Projektovanje alata za izradu delova od gume

Projektovanje alata za izradu delova od gume Diplomski rad

SADRŽAJ

UVODNA RAZMATRANJA

VRSTE, SVOJSTVA I PRIMENE GUME

2.1

Osnovni pojmovi o gumi

2.2

Sirovine za proizvodnju gume

2.2.1

Proizvodnja prirodnog kaučuka

2.2.2

Proizvodnja sintetičkog kaučuka

2.3

Fizička svojstva kaučuka i gume

2.3.1

Fizička stanja kaučuka

2.3.2

Elastičnost i čvrstoća gume

2.3.3

Tvrdoća gume

2.3.4

Frikciona svojstva gume

2.3.5

Specifična svojstva gume

2.4

Dodaci u procesu proizvodnje gume

2.4.1

Osnovni pojmovi o dodacima

2.4.2

Sredstva za vulkanizaciju

2.4.3

Ubrzivači vulkanizacije

2.4.4

Usporivači vulkanizacije

2.4.5

Sredstva protiv starenja, zamaranja i delovanja ozona

2.4.6

Omekšivači

2.4.7

Punila

2.4.8

Boje

2.4.9

Dodaci specijalne namene

2.5

Izrada smese za vulkanizaciju

2.5.1

Sastavljanje receptura

2.5.2

Formiranje (mešanje) smese

2.5.3

Prerada gotovih smesa (izrada poluproizvoda)

2.6

Vulkanizacija

2.6.1

Vulkanizacija u kotlovima (autoklavima)

2.6.2

Vulkanizacija u presama

2.6.3

Vulkanizacija u presama – autoklavima

2.6.4

Vulkanizacija u presama sa kontinualnim dejstvom

2.6.5

Greške pri toploj vulkanizaciji

2.6.6

Vulkanizacija zračenjem

2.6.7

Termička vulkanizacija

2.6.8

Ocena vulkanizacionih karakteristika

2.7

Skladištenje gumenih proizvoda

2.8

Starenje gumenih proizvoda

2.8.1

Osnovni pojmovi o starenju

Projektovanje alata za izradu delova od gume Diplomski rad

2.8.2

Uzroci starenja

2.8.3

Uticaj kiseonika na starenje gume

2.8.4

Uticaj toplote na starenje gume

2.8.5

Uticaj svetlosti na pogoršanje fizičko-mehan. osobina gume

2.9

Ispitivanje gumenih proizvoda

2.10

Vrste i kvaliteti guma

2.10.1

Prirodna guma

2.10.2

Sintetička guma

2.11

Pregled grupa kvaliteta gume

PROIZVODNJA DELOVA OD GUME

3.1

Proizvodnja gumenog platna, transportnih traka i
gumenih ploča

3.2

Proizvodnja dugih gumenih profila

3.3

Gumiranje provodnika za struju

3.4

Proizvodnja gumenih creva

3.5

Proizvodnja automobilskih guma (pneumatika)

3.6

Povezivanje gume sa metalom

3.6.1

Osnovni pojmovi o povezivanju gume sa metalom

3.6.2

Priprema metalnih površina

3.6.3

Povezivanje pomoću ebonita ili tvrde gume

3.6.4

Povezivanje sa mesingovanim metalnim površinama

3.6.5

Povezivanje pomoću raznih lepila

3.7

Proizvodnja gumene obuće i gumenih konfekcijskih
proizvoda

3.8

Proizvodnja gumeno-tehničkih delova

3.9

Reciklaža gumenih proizvoda i zaštita životne sredine

ALATI ZA IZRADU DELOVA OD GUME

4.1

Osnovni zahtevi u konstrukciji i izradi alata

4.2

Podmazivanje i čišćenje alata

PRIMER PROJEKTOVANJA ALATA ZA JEDAN
PROIZVOD

100

5.1

Projektovanje proizvoda

100

5.2

Projektovanje alata za izradu proizvoda od gume

103

ZAKLJUČCI

109

LITERATURA

112

Projektovanje alata za izradu delova od gume Diplomski rad

sajmovima kao zanimljivost jer se »smola« rastezala i vraćala u svoj provobitni

položaj pod dejstvom spoljne sile. Urođenici iz Južne Amerike su dobro

poznavali elastičnu smolu koju su dobijali iz mlečnog soka lateksa. Lateks su

dobijali iz drveta, koga su nazivali »cahu-chu« što u prevodu znači »drvo koje

plače«. Iz te reči nastao je naziv kaučuk.
Ima podataka da je Kolumbova ekspedicija pri povratku iz Amerike pored

"drugih novotarija" donela i polimerni materijal dobijen iz soka koji se cedi

zasecanjem stabla

Hevea Brasiliensis

koje su Indijanci koristili za izradu

posuda za tečnosti i obuću, ali i za lopte za ritualne igre. Ovaj materijal dobio

je kasnije naziv "prirodni kaučuk", mada se uvidelo da se i iz nekih drugih

biljaka mogu dobiti slični proizvodi ali slabijeg kvaliteta.
Glavne oblasti u kojima uspevaju biljke sa kaučukovim sokom su tropske
zemlje u blizini Ekvatora, i to Ekvatorska Amerika (u slivu reke Amazon),
Ekvatorska Afrika, Istočna Indija, Malajsko poluostrvo, Borneo, Sumatra, Java
i Cejlon.
Iako ima preko 500 vrsta biljaka sa kaučukovim mlekom, koje se među sobom
razlikuju prema kvalitetu i količini kaučuka – lateksa, ipak se mogu izdvojiti
najvažnije vrste drveta, a to su:

Hevea brasilijensis

, poreklom iz Brazila koja se gaji u plantažama

mnogih zemalja sveta;

Castilloa elastica

, koja uspeva u slivu Amazona;

Kickxia elastica

, koja uspeva u Južnoj Americi;

Ficus

, koji uspeva u Istočnoj Aziji.

U Evropi dugo nisu znali da iskoriste kaučuk, jer nisu poznavali način njegove
prerade. Predmeti izrađeni od elastičnog kaučuka tokom vremena ili usled
povišenih temperatura postajali su lepljivi, dok su na hladnoći bili krti. Tek
1820. godine je Englez Henkok (Thomas Hencock) otkrio da preradom na
valjcima kaučuk postaje plastičan i može se lako oblikovati. Taj postupak se i
danas koristi pod nazivom

mastifikacija

(lomljenje). Godine 1839.

Amerikanac Carls Gudjir (Charles Goodyear) zapazio je da mešavina
kaučuka i sumpora pod uticajem toplote potpuno gubi svoju lepljivost i
platičnost i postaje elastična i otporna masa prema promeni temperature. Ovaj
postupak je kasnije nazvan

vulkanizacija

. Tako su mastikacija i vulkanizacija

postala dva temeljna stuba industrije gume.

Još oko 1910. godine, u nekoliko centara u Evropi dobijen je

sintetski kaučuk

na laboratorijskom nivou (Hoffmann i Harries u firmi

Bayer

u Nemačkoj,

Perkin, Matthews, Strange, i dr. u Engleskoj i Lebedev, Kondakov, Butlerov i
Ostromislenski u Rusiji). U toku rata 1914-1918. u Nemačkoj, industrijski je
proizveden tzv. metilenski kaučuk (bio je to polimer 2,3 - dimetilbutadiena,
otkriće Kondakova), a u posleratnom periodu kaučuk dobijen polimerizacijom
butadiena pod dejstvom natrijuma (otuda naziv "Buna").

Zbog nedostupnosti plantažama kaučukonosnih biljaka, u toku Prvog i Drugog
svetskog rata, pojačano je interesovanje za dobijanje ovakvih materijala

Projektovanje alata za izradu delova od gume Diplomski rad

sintetskim putem, što je znatno doprinelo razvoju industrije polimera uopšte i
nauke o polimerima.

Težnja za popravljanjem svojstava kaučuka dovela je do kombinovanja
kaučuka sa drugim materijalima, najpre tekstilom (pojava prvih industrijskih

polimernih kompozita),

i raznim hemikalijama, uz dejstvo toplote i pritiska, što

je i dovelo do otkrića gume. Tako je kaučuk, uglavnom, prestao da bude
materijal koji se oblikuje u proizvode (kao drugi polimeri) i postao sirovina za
nov materijal - gumu.
Tokom XX veka došlo je do pronalaska izvesnih

ubrzivača vulkanizacije

, koji

su uticali da se temperatura i vreme vulkanizacije smanje, čime su postignuti
veći proizvodni efekti uz osetno poboljšanje mehaničkih svojstava gume.
Upotreba

stabilizatora

koji sprečavaju starenje gume, korišćenje stare gume –

regenerata

, pronalaženja

sintetičkog kaučuka

, i konačno mogućnost mešanja

kaučuka sa plastičnim masama, tako što nastaju

kopolimeri

, stvorene su nove

mogućnosti za upotrebu gume u tehničke svrhe. Mnogi od novonastalih
proizvoda ne rastvaraju se i ne bubre u uljima, mastima i naftnim derivatima,
pa se uveliko koriste za izradu zaptivnog materijala i druge tehničke robe.
Najveći potrošač kaučuka u dvadesetom veku upravo je industrija drumskih
vozila. Pri tome, u nekim razvijenim zemljama i do 70% potrošnje kaučuka
odlazi na gume za točkove, i još 15% za drugu gumenu robu ugrađenu u
vozila.
Zahvaljujući izuzetnom napretku hemijske industrije, proizvodnja sintetičkog
kaučuka kao strateškog materijala učinila je da se proizvodi od gume javljaju u
veoma širokom asortimanu.

Guma kao konstruktivni materijal ima veoma značajnu primenu zbog svojih
izuzetnih svojstava koja se ogledaju u:

niskoj vrednosti modula elastičnosti u početnoj fazi deformacije;

visokoj vrednosti modula elastičnosti u deformisanom stanju;

velikoj vrednosti izduženja pri kidanju (i preko 1000%);

brzom i potpunom skupljanju na prvobitne dimenzije posle prestanka

dejstva opterećenja;

dobrim amortizujućim sposobnostima;

dobrim mehaničkim svojstvima;

velikoj otpornosti na habanje;

nepropustivosti za vodu i gasove, i

otpornosti prema agresivnim sredinama.

Primena gume kao konstruktivnog materijala je znatna, tako da se smatra da
broj proizvoda od gume dostiže i 40.000 proizvoda.

Vrste, svojstva i primena gume

date su u drugom poglavlju. Detaljno su

opisane sirovine za proizvodnju gume, fizička svojstva kaučuka i gume, dodaci
u procesu proizvodnje gume (sredstva za vulkanizaciju, ubrzivači, usporivači,
sredstva protiv starenja gume, omekšivači, punila itd.). Pored navedenog,

Projektovanje alata za izradu delova od gume Diplomski rad

VRSTE, SVOJSTVA I PRIMENA GUME

2.1

OSNOVNI POJMOVI O GUMI

Pojam

guma

moguće je definisati sa različitih aspekata: sastava, svojstava,

strukture, primene itd.

a) Sa aspekta

sastava

guma je složen materijal koji se dobija od kaučuka i do-

dataka. Nastala je u procesu poboljšanja svojstava kaučuka pomoću raznih
dodataka. To se uspelo dodatkom sumpora, uz dejstvo toplote i pritiska, što
ukazuje da guma nije samo smesa kaučuka i dodataka već da su za njeno
dobijanje potrebne neke hemijske promene (vulkanizacija). Ipak, danas se
zna za materijale sa svojstvima dobre gume dobijene bez dodavanja sumpora
ili nekog drugog hemijski aktivnog agensa. Dodaci se mogu podeliti u
sledeće grupe:

- sredstva za vulkanizaciju (umrežavanje);
- ubrzivači, aktivatori i usporivači vulkanizacije;
- punila;
- plastifikatori i omekšivači;
- sredstva protiv starenja;
- boje;
- specijalni dodaci.

Kao

sredstva za vulkanizaciju

koriste se sumpor, selen, peroksidi, izocijanati i

dr. Meka guma sadrži 1 do 4, polutvrda oko 10, a ebonit i do 40 masenih
delova sumpora na 100 delova kaučuka.

Ubrzivači, aktivatori, usporivači vulkanizacije

sa sredstvima za vulkanizaciju