Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Технология производства рукавных изделий

Покупка
Артикул: 788857.01.99
Доступ онлайн
500 ₽
В корзину
Рассмотрены общая характеристика и классификация рукавных изделий по назначению и конструкции, технологические особенности способов их производства, а также необходимые для этого сырье и материалы. Описаны способы вулканизации рукавов и особенности дорнового хозяйства, проанализированы вопросы контроля качества рукавных изделий, включающие основные виды дефектов, методы испытания и маркировку типоразмеров. Предназначено для студентов всех форм обучения направлении подготовки 18.03.01 (бакалавриат) и 18.04.01 (магистратура) «Химическая технология». Подготовлено на кафедре химии и технологии переработки эластомеров.
Хусаинов, А. Д. Технология производства рукавных изделий : учебное пособие / А. Д. Хусаинов, Н. А. Охотина, О. А. Панфилова. - Казань : КНИТУ, 2018. - 128 с. - ISBN 978-5-7882-2512-8. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1898382 (дата обращения: 13.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации  

Федеральное государственное бюджетное  

образовательное учреждение высшего образования 

«Казанский национальный исследовательский 

технологический университет» 

 
 
 
 
 
 
 

А. Д. Хусаинов, Н. А. Охотина, О. А. Панфилова  

 
 

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА  

РУКАВНЫХ ИЗДЕЛИЙ 

 
 
 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Казань 

Издательство КНИТУ 

2018 

УДК 678.4.06(075) 
ББК 35.71я7 

Х98 
 

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета 

 

Рецензенты: 

д-р техн. наук, проф. Л. А. Абдрахманова 

генеральный директор ПАО «КВАРТ» Р. Р. Галимов 

 
 
 
 
 

Х98

Хусаинов А. Д.
Технология производства рукавных изделий : учебное пособие /
А. Д. Хусаинов, Н. А. Охотина, О. А. Панфилова; Минобрнауки России,
Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2018. – 128 с. 

ISBN 978-5-7882-2512-8

Рассмотрены общая характеристика и классификация рукавных 

изделий по назначению и конструкции, технологические особенности 
способов их производства, а также необходимые для этого сырье и 
материалы. Описаны способы вулканизации рукавов и особенности 
дорнового 
хозяйства, 
проанализированы 
вопросы 
контроля 
качества 

рукавных изделий, включающие основные виды дефектов, методы испытания 
и маркировку типоразмеров. 

Предназначено для студентов всех форм обучения направлений 

подготовки 18.03.01 (бакалавриат) и 18.04.01 (магистратура) «Химическая 
технология». 

Подготовлено 
на 
кафедре 
химии 
и 
технологии 
переработки  

эластомеров.   

 

УДК 678.4.06(075) 
ББК 35.71я7 

 
 
ISBN 978-5-7882-2512-8 
© Хусаинов А. Д., Охотина Н. А.,  

Панфилова О. А., 2018 

© Казанский национальный исследовательский  

технологический университет, 2018 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Для транспортировки жидких, газообразных или сыпучих 

материалов в настоящее время используются гибкие трубопроводы 
или рукава, которые  выгодно отличаются от металлических и других 
жестких труб достаточно высокой гибкостью и способностью 
выдерживать значительные давления, а также и разрежения (в отличие 
от неармированной резиновой трубки). Такое сочетание свойств 
обеспечивается конструкцией рукава, который  состоит из внутреннего 
(резинового) слоя,  камеры усиления (силового каркаса) и наружного 
резинового слоя (защитного покрытия). 

Исторически сложилось, что промышленное использование 

натурального каучука (НК) началось в начале XIX в. параллельно в 
Америке и Европе с изготовления прорезиненных тканей, резиновой 
защитной обуви, резиновых трубок. Открытие в  1839 г. американцем 
Ч. Гудьиром процесса серной вулканизации обеспечило быстрое 
развитие резиновой промышленности, особенно в 90-х гг. XIX в., 
когда началось производство пневматических шин (в 1888 г. – 
велосипедная шина Д.Б. Данлопа, в 1896 г. – автомобильные шины 
братьев Мишлен).  

Благодаря исключительно высокой потребности в резиновых из-

делиях, основной ассортимент продукции  сложился в период между  
Первой и Второй мировыми войнами, и произошло разделение 
промышленности на две подотрасли – шинную  и резинотехнических 
изделий (РТИ). Сегодня ассортимент изделий промышленности РТИ  
составляет 
свыше 
100 тыс. 
наименований, 
из 
них 
наиболее 

крупнотоннажными являются производства транспортерных лент, 
рукавов, ремней и формовой техники.  

Поскольку производство резиновых изделий требует использова-

ния самых различных материалов (каучуков, химикатов, армирующих 
материалов), специализированного оборудования и прочего, в своем 
развитии отрасль использует все достижения смежных отраслей. 

Если рассматривать развитие резиновой промышленности в 

историческом ракурсе, например, с точки зрения использования 
сырьевых материалов, то можно отметить некоторые знаковые даты, в 
первую очередь – связанные с появлением каучуков. Так, натуральный 
каучук (НК) известен с 1735 г., метилкаучук – с 1918 г., синтетический 
натрий-бутадиеновый (СКБ) каучук – с 1932 г., бутадиен-стирольный 
(БСК) и бутадиен-нитрильный (БНК) каучуки – с 1942 г., масло-

наполненные каучуки появились только в конце 1940-х гг. Позже 
(1954 г.) были созданы стереорегулярные изопреновый (СКИ), 
бутадиеновый (СКД) и этиленпропиленовые каучуки (СКЭП и 
СКЭПТ), затем – термоэластопласты (1959 г.) и др. 

Хронрология разработки и применения ускорителей серной вул-

канизации выглядит следующим образом: оксиды металлов (1844 г.), 
анилин (1905 г.), дифенилгуанидин (1919 г.), тиурам (1920 г.), каптакс 
и альтакс (1925 г.), сульфенамиды (1937 г.), ингибиторы преждевре-
менной вулканизации (1968 г.) и т.д.  

В области технологии самый основной процесс – резиносмеше-

ние – ведет свое начало с 1820 г. от закрытого смесителя с ручным 
приводом Т. Хенкока, вальцев  для формования каучуковых листов                
Д. Хейва и вальцев с двумя валками с паровым обогревом, изобретен-
ных Э.М. Чэффи в 1835–1836 гг. В 1913–1915 гг. Ф. Бенбери  был 
сконструирован  закрытый смеситель,  а смесители с треугольными и 
цилиндрическими роторами и смесители непрерывного действия  поя-
вились только во второй половине ХХ в. 

Для переработки резиновых смесей были сконструированы чер-

вячные  машины теплого и холодного питания, машины с вакуумиро-
ванием, штифтами, с валковой головкой, с головкой сдвига, с вибро-
воздействием и др. 

В качестве армирующих  материалов в настоящее время взамен 

хлопка и вискозы широко применяются полиамидные, полиэфирные и 
стекловолокна, металлокорд, кевлар и пр. 

В России резиновая промышленность возникла еще до открытия 

процесса вулканизации, а с 1880 г. началось строительство ряда круп-
ных резиновых заводов – «Треугольник», «Богатырь», «Каучук», 
«Проводник». На этих заводах к 1917 г. производили ежегодно 
120 тыс. автомобильных шин, 18 млн пар резиновой обуви.  

В Российской империи резиновая промышленность потребляла 

импортный НК и полностью зависела от его поставок. После Октябрь-
ской революции в связи с экономической блокадой отечественные ре-
зиновые заводы оказались лишенными сырья. В то же время индуст-
риализация страны, быстрый рост новых отраслей промышленности 
требовали расширения производства резиновых изделий. Поэтому еще 
в 1918 г. были  развернуты опытные работы по синтезу каучука. 
В 1927 г. академиком С.В. Лебедевым с сотрудниками был разработан 
технологический процесс получения синтетического каучука (СК) из 

бутадиена на основе растительного сырья, а в 1932 г. впервые в мире 
были запущены крупные заводы по его производству.  

Отечественная шинная промышленность уже в 1933 г. изготови-

ла и успешно испытала в сложных природных условиях каракумского 
пробега шины из синтетического каучука общего назначения СКБ в 
протекторе. В 1953 г. в СССР было начато серийное производство гру-
зовых шин на основе комбинации синтетических натрий-бутадие-
нового и бутадиен-стирольного каучуков. На базе исследований по 
расчету и конструированию шин, освоению новых материалов, совер-
шенствованию технологии и оборудования удалось довести эксплуа-
тационные  качества грузовых шин на основе 100 % СК до уровня дол-
говечности шин, изготовляемых по спецификациям и с большим со-
держанием натурального каучука. Это явилось беспрецедентным дос-
тижением, поскольку в других странах шины на основе СК не изго-
товлялись.   

Полиэфирные, полиамидные, арамидные волокна, а также стек-

локорд на основе дешевого природного сырья, обладающие уникаль-
ным комплексом свойств, находят широкое применение в производст-
ве шин и резиновых технических изделий.  

С организацией производства шин радиальной  конструкции, а 

также транспортерных  лент,  рукавов и некоторых других техниче-
ских изделий с высокопрочной арматурой расширяется применение 
металлокорда, металлотросов и прочих видов металлических материа-
лов. В свою очередь, металлокорд частично вытесняется стеклокордом 
и другими высокомодульными материалами, потому что по комплексу 
эксплуатационных свойств они более предпочтительны.  

Потребность в эластичных резервуарах и рукавах постоянно 

возрастает, одновременно повышаются и требования к таким изделиям 
и, соответственно, к полимерным материалам, из которых они изготавливаются. 
Эластичные резервуары сегодня широко используются 
для мобильных складов горючего и других нефтепродуктов. Рукава 
находят все большее применение в качестве гибких трубопроводов 
большой протяженности, при комплектации стационарных и передвижных 
насосных установок, станций горючего, беспричальной заправке 
речных и морских судов, самолетов, обвязке агрегатов и технологических 
коммуникаций. В этой связи актуальны работы по подбору 
и созданию новых высокопрочных, легких и стойких к нефтепродуктам 
синтетических полимерных материалов, разработке и изготовле-

нию более совершенных и работоспособных конструкций эластичных 
резервуаров, рукавов и гибких трубопроводов.  

Применение новых материалов отражается и на производстве 

рукавных изделий как транспортирующего средства  с высокой вибро-,  
износо- и изгибостойкостью, работоспособностью в широком интервале 
температур, стойкостью к действию тепла, света, атмосферных 
факторов. Так, например, погрузка и разгрузка супертанкеров в открытом 
море производится с помощью составных рукавных конструкций 
со специальным покрытием из плавучего ячеистого материала, устойчивого 
к воздействию атмосферных условий, морской воды, нефти, а 
также к истиранию. 

Использование составного плавучего рукава, камера которого 

устойчива к абразивному воздействию песка, грязи и шламов, позволяет 
усовершенствовать землечерпальные работы. 

Продолжаются работы по созданию и освоению новых, более 

совершенных производительных и автоматизированных линий и способов 
изготовления резервуаров и рукавов из полимерных материалов, 
а также рукавов и резервуаров в антистатическом исполнении, работоспособных 
в различных климатических регионах (в том числе в условиях 
Арктики и Крайнего Севера). Поскольку требования к техническим 
и эксплуатационным показателям подобных изделий возрастают, 
на зарубежном и внутреннем рынке появляются все новые виды  
продукции. 

Рост потребления и высокая стоимость эластичных резервуаров 

и рукавов вызывают необходимость проведения работ по увеличению 
гарантийных и фактических сроков их хранения и эксплуатации. Важное 
значение придается также проблемам унификации и стандартизации 
как изделий из полимерных материалов, так и присоединительных 
устройств, разработке новых квалификационных методов испытаний, 
материалов и изделий, совершенствованию технологических процессов, 
монтажа и демонтажа мобильных трубопроводов и установок, 
ужесточению требований к условиям транспортировки и хранения 
технических средств нефте-продуктообеспечения. 

6

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РУКАВНЫХ ИЗДЕЛИЙ 

 
Рукавные изделия применяют в качестве гибких соединительных 

трубопроводов для гидравлических, пневматических, топливных, смазочных 
систем в самых разнообразных машинах и механизмах, для 
транспортировки нефтепродуктов, воды, широкого ассортимента растворов, 
эмульсий, суспензий, газов, пара, песка и других материалов.  

Как правило (рис. 1.1), рукав состоит из трех основных частей: 

внутренний слой (или камера), силовой каркас и наружный слой (или 
обкладка). Эти три части выполняют определенную роль в рабочем 
процессе и обеспечивают необходимый срок эксплуатации. 

 

 

 

Рис. 1.1. Конструкции рукавных изделий: а–в – напорные  

(а – прокладочный; б – оплеточный; в – навивочный);  

г – всасывающий; 1 – внутренняя резиновая камера; 2 – силовой  
каркас; 3 – наружный резиновый (защитный) слой; 4 – спираль 

 
Внутренний резиновый слой обеспечивает герметичность рукава 

и защищает силовой каркас от воздействия передающейся по рукаву 
рабочей среды. Этот слой  должен выдерживать условия эксплуатации 
и противостоять как химическому, так и физическому воздействию 
передаваемых материалов. Они могут находиться в твердом, жидком 
или газообразном виде, быть кислыми, щелочными или нейтральны-
ми, а рабочие температуры могут колебаться от −65 до +200 °С.  
Кроме того, внутренний слой должен выдерживать значительные 

нагрузки от напряжений от силового слоя при наложении его на 
камеру при изготовлении рукава.  

Силовой каркас воспринимает механические напряжения от 

внутреннего или внешнего давления, массы транспортируемого 
материала, обеспечивает прочность и долговечность рукава, сохраняет 
постоянство его размеров в течение всего времени эксплуатации. 

Конструкция силового каркаса зависит от условий эксплуатации и 

типа рукава. Каркас может быть в виде пряжи или тканого материала, 
накладываемого путем вязания, оплетения, спиральной навивки, кругло-
го переплетения или бинтовки диагонально или прямо нарезанной тка-
нью. При нанесении нескольких слоев каркаса между слоями включают 
изолирующий слой для предупреждения трения при эксплуатации.  

Наружный слой защищает рукав от внешних воздействий и дол-

жен характеризоваться стойкостью к действию масел, погодо-, озоно- 
и температуростойкостью, а также стойкостью к механическим по-
вреждениям. Важно, чтобы все основные части рукава были прочно и 
надежно соединены; это обеспечивает оптимальные работоспособ-
ность и срок службы. 

Кроме того, особое значение в конструкции рукава имеет угол 

наложения ткани в сочетании с относительными внутренними давле-
ниями. Учитывая угол расположения ткани или корда на камере рука-
ва, конструктор стремится получить нейтральный угол, который со-
ставляет 54°44'. Такой угол обеспечивает неподвижность рукава при 
внутренних давлениях по длине и по диаметру, тем самым устраняется 
удлинение каркаса.  

Изменение размеров рукава можно предсказать в том случае, ес-

ли угол наложения ткани любой, кроме нейтрального: если угол оп-
летки больше нейтрального, длина рукава увеличивается, а диаметр 
уменьшается; если угол оплетки меньше нейтрального, длина рукава 
уменьшается, а диаметр увеличивается.  

Рукава различного назначения существенно отличаются друг от 

друга по конструкции и размерам и удовлетворяют самым  разносто-
ронним требованиям. Это достигается использованием соответствую-
щих материалов, разработкой оптимальных конструкций рукавов, не-
обходимым технологическим и аппаратурным оформлением процессов 
их изготовления.  

Технология изготовления рукавов достаточно сложна и много-

образна, поскольку включает в различных вариантах почти все харак-
терные для резиновой промышленности процессы. Поэтому рукавные 
изделия сравнительно дороги, а спрос на них непрерывно возрастает.  

1.1. Классификация рукавов по назначению 

 

Промышленность производит около 100 различных видов ру-

кавных изделий диаметром от 3 до 950 мм, работающих при давлениях 
от 0,1 до 70 МПа и разрежении до 600 мм рт. ст. в интервале темпера-
тур от −70 до +300 °С. 

Рукава, применяемые в качестве гибких соединительных узлов, 

выдерживают в процессе эксплуатации воздействия давления, темпе-
ратуры, изгибающих нагрузок, вибрации, агрессивных сред и других 
факторов и обеспечивают надежность и безопасность, компактность и 
комфортность различных машин и механизмов.   

В зависимости от условий работы рукава делятся на следующие 

виды:  

- напорные, работающие под избыточным внутренним давлени-

ем, то есть транспортирующие сыпучие вещества, жидкости и газы 
под давлением; они включают и  рукава высокого давления  для ис-
пользования в качестве гибких трубопроводов в гидросистемах все-
возможной техники  в интервале температур от −50 до +150 °С; 

- всасывающие, работающие для передачи рабочих сред при раз-

режении;  

- напорно-всасывающие, работающие и под давлением, и под 

разрежением; 

- уплотнительные или упругорасширяющиеся, способные к из-

менению геометрических размеров под действием внутреннего  
давления.  

В зависимости от природы рабочей среды рукавные изделия под-

разделяют на следующие типы: 

Б – для бензина, керосина, нефтепродуктов, минеральных масел; 
В – для воды и слабых растворов неорганических кислот и щело-

чей (концентрация не выше 20 %); 

ВГ – для горячей воды с температурой до 100 °С; 
Г – для воздуха, азота, кислорода, ацетилена, диоксида углерода, 

инертных газов; 

П – для пищевых продуктов; 
Ш – (напорные) для водных суспензий при штукатурных работах 

и песка от пескоструйных аппаратов; 

КЩ (всасывающие) – для слабых растворов неорганических ки-

слот и щелочей (до 20 %). 

При реализации готовой продукции имеет место классификация 

рукавных изделий по их условиям эксплуатации: пожарные, 

сельскохозяйственные, тендерные, тормозные, паропроводные, рукава 
для бурения скважин, строительных работ, транспортирования 
химикатов и др. Специальные рукава должны соответствовать соот-
ветствующим требованиям.  

Конструкция рукава должна позволять быстро и надежно 

устанавливать его на соответствующие штуцеры, патрубки и прочие 
типы посадочных мест машин и механизмов. Рукава должны просто и 
прочно соединяться в единую транспортную магистраль. 

В зависимости от способа сборки силового каркаса рукава 

разделяются на следующие виды:  

- рукава оплеточной конструкции; 
- рукава навивочной конструкции;  
- рукава прокладочной и обмоточной конструкции;  
- рукава круглотканые; 
- рукава спиральные. 
 

1.2. Напорные рукава 

 

1.2.1. Рукава оплеточной конструкции 

 
Рукава оплеточной конструкции известны давно, их выпускают в 

широком диапазоне размеров и рабочих давлений и используют в раз-
личных отраслях промышленности. Конструкции их разнообразны и 
отличаются материалом оплеток, видом переплетений потоков 
проволок и количеством оплеток, толщиной резиновых слоев. При 
сравнительно невысоких давлениях и диаметрах обычно бывает 
достаточно одной-трех нитяных оплеток в каркасе (рис. 1.2). 

 

 

 

Рис. 1.2. Рукав оплеточной конструкции с текстильной оплеткой 

 
Для более высоких давлений число оплеток увеличивают до 

пяти, для давления 10 МПа и диаметров более 10 мм необходимо 
использовать металлооплетку.  

Доступ онлайн
500 ₽
В корзину