных шин имеет свой уникальный и в тоже время оптимальный химический состав для производства шин, который обеспечивает разнообразные характеристики готовой покрышки. Например один изготовитель делает упор на длительный срок службы шины, второй на скоростные параметры, а третий доводит рецептуру покрышки до ее идеального поведения на мокром дорожном полотне. Вышеописанные характеристики определяют конечную цену шины и самое главное ее качество. Тип автомобильных шин влияет на сцепление колес с дорожным покрытием. Различные виды автопокрышек, отличаются не только размерами изделия, но и имеют принципиальные отличия в протекторном слое (высота, ширина канавок, рисунок), составе резиновой смеси, конструкции изделия. Правильно подобранные покрышки обеспечивают безопасность, комфорт езды, управляемость и проходимость.  Современные автопокрышки имеют радиальное строение каркаса: нити кордового слоя расположены перпендикулярно окружности колеса. Есть автошины с диагональным строением: нити корда расположены внахлест друг на друга и под определенным уклоном. Второй вид шин встречается редко, многие производители отказались от выпуска диагональных шин из-за неустойчивости каркаса. В зависимости от вида рисунка протекторного слоя разделяют автошины: С направленным рисунком. Маркируется такой протектор стрелочкой с направлением движения колеса, а также словом «Rotation». При покупке таких изделий необходимо учитывать, что нельзя переставлять колесо с левой стороны авто на правую без перебортирования колеса и наоборот. Возникают сложности и с «запаской»: заранее предугадать с какой стороны автомобиля колесо потребует замены невозможно, а при установке в форс-мажорных ситуациях запасного колеса на неверную сторону (левого на правую и наоборот), даже на маленькой скорости передвижения возникает эффект аквапланирования. Имеющие ненаправленный рисунок протекторного слоя. Указанные автопокрышки являются универсальными, их можно ставить с любой стороны машины. Асимметричные. Протекторный слой разделен на две части, отличающиеся рисунком и степенью жесткости. Первая часть рассчитана на дождливую погоду, вторая — сухую. Маркируются изделия надписями Outside и Inside (либо Side Facing Out и Side Facing Inwards), указывающими наружную и внутреннюю стороны. Указанные автопокрышки бывают двух видов: с направленным и ненаправленным рисунком протекторного слоя. Первый вариант встречается очень редко, большинство производителей авторезины сняли асимметричные шины с направленным рисунком с производства. Симметричные. Рисунок протекторного слоя состоит из двух одинаковых половинок. Такая конструкция обеспечивает хорошую устойчивость городских и компактных автомобилей при езде по ровной поверхности дороги. При этом конструктивные особенности авторезины не дают сделать ее поведение оптимальным для перемещения автомобиля по влажной дороге.  Типы шин для автомобилей разделены в зависимости от сезона их использования на три группы. Летние автошины обеспечивают должное сцепление колес с асфальтом, нагретым до высокой температуры. Они имеют большой индекс скорости, обладают увеличенной стойкостью к износу при воздействии абразивных частиц дорожного покрытия. При снижении температуры до +7 0С и меньше такая авторезина начинает утрачивать свои изначальные характеристики, ее эластичность падает, снижается управляемость автомобилем. Шины, разработанные на лето, во время минусовых температур за бортом авто начинают «дубеть». Зимняя авторезина, рассчитана на применение в условиях минусовых температур. Отличается узкими канавками протекторного слоя, достаточно мягкая, позволяет ездить на заснеженной либо обледененной поверхности. При возрастании температуры выше +90С шины, разработанные на зиму быстро истираются и становятся непригодными к использованию. Их небезопасно применять при очень высоких температурах, они могут расплавиться при езде по раскаленному асфальту. Различают такие типы зимних шин для автомобилей: Ошипованные на их поверхности присутствуют специальные шипы, для увеличения проходимости машины по заснеженной либо обледененной дороге. При этом ламели, характерные для обычной резины отсутствуют. Применять шипованные покрышки без необходимости не стоит: шипы могут вырываться с мест крепления, а также способны повредить асфальтированную поверхность дороги. Шипуемые. На поверхности указанных автопокрышек расположены специальные отверстия для установки шипов. Приобретая такие автошины учитывайте: ошиповать легко новую резину, протекторный слой которой не истерт, в противном случае подобрать высоту шипов можно в определенных рамках в зависимости от остаточной высоты протекторного слоя. Фрикционные покрышки. У таких изделий рисунок протекторного слоя имеет яркий волнообразный характер. Автолюбители именуют указанные автошины «липучками» за их способность прилипать к дорожному покрытию. При минусовых температурах эти шины обеспечивают хорошее сцепление с обледененной поверхностью, гарантируют хорошую устойчивость транспортного средства. Они разделяются на резину скандинавского и европейского типа. Первый вид рассчитан на суровую зиму, в состав такой резины многие производители домешивают силику, обеспечивающую большую устойчивость автомобиля при езде по льду. При этом, маневрирование на асфальтированной поверхности затруднено из-за мягкости резины, резкое торможение может привести к увеличению тормозного пути. Применение таких шин актуально для езды на размеренной скорости в достаточно холодных регионах. Использование европейского типа покрышек позволяет ездить по асфальту. Такая резина имеет уменьшенное количество ламелей и обладает достаточной жесткостью. Указанные шины позволяют быстро ездить в условиях теплой зимы с умеренными осадками. Им характерна высокая маневренность на асфальтированной поверхности. Подбирая покрышки на зиму, особое внимание уделите маркировке, можно легко перепутать всесезонные шины с зимними изделиями. В обоих вариантах на боковой поверхности шин присутствует обозначение M&S, но шины, предназначенные для зимы, дополнительно маркируются знаком со снежинкой внутри, на всесезонке, такого рисунка нет. Всесезонные автопокрышки занимают промежуточное значение между зимним и летним типом резины для автомобилей. Их можно применять в температурном диапазоне от-50С до +100С. Они характеризуются специальным протекторным слоем, обеспечивающим нужное сцепление колес с дорожным покрытием в условиях мягкой зимы и не слишком жаркого лета. В регионах с большим перепадом температур, применение всесезонной авторезины не актуально: с увеличением температуры выше нормы покрышки могут поплавиться, они больше подвержены деформации. Если температура упадет ниже рекомендованной нормы, то всесезонная авторезина «задубеет». Многие автолюбители отдают предпочтение всесезонным шинам, с целью экономии: нет необходимости покупать два типа шин для автомобиля (на зиму и на лето), а также не нужно беспокоиться о правильном хранении автопокрышек. Такая позиция является правильной, если в регионе, в котором эксплуатируется автомобиль, температурный диапазон составляет от-50С до +100С. В противном случае стоит задуматься о приобретении двух комплектов авторезины (для зимы и лета). Как используют отработанные шины. Старые и отслужившие шины из-под колес автомобилей, мотоциклов и велосипедов могут послужить вам в быту немного в другом и очень интересном качестве, поэтому не спешите их утилизировать или выбрасывать на свалку. Как подсказывают нам дизайнеры с разных уголков нашей необъятной планеты, старые шины — это довольно интересный и прочный материал, из которого можно смастерить невероятные и очень нужные нам вещи.  Маленькие компании в Кении поняли потенциал в переработке шин и начали переделывать старые шины в шлепанцы, которые продают за $ 2 до $ 5.  В Швеции, компания Apokalyps Labotek принимает около 4 млн отработанных шин и измельчает их в порошок, смешивая его с переработанным пластиком и создания материала для производства паркета для пола.  Если вы хотите иметь сумку, которой нет износа, то она может быть сделана именно из отработанных шин. Такие винтажные сумочки есть в продаже таких интернет-магазинов Trigo, BlowUp Online Vintage и RubberPieces. Сильный и прочный, резиновый используется для производства шин не имеет множество применений долго после того, шины больше не подходят для дороги. К сожалению, более чем 290 миллионов шин выбрасываются или бросил на свалки ежегодно в одной только Северной Америке. Если бы только больше людей завершен блестящие проекты утилизации как эти 25 примеров — в том числе ювелирных изделий, напольных покрытий, обуви и целых домов — мы могли бы значительно сократить эту цифру. Посадочные Стек шины и заполнить их с земли, чтобы простые, поднятые плантаторы, которые стоят почти ничего; тепло поглощается черной резины помогает растения, как картофель и помидоры процветать. Другой идеей висит шины на вертикальной поверхности, заполнение только нижнюю часть с почвой, чтобы создать необычные горшки стены. Коврики и Коврики Автомобильные шины и велосипедные внутренние трубы могут быть преобразованы в прочных, водонепроницаемый, нескользящим покрытием для внутреннего и наружного применения. Etsy продавец на пенсию Коврики ткет полоски мелиорированных шинной резины вокруг металлических рам. Велосипед внутренние трубки, как показано выше, даже достаточно гибким, чтобы связать крючком. Говорит Крафтер Микаэл, «После нескольких попыток я узнал, что это самый простой способ использовать шатра. Я вырезал клапаны, а затем перерезали трубы по длине. Стиральная трубы должно быть сделано тщательно, поскольку клапаны покрыты толстым слоем порошкового талька изнутри. Тогда у вас есть, чтобы сократить трубы в полоску и либо гвоздь (как я сделал это), или сшить их вместе. В результате долго „нить“, которая просто крючком, а затем вы сделали ». Серьги, браслеты и ремни могут выглядеть очень круто если они будут из переработанных шин, это могут быть изделия из велосипедных шин, которые гибче и позволяют даже плести из них веревки. А главное это, отличная альтернатива коже, которая с популяризацией веганства и ростом движения защиты животных скоро потеряет рынок сбыта. Автомобильные шины и велосипедные камеры могут быть преобразованы в прочные, водонепроницаемые, нескользящие покрытия для внутреннего и наружного применения. Компания RetiredMats делает такие коврики на металлическом каркасе. Они сплетены из велосипедных камер и пользуются достаточно хорошим спросом среди владельцев частных домов.  В свою очередь в Индии старые шины, используются для создания уличной мебели. Учитывая тот факт, что около 1,5 млрд шины выбрасываються на ежегодной основе, эти инициативы могут показаться незначительными, но оказать существенное влияние на окружающую среду! Шины — главный строительный материал для постройки земляных домов Earthships, это устойчивые, самодостаточные дома, сделанные из переработанных материалов. Оштукатуренные глиной, шины часто образуют фундамент и стены этих домов произвольной формы. Осушенные шины также могут быть использованы в качестве весьма недорогих строительных материалов. Аргентинский архитектор Карлос Левинтон (Carlos Levinton) построил купольные дома для гаитян, переселенцев, пострадавших от землетрясения 2010 года, разрушившего карибской страны. Использование ненужных покрышек и иных резинотехнических изделий возможно в самых различных отраслях. Например, для генерации горючего газа через термическое расщепление остатков синтезированных из нефти углеводородов. С его помощью можно не только обогреваться, но и вырабатывать электричество, как это делают во Франции и ряде других западных стран. В России утилизируется только 7 % отработанных покрышек, в то время как среднемировой показатель, напомним – 23–30 % (что для XXI века, пожалуй, не так уж много). Вопрос дальнейшей судьбы изношенных шин особенно обострился с появлением металлокордовых каркасов. А с падением «железного занавеса» в нашу страну вдобавок хлынул поток низкопробной немецкой продукции. В РФ ежегодно приходит в негодность и остается невостребованным около 1 млн. т резиновых материалов, причем 9/10 от этого количества – автомобильные скаты. На долю столицы и Санкт-Петербурга с областью приходится почти 200 тыс. т. Основной причиной того, что такое индустриально развитое государство, как Россия, имеет процент утилизации шин, сравнимый с уровнем утилизации в странах Африки, является советское ментальное наследие. У нас традиционно не привыкли вкладывать деньги в экономичное вторичное производство, да и предпосылки для его стимулирования на правительственном уровне за редким исключением отсутствуют. Принятый закон об отходах в целом позитивно повлиял на реализацию цивилизованных программ по утилизации РТИ. Но что конкретно российским поборникам принципа «отходы – в доходы» можно записать в «резиновый» актив? Перечислим. В Калининграде создано предприятие со стабильно функционирующим реактором, где в качестве теплотехнического горючего посредством пиролиза генерируется высококлассный мазут, а также заменитель активированного угля. При полном отказе от сжигания шин за первые 15 лет независимости объем дробления «бэушных» покрышек вырос с 5 до 10 %, а сейчас достигает 30 %. Тушинский машзавод освоил выпуск крошки двумя линиями установленной годовой мощностью 5 тыс. покрышек, а также нарастил изготовление особо актуальных в данный момент резиновых плит и панелей для ж/д переездов. Введены в строй экологические производства с импортной техникой по изготовлению резиновой крошки в Твери, Курске, Вязьме, Самаре. В Приморье изготовлением кровельных материалов из крошки занимается ЗАО «Тамплиер центр». Причем оно возрождает полный замкнутый цикл производства регенерата термомеханическим способом. Примечательно: этот скачок стал возможен из-за использования механического способа измельчения при нормальных температурах. Альтернативные (криогенные) технологии во всем мире не распространены по причине дороговизны низкотемпературной крошки, а старания задействовать силу взрыва или «озонного ножа» носят экспериментальный характер. Любопытный проект скоростной переработки без предварительного разрезания и дробления предложили оренбургские разработчики, но насколько он окажется жизнеспособным -покажет будущее. Заключение Одним из наиболее проблемных элементов человеческой деятельности является автомобильный транспорт, отходы которого являются особенно агрессивными по отношению к окружающей среде, и хотя в настоящее время активно исследуются различные пути переработки этих отходов, радикального решения проблемы пока не существует. Для успешного решения проблемы вторичного использования и переработки изношенных шин в России необходимо обозначить области возможного использования дробленой резины и создание рынка изделий и материалов, изготавливаемых из получаемого при переработке вторичного сырья, особенно в связи с прогнозируемым увеличением объемов переработки изношенных шин. В целом использование вторичных материальных ресурсов из отходов переработки изношенных автомобильных шин позволяет существенно сократить объемы производства и использование специальных промышленных материалов, снизить техногенную нагрузку на окружающую природную среду, а также экологическую составляющую на степень заболеваемости населения. Каждый день на дорогах миллионы транспортных средств. Из этих миллионов каждый автомобиль в среднем преодолевает от 20000 до 24000 км в год. Учитывая средний показатель использования четырех шин, мы «сжигаем» огромное количество резины каждый год. Одним из главных аспектов утилизации и повторного использования покрышек является избегание свалок. Из-за своей круглой формы с отверстием покрышки забирают самое ценное, что есть у свалки - пространство. Вдобавок, скопление покрышек создает условия для риска в окружающей среде, если они воспламеняются: Они могут гореть месяцы (годы). Такие пожары сложно потушить. Они могут выделять вредные токсины в атмосферу, почву и воду. Ко всему, место скопления покрышек может служить источником размножения переносчиков заболеваний, таких как москиты и грызуны. Хранение автомобильных покрышек вне свалок освобождает место для другого мусора, сокращает риск потенциально опасных возгораний и помогает предотвратить распространение паразитов. Еще одним преимуществом переработки и повторного использования покрышек является сокращение потребления энергии и увеличение в производстве топлива за счёт утилизации отходов. В среднем требуется 88 литров масел для изготовления новой покрышки для грузового автомобиля. Тем не менее, чтобы восстановить покрышку (процесс наложения нового протектора на использованную шину) понадобится только 28 литров масел. Восстановление автомобильных покрышек стоит от 30 до 70 процентов меньше, чем производство новой шины, тем самым снижается цена для потребителя. Шины также могут быть использованы вместо ископаемого топлива в некоторых производственных процессах, сокращая потребление топлива и используя энергию, уже сохраненную в шинах. Кроме всего прочего, повторное применение, переработка и утилизация шин помогает сделать наше окружение красивее. Вместо того, чтобы выбросить покрышку или оставить на обочине, можно использовать ее в разных целях, начиная с обустройства детской площадки и заканчивая клумбами. Они могут быть также использованы для создания «тихих» дорог с прорезиненным асфальтом, или для сохранения ландшафта путем защиты от эрозии. С творческим подходом к применению старых шин можно создать что-то из ничего - формы и функциональность из мусора. Выводы. В заключении отметим, что при выборе шин для автомобиля необходимо знать и понимать не только их химический состав, но также уметь распознавать маркировку покрышек, которая указывает на определенные технические характеристики, для каких дорог предназначены колеса, а также при каких температурных режимах они будут оптимально функционировать. Кроме этих показателей, также необходимо учитывать шумность, сопротивление качению и поведение шин на мокром дорожном полотне. В заключении заметим, что сегодня очень часто вместо технического углерода в химическом составе той или иной шины применяется сера. Однако выбор того или иного компонента является скорее, вопросом экономической целесообразности. Что касается технологического момента, то разница в этом деле будет совсем не велика, однако цена готовой шины при этом может быть довольно ниже.  Список литературы. https://ru.wikipedia.org/wiki/Автомобильная_шина http://bazliter.ru/drivestyres/502-iz-chego-delayut-avtomobilnye-shiny-himicheskiy-sostav.html https://rodovid.me/razdelnyi_sbor_musora/15-idey-prakticheskogo-primeneniya-otrabotannyh-shin.html http://greenologia.ru/othody/sinteticheskie/rezina/restavraciya-avtopokryshek.html https://otherreferats.allbest.ru/manufacture/00561437_0.html https://www.ronl.ru/diplomnyye-raboty/ekologiya/413737/ |