Nghiên cứu nâng cao tuổi thọ của mặt lốp ô tô

vii MC LC Lý lch khoa hc i Li cam đoan ii Li cảm ơn iii Tóm tắt iv Summary vi Mc lc vii Danh sách các chữ viết tắt và kí hiệu viii Danh mc các bảng ix Danh mc các hình xii Đặt vấn đề xiii CHNGă1ăTNGăQUAN 1 1.1 Tính cấp thiết ca đề tài: 1 1.2 Các nghiên cu trong và ngoài nớc: 1 1.2.1 Các nghiên cu trong nớc 1 1.2.2 Các nghiên cu ngoài nớc 2 1.3 Luận điểm mới ca đề tài 2 1.4 Mc tiêu nghiên cu: 2 1.5 Nhiệm v nghiên cu và giới hn đề tài 2 1.6 Phơng pháp nghiên cu 3 CHNGă2ăCăSăLụăTHUYT 4 2.1 Tổng quan về lốp ô tô 4 2.1.1 Lch sử phát triển ca lốp ô tô 4 2.1.2 Tình hình sản xuất lốp xe ô tô ti Việt Nam 5 2.1.3 Phân loi lốp ô tô: 5 2.1.4 Cấu to và chc năng ca các thành phần lốp 7 2.2 Cao su thiên nhiên 7 2.2.1 Trng thái thiên nhiên 7 viii 2.2.2 Tính chất lý hóa và ng dng ca cao su thiên nhiên 8 2.2.3 ng dng ca cao su thiên nhiên 11 2.3 Cao su Butadien (BR) 12 2.3.1 Cấu to và phơng pháp sản xuất 12 2.3.2 Tính chất và ng dng ca cao su Butadien 12 2.4 Cao su Styren-Butadien (SBR). 14 2.4.1 Tính năng công nghệ và ng dng ca cao su SBR 14 2.5 Cao su Nitril (NBR). 15 2.5.1 Tính năng cơ hc. 15 2.5.2 ng dng. 15 2.6 Các chất ph gia trong cao su 15 2.6.1 Chất đn 15 2.6.2 Chất lu hóa cao su 21 2.6.3 Chất xúc tiến 22 2.6.4 Chất tr xúc tiến 24 2.6.5 Chất phòng lưo 25 CHNGă3ăNGHIểNăCUăTHCăNGHIMăVĨăKTăQU 27 3.1 Ni dung nghiên cu 27 3.2 Chế to mẫu thử nghiệm 28 3.3 Thiết b nghiên cu 30 3.3.1 Máy cán luyện cao su 30 3.3.2 Máy ép lu hóa khuôn bằng 31 3.3.3 Máy đo đ mài mòn Akron: 32 3.3.4 Thiết b đo đ cng 34 3.3.5 Máy đo cng lực 34 3.3.6 Cân điện tử: 36 3.4 Khảo sát ảnh hng ca cao su Butadien trong thành phần cao su 36 3.5 Khảo sát ảnh hng ca than trong thành phần cao su 42 3.6 Qui hoch thực nghiệm 47 ix 3.6.1 Xử lí số liệu thực nghiệm 50 CHNGă4ăKTăLUNăVĨăHNGăPHỄTăTRIN 75 4.1 Kết luận 75 4.2 Hớng phát triển ca đề tài 76 TĨIăLIUăTHAMăKHO 77 viii DANH SÁCH CÁC CH VIT TT VÀ KÍ HIU TCVN/QS 804:2011 Tiêu chuẩn về lốp và săm bơm hơi ASTM Tiêu chuẩn ML2006 Kí hiệu tên bán thành phẩm mặt lốp đắp TN Thí nghiệm M300 Modun 300 BR Cao su tổng hp Butadien SVR Cao su thiên nhiên SVR-10L Mt loi tên thơng phẩm ca cao su thiên nhiên KBR-01 Mt loi tên thơng phẩm ca cao su tổng hp Butadien NBR Cao su Nitril SBR Cao su Styren-Butadien DM Xúc tiến Disufure Benzothiazyl TMTD Xúc tiến Disufur Tetrametethyl Thiuram cm 3 /1.61 km Đơn v đo đ mài mòn Shore A Đơn v đo đ cng % Đơn v đo đ dãn dài MPa Đơn v đo đ kháng kéo N Số thí nghiệm n Số yếu tố ảnh hng đầu vào p Mc ý nghĩa t Hệ số hồi qui theo tiêu chuẩn Student F Hệ số hồi qui theo tiêu chuẩn Fisher f Bậc tự do ix DANHăMCăCỄCăBNGă Bảng 2.1 Tính chất lý hc ca cao su thiên nhiên 8 Bảng 2.2 Các chỉ tiêu hóa lý ca cao su SVR (Standar Vietnam Rubber) TCVN 3769:2004 9 Bảng 2.3 Tỉ lệ sử dng đc phân bố nh sau: 11 Bảng 2.4 Tính chất chung ca cao su Butadien 12 Bảng 2.5 Bảng tính chất ca cao su NBR với hàm lng acrylonitril tăng dần 15 Bảng 2.6 Mt số tính chất hóa lý và thù hình ca than đen 16 Bảng 2.7 Các loi than đen, tính chất và ng dng ca than đen 18 Bảng 2.8 Mt số tính chất hóa lí ca ht Silica 20 Bảng 2.9 Chỉ tiêu chất lng lu huỳnh 22 Bảng 2.10 Lng dùng chất xúc tiến DM 23 Bảng 2.11 Lng dùng trong cao su thiên nhiên 24 Bảng 2.12 Lng dùng ca ZnO và acid stearic trong các loi cao su 25 Bảng 2.13 Tính chất và công dng ca chất phòng lưo RD 25 Bảng 2.14 Mt số đơn pha chế cao su 26 Bảng 2.15 Mt số đơn pha chế ti xí nghiệp liên hp Z751 26 Bảng 3.1 Công thc pha chế hn hp cao su mặt lốp ô tô khi thay đổi hàm lng cao su Butedien 37 Bảng 3.2 Kết quả chỉ tiêu cơ lý ca mặt lốp ô tô khi thay đổi hàm lng cao su Butadien 38 Bảng 3.3 Kết quả đo đ mài mòn 38 Bảng 3. 4 Kết quả đo đ cng 39 Bảng 3.5 Kết quả đo đ dưn dài đt 40 Bảng 3.6 Kết quả đo khi kéo đt 41 Bảng 3.7 Kết quả đo M300 41 Bảng 3.8 Công thc pha chế hn hp cao su mặt lốp ô tô thay đổi hàm lng than43 x Bảng 3.9 Kết quả chỉ tiêu cơ lý ca mặt lốp ô tô khi thay đổi hàm lng than N220 43 Bảng 3.10 Kết quả đo đ mài mòn 44 Bảng 3.11 Kết quả đo đ cng 44 Bảng 3.12 Kết quả đo đ dưn dài đt 45 Bảng 3.13 Kết quả đo khi kéo đt 46 Bảng 3.14 Kết quả đo M300 46 Bảng 3.15 Các chỉ tiêu cơ lý bán thành phẩm mặt lốp ô tô (tên bán thành phẩm: ML2006) ca Xí nghiệp cao su Z751 48 Bảng 3.16 Thiết kế thí nghiệm 49 Bảng 3.17 Kết quả đo đ mài mòn qui hoch thực nghiệm 52 Bảng 3.18 Kết quả đo đ mài mòn ti tâm 53 Bảng 3.19 Kết quả kiểm đnh lng mòn theo tiêu chuẩn Fisher 54 Bảng 3.20 Kết quả thiết kế thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ mài mòn 55 Bảng 3.21 Kết quả thí nghiệm leo dốc đ mài mòn ca mặt lốp ô tô 56 Bảng 3.22 Kết quả đo đ cng qui hoch thực nghiệm 56 Bảng 3.23 Kết quả thí nghiệm đ cng ti tâm ca mặt lốp 57 Bảng 3.24 Bảng kiểm đnh đ cng theo tiêu chuẩn Fisher 58 Bảng 3.25 Thiết kế thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ cng ca mặt lốp ô tô 59 Bảng 3.26 Kết quả thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ cng ca mặt lốp ô tô 60 Bảng 3.27 Kết quả đo đ dưn dài qui hoch thực nghiệm 61 Bảng 3.28 Kết quả thí nghiệm đ dưn dài ti tâm ca mặt lốp ô tô 62 Bảng 3.29 Kết quả kiểm đnh đ dưn dài theo tiêu chuẩn Fisher 63 Bảng 3.30 Thiết kế thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ dưn dài 64 Bảng 3.31 Kết quả thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ dưn dài 65 Bảng 3.32 Kết quả đo đ bền kéo qui hoch thực nghiệm 65 Bảng 3.33 Kết quả thí nghiệm đ bền kéo ti tâm ca ca mặt lốp ô tô 66 Bảng 3.34 Bảng kiểm đnh đ bền kéo theo tiêu chuẩn Fisher 67 Bảng 3.35 Thiết kế thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ bền kéo ca mặt lốp ô tô 68 xi Bảng 3.36 Kết quả thí nghiệm leo dốc sự thay đổi đ bền kéo ca mặt lốp ô tô 69 Bảng 3.37 Kết quả đo đ M300 qui hoch thực nghiệm 70 Bảng 3.38 Kết quả thí nghiệm Modun 300 ti tâm ca mặt lốp ô tô 71 Bảng 3.39 Bảng kiểm đnh Modun 300 theo tiêu chuẩn Fisher 72 Bảng 3.40 Thiết kế thí nghiệm leo dốc sự thay đổi modun 300 73 Bảng 3.41 Kết quả thí nghiệm leo dốc sự thay đổi Modun 300 74 xii DANHăMCăCỄCăHỊNHă Hình 3.2 Mẫu thử đ mài mòn 28 Hình 3.3 Mẫu thử đ cng 28 Hình 3.4 Mẫu thử đ kháng kéo 28 Hình 3.5 Máy cán luyện cao su 30 Hình 3.6 Máy ép lu hóa khuôn bằng 31 Hình 3.7 Máy đo đ mài mòn Akron 32 Hình 3.8 Đồng hồ đo đ cng 34 Hình 3.9 Máy đo cng lực 35 Hình 3.10 Cân điện tử 36 Hình 3.11 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng cao su Butadien đến đ mài mòn 39 Hình 3.12 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng cao su Butadien đến đ cng 40 Hình 3.13 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng cao su Butadien đến đ dưn dài khi đt 41 Hình 3.14 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng cao su Butadien đến đ bền kéo khi đt và M300 42 Hình 3.15 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng than đến đ mài mòn 44 Hình 3.16 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng than đến đ cng 45 Hình 3.17 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng than đến đ dưn dài khi đt 46 Hình 3.18 Đồ th biểu diễn ảnh hng ca hàm lng than đến đ bền kéo khi đt và Modun 300 47 xiii ĐTăVNăĐ Việt Nam là mt th trng lớn đối với lốp xe ô tô với rất nhiều thuận li. Việt Nam có mt nguồn nguyên liệu cao su thiên nhiên dồi dào (hiện là nớc xuất khẩu cao su lớn th t trên thế giới) và nguồn nhân lực cũng là mt thế mnh ca Việt Nam. Bên cnh đó cùng với sự phát triển ca nền kinh tế và xư hi thì nhu cầu đi li và vận chuyển bằng ô tô, xe tải và xe buýt ngày mt tăng. Mt nhân tố quan trng thúc đẩy ngành lốp xe phát triển là nh chính sách ca chính ph khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia vào việc sản xuất cao su và đầu t sâu rng vào ngành đc thực hiện thông qua hot đng xúc tiến đầu t vốn nớc ngoài, sản xuất trong nớc để phc v th trng trong nớc và xuất khẩu. Trong thực tế, quá trình sử dng lốp xe ô tô hiện nay do ảnh hng ca nhiều yếu tố khác nhau nh: môi trng khí hậu, chất lng mặt đng xấu, việc sử dng xe ô tô không đúng quy đnh nh chy với tốc đ cao, tải sử dng không đúng với yêu cầu ca nhà sản xuất làm cho lốp xe mau h hỏng đặc biệt là phần mặt lốp nhanh b mài mòn. Mt lốp xe ô tô gồm có năm phần chính: mặt lốp, hông lốp, khung lốp, tanh lốp và tầng hoưn xung. Trong đó hn hp cao su ca mặt lốp có yêu cầu đặc trng nh: có khả năng chu mài mòn, đ cng cao và khả năng kháng kéo tốt; Hn hp cao su mặt lốp khi b hỏng có thể đắp li tuy nhiên mặt lốp sau khi đắp có tuổi th không cao. Đề tài này tiến hành “nghiênă cuă nơngă caoă tuiă thă caă mtă lpă ôă tô”ă nhằm cải thiện chất lng mặt lốp ô tô để khắc phc những khuyết điểm trên đây ca mặt lốp, kéo dài thi gian làm việc ca lốp. Từ các kết quả thực tế nh trên chúng tôi tiến hành nghiên cu về mặt lốp ô tô với ni dung c thể nh sau: Chơng 1: Tổng quan Chơng 2: Cơ s lý thuyết Chơng 3: Nghiên cu thực nghiệm và kết quả Chơng 4: Kết luận và hớng phát triển 1 CHNGă1 TNGăQUAN 1.1 TínhăcpăthităcaăđătƠi: Xư hi phát triển dẫn đến nhu cầu ca con ngi ngày càng cao, đòi hỏi phải tăng năng suất và chất lng sản phẩm. Có những loi sản phẩm mà chỉ mt hai thập niên đư thấy nó b thay thế hoàn toàn. Ngày nay rất nhiều nguyên vật liệu mới ra đi nhằm phc v tiêu dùng nhng mt loi nguyên vật liệu có gần hai thế kỷ nay là cao su vẫn giữ đc thế mnh ca nó. Các sản phẩm đc chế to từ cao su rất đa dng trong đó có lốp ô tô tuy nhiên chất lng ca lốp ô tô cha đáp ng đc yêu cầu về cơ lý, đặc biệt là phần mặt lốp ô tô nhanh b mài mòn, b nt cho nên việc nghiên cu nâng cao tuổi th ca mặt lốp ô tô là mt vấn đề cần thiết. 1.2 CácănghiênăcuătrongăvƠăngoƠiănc: 1.2.1 Cácănghiênăcuătrongănc  “Nghiên cu thiết lập công thc hn hp cao su cải thiện chất lng hông lốp ô tô” ca Thc sĩ Nguyễn Th Huệ Trang đư nghiên cu xây dựng công thc hn hp cao su làm hông lốp ô tô nhằm hn chế những khuyết điểm ca hông lốp nh: hay b nt, phồng rp và nóng mềm.  Công trình nghiên cu, thiết kế công nghệ sản xuất lốp ôtô radian ca Công ty Công nghiệp Cao su Miền Nam (CASUMINA). Thân lốp radian bao gồm mt hay nhiều lớp si mành song song nhau, chy theo hớng hớng tâm (to góc 90 0 so với hớng chu vi ca lốp). Tầng hoưn xung gồm hai hoặc bốn lớp si bc cao su, thng là si thép (còn gi là bố thép), nằm gần nh song song với hớng chu vi ca lốp (10 - 30 o ), có tác dng bảo đảm góc 90 0 cho si mành thân lốp. Những u việt ca lốp radian trong quá trình sử dng nh : [...]... su mặt lốp ô tô đáp ng các yêu cầu về cơ lý 1.4 M cătiêu nghiên c u: Nghiên c u các chỉ tiêu cơ lý c a mặt lốp ô tô khi thay đổi hàm l và hàm l ng cao su ng chất đ n nh : đ mài mòn, đ c ng, khả năng kháng kéo 1.5 Nhi măv nghiên c uăvƠăgi iăh năđ ătƠi Để nâng cao tuổi th c a lốp ô tô ta cần xác đ nh trong các thành phần c a h n h p cao su thì thành phần nào ảnh h ng lớn nhất đến cơ lý c a cao su từ... khỏi b xô lệch) nên 4 lốp ch u biến d ng tốt hơn Ngoài ra các tính năng cơ lý c a s i mành cho phép tăng dung l ng c a lốp, chính nh thế mà vào những năm 1920 c a thế kỷ XX ng đư cho ra đ i lo i lốp Ballon (lốp có mặt cắt r ng) i ta u điểm c a lo i này là có đ nhún và đ giảm xóc tốt Do công suất ô tô ngày càng tăng và do sự hình thành m ng l ới đ ng ô tô, lốp ô tô có mặt nhẵn không có hoa lốp không đ... đ bền xé và đ bền uốn cao N770 M căđíchăs ăd ng h p hông lốp ng cao trung bình, modun Dây đai lốp xe, khung và h n trung bình, gia công tốt h p hông lốp Bổ c ng cao, modun và đ c ng cao Sử d ng trong mặt lốp xe Bổ c ng cao, bền xé và gia công tốt Mặt lốp xe khách và các lo i xe đặc biệt Sử d ng đặc biệt cho mặt lốp N110 Bổ c ng cao máy bay, xe đua và các sản phẩm ch u đ mài mòn cao 18 2.6.1.2 Silica... kéo tốt, bám đ ng tốt, đ bền cơ h c cao để bảo vệ thân lốp khỏi các tác d ng cơ h c - Hông lốp: là phần cao su bao b c ngoài, nằm giữa vùng vai và gót lốp c a hông lốp là phần chống đỡ c a mặt lốp, bảo vệ cho thành thân lốp, giảm m c đ xóc khi ch y Tùy từng quy cách mà phần hông lốp có chiều dày từ 3-7 mm Không giống nh cao su mặt lốp, trong quá trình làm việc hông lốp b biến d ng uốn gấp là chính -... phần tối u trong h n h p cao su Tiến hành đúc mẫu và thử nghiệm các chỉ tiêu cơ lý Giới h n c a đề tài: Do lốp ô tô có nhiều thành phần cấu t o khác nhau nên ng i nghiên c u tập trung nghiên c u thực nghiệm lớp mặt lốp ô tô dùng cho xe tải C thể nghiên c u các chỉ tiêu cơ lý ảnh h ng lớn đến tuổi th c a mặt lốp nh : đ mài mòn, đ c ng, khả năng kháng kéo 1.6 Ph ngăpháp nghiên c u Nghiên c u lý thuyết với... phát minh ra xe ô tô, những chiếc xe đầu tiên có bánh xe với nan hoa bằng g sau đó đ c thay bằng bánh cao su đặc Từ những chiếc lốp xe bơm hơi, hai anh em Michelin nghĩ đến việc áp d ng lốp bơm hơi cho xe ô tô do hưng sản xuất Lốp ô tô th i ấy ch a m t l ng không khí rất nhỏ, đ ng kính ngoài lớn, b ng lốp hẹp, xe l i t ơng đối nặng, nên để đảm bảo tải tr ng phải bơm với áp lực cao Thân lốp là m t b phận... cao su mặt lốp ô tô Luận án sẽ nghiên c u ảnh h ng đến ng tổng h p c a các thành phần nguyên tố nh cao su Butadien (KBR-01), than (N220), silica, các chất ph gia Trong đó hàm l nhất ảnh h ng cao su Butadien và than là những yếu tố quan tr ng ng đến khả năng ch u mài mòn, đ c ng và khả năng kháng kéo c a mặt lốp 3 CH NGă2 C ăS ăLụăTHUY T 2.1 T ngăquanăv ăl p ô tô 2.1.1 L chăs ăphátătri năc aăl p ô tô. .. nghiệm lo i lốp mới đ c đặt tên là Tweel không sử d ng hơi 2.1.2 Tìnhăhìnhăs năxu tăl păxe ô tô t iăVi tăNam Hiện nay th tr ng ô tô Việt Nam có khoảng 20 nhưn hiệu lốp xe, chiếm u thế là ba công ty thu c tổng công ty hóa chất Việt Nam: Công ty cổ phần công nghiệp cao su Miền Nam, Công ty cổ phần cao su Đà Nẵng, công ty cao su Sao Vàng và các nhưn hiệu n ớc ngoài khác từ các dự án liên doanh hoặc đ a từ n... Phơnălo iăl p ô tô: Có rất nhiều cách phân lo i lốp xe nh phân lo i theo cách sử d ng hoặc phân lo i theo cấu trúc lớp vải mành 5  Phân lo i theo cách th c sử d ng bao gồm: xe ô tô, xe tải, xe dùng trong nông nghiệp, xe đua và máy bay - Lốp xe tải có rất nhiều kích th ớc, hình d ng, tải tr ng và tốc đ Có lo i lốp xe dùng cho mùa đông, mùa hè, cho tất cả các mùa và lốp xe có đặc tính cao Lốp xe tải đ... ng lốp xe Việt Nam đáp ng khoảng từ 60-65% nhu cầu xe ô tô trong n ớc Các lốp xe bố chéo chiếm u thế t i th tr ng Việt Nam, gần đây lốp xe bố h ớng tâm đang tăng lên Tuy nhiên khả năng sản xuất lốp xe h ớng tâm trong n ớc còn thấp Công ty cổ phần công nghiệp cao su Miền Nam sản xuất 50 000 lốp h ớng tâm m i năm Tổng công ty hóa chất Việt Nam đang tìm kiếm đối tác liên doanh để sản xuất hai triệu lốp . pháp nghiên cu 3 CHNGă2ăCăSăLụăTHUYT 4 2.1 Tổng quan về lốp ô tô 4 2.1.1 Lch sử phát triển ca lốp ô tô 4 2.1.2 Tình hình sản xuất lốp xe ô tô ti Việt Nam 5 2.1.3 Phân loi lốp ô tô: . là phần mặt lốp ô tô nhanh b mài mòn, b nt cho nên việc nghiên cu nâng cao tuổi th ca mặt lốp ô tô là mt vấn đề cần thiết. 1.2 Các nghiên cuătrongăvƠăngoƠiănc: 1.2.1 Các nghiên cuătrongănc. Các nghiên cuătrongănc  Nghiên cu thiết lập công thc hn hp cao su cải thiện chất lng hông lốp ô tô ca Thc sĩ Nguyễn Th Huệ Trang đư nghiên cu xây dựng công thc hn hp cao su làm hông lốp ô tô nhằm