Большая Советская энциклопедия - шины

I

Ши́ны (нем., ед. ч. Schiene)

(мед.), приспособления для обездвиживания (см. Иммобилизация) поврежденных частей тела. Наложение Ш. — шинирование— проводится главным образом при переломах, вывихах, обширных травмах мягких тканей, а также при воспалит. заболеваниях конечностей, ожогах, после операций на костях, сосудах и нервах конечностей. Различают Ш. транспортные и лечебные.

Транспортные Ш. накладывают при оказании первой помощи пострадавшим до их перевозки в мед. учреждение; цель транспортной иммобилизации — создание покоя в зоне повреждения, профилактика развития травматического Шока, усиления кровотечения при движении костных отломков. Транспортные Ш. (они могут быть деревянными; проволочными, которые выпускаются нескольких типов, размеров, длиной 75—100 см, шириной 6—10 см, хорошо моделируются по рельефу конечности, применимы при повреждениях различной локализации; пластмассовыми, пневматическими, вакуумными), выпускаемые промышленностью, называют стандартными (рис.). При отсутствии стандартных Ш. для транспортировки используют импровизированные Ш. из подручного материала — досок, лыж, фанеры, прутьев и др. Основное правило наложения транспортной Ш. — иммобилизация двух сегментов, соседних с поврежденным. Например, при переломах костей голени Ш. фиксируют бинтами к стопе, голени и бедру, при переломах плеча — к предплечью, плечу и грудной клетке. Для профилактики пролежней (См. Пролежень) от давления Ш. последние должны быть закрыты мягкой прокладкой.

Лечебные Ш. применяются для длительной иммобилизации (на срок, необходимый для сращения перелома). К ним относятся, например, металлические Ш., используемые при скелетном вытяжении (См. Вытяжение). В стоматологии Ш. из проволоки или быстроотвердевающей пластмассы, а также Ш. в виде спец. аппаратов или дуг применяются для иммобилизации отломков при лечении перелома верхней или нижней челюстей, после костнопластических операций на челюсти.

В. Ф. Пожариский.

Транспортные шины. А — деревянная шина Дитерихса: 1 — общий вид; 2 — наложенная шина. Б — лестничная проволочная шина Крамера: 1 — вид отмоделированной шины; 2 — шина, покрытая ватой; 3 — наложенная шина. В — пневматическая шина (на молнии), наложенная на стопу, голень и бедро.

II

Ши́ны

пневматические, в автомобилях и других колёсных машинах выполняют следующие основные функции: создают необходимое сцепление колёс с поверхностью дороги и амортизируют возникающие при движении машины динамические нагрузки на колёса. Благодаря этому обеспечиваются возможность управления машиной, её проходимость в трудных дорожных условиях, устойчивость, комфортабельность при езде. Ш. существенно влияют на длину тормозного пути, расход топлива и многие другие эксплуатационные и экономические характеристики автомобиля. В зависимости от назначения Ш. подразделяют на легковые (для легковых автомобилей и грузовых автомобилей малой грузоподъёмности); грузовые (для остальных грузовых автомобилей, автобусов, троллейбусов, прицепов); с.-х. (для тракторов и др. с.-х. машин); строительно-дорожные (для строительных, дорожных и подъёмно-транспортных машин); мотошины (для мотоциклов, мотороллеров, мопедов); велосипедные. К Ш. специального назначения относятся авиационные, для монорельсового транспорта и др.

Ш. — многослойные резино-текстильные изделия, на изготовление которых расходуется около 50% потребляемого каучука, а также значит. доля химических волокон и других армирующих материалов. В 1976 на производство Ш. во всём мире было израсходовано около 7 млн. т каучуков; выпуск Ш. составил 780 млн. шт.

Конструкция. Общий элемент Ш. всех типов — покрышка (рис. 1), обеспечивающая сохранение заданной формы Ш. при действии внутреннего давления. Основа покрышки — каркас, придающий ей прочность и эластичность. Он состоит из нескольких слоев обрезиненного текстильного (в некоторых случаях металлического) Корда (кордной ткани). В диагональных Ш. нити корда в соседних слоях каркаса перекрещиваются, а угол между направлением нитей и меридиональной (проходящей через ось вращения) плоскостью Ш. составляет 50—55°. В радиальных Ш. (шинах Р) нити всех слоев корда располагаются в меридиональной плоскости. Число слоев корда в этих Ш. примерно в 2 раза меньше, чем в диагональных, и поэтому каркас шин Р отличается большей гибкостью.

Брекер (подушечный слой) Ш., предназначенный для создания прочной связи между каркасом и наружным резиновым слоем Ш. (протектором), изготовляют из нескольких слоев обрезиненного текст. или металлического корда (реже из резины). В брокере диагональных Ш. нити корда располагаются под тем же углом, что и в каркасе; в брокере радиальных — под углом 70—85°, образуя нерастяжимый пояс, который воспринимает основную часть усилий, возникающих в Ш. под действием внутреннего давления и внешних нагрузок. Благодаря сочетанию гибкого каркаса и жёсткого брекерного пояса шины Р отличаются от диагональных большей долговечностью, меньшими потерями на преодоление сопротивления качению и др. эксплуатационными преимуществами.

Протектор Ш., образующий одно целое с её боковинами, защищает каркас от механических повреждений и воздействия влаги. Наиболее массивная часть протектора — беговая дорожка — имеет «рисунок» (выступы и углубления различных размеров и формы, рис. 2), определяющий сцепление Ш. с дорогой, сопротивление качению, износостойкость, проходимость, шум при езде, удобство управления машиной и др. Борт покрышки обеспечивает плотную посадку и крепление Ш. на ободе колеса. На бортовых кольцах закрепляются слои каркаса Ш.

Важный конструктивный признак Ш.— способ герметизации, по которому их подразделяют на камерные и бескамерные. В полость камерных Ш. помещают ездовую камеру — кольцеобразную резиновую трубку с вентилем, удерживающую в Ш. сжатый воздух. В бескамерных Ш. воздух удерживается благодаря применению специальных уплотнительных бортовых лент, посадке Ш. на обод под большим натяжением, а также наложению на внутренняя полость покрышки резинового герметизирующего слоя. Преимущества бескамерных Ш. — большая безопасность движения вследствие незначительной утечки воздуха при проколе, меньшая масса, простота обслуживания и ремонта. Однако для герметичной посадки этих Ш. на обод необходимы специальное монтажное оборудование, а также повышенная точность изготовления ободов. Выбор конструкции Ш. определяется их назначением. Например, для легковых Ш., которые должны обеспечивать безопасность движения и комфортабельность при езде на высоких скоростях, наиболее целесообразна бескамерная конструкция.

Рабочие характеристики. На неподвижную Ш. действуют силы внутреннего давления и статической нагрузки на колесо, при качении Ш., кроме того, — динамической нагрузки, а также нагрузки от перераспределения массы машины между осями и колёсами. Под действием этих сил Ш. испытывает при качении непрерывные циклические деформации, величина и направление которых в различных зонах Ш. различны. Число циклов деформации Ш. за время её амортизационного пробега может достигать нескольких десятков миллионов. Вследствие этих деформаций происходит саморазогрев Ш. (теплообразование) до 60—90 °С.

Важнейшие эксплуатационные характеристики Ш. — грузоподъёмность, долговечность, сцепление с дорогой, сопротивление качению, амортизационная способность. Грузоподъёмность (максимальная допустимая статическая вертикальная нагрузка на Ш.) зависит главным образом от габаритов Ш., внутреннего давления, числа слоев корда и его типа, а также от эксплуатационных условий. Долговечность характеризуется пробегом Ш. до износа выступов рисунка протектора (по условиям безопасности движения, а также для предохранения каркаса от повреждений минимальная остаточная высота выступов должна быть 0,5 мм для грузовых и 1,5 мм для легковых Ш.). Долговечность снижается при ухудшении дорожных и климатических условий, превышении грузоподъёмности, увеличении скорости движения, отклонениях внутреннего давления в Ш. от оптимального для данных условий эксплуатации (это давление составляет от 0,1 Мн/м², или 1 кгс/см², для легковых Ш. до 2 Мн/м², или 20 кгс/см², для авиационных Ш.). При снижении внутреннего давления увеличивается амплитуда деформаций Ш. и повышается теплообразование, что приводит к ускоренному усталостному разрушению Ш., а при его повышении возрастают напряжения в Ш., увеличивается опасность разрыва каркаса при наезде на препятствие и ускоряется износ протектора из-за увеличения давления в контакте Ш. с дорогой. Средний пробег легковых Ш. лежит в пределах 40—60 тыс. км, грузовых Ш. — в пределах 60—100 тыс. км.

Сцепление с дорогой — один из важнейших факторов, обеспечивающих безопасное движение автомобиля. Недостаточное сцепление — причина 25—40% дорожно-транспортных происшествий на мокрых дорогах и 5—10% — на сухих. Помимо «рисунка» протектора на эту характеристику влияют свойства протекторной резины.

Сопротивление качению в значительной степени определяет расход топлива колёсным транспортом и влияет также на его динамические характеристики. Оно существенно зависит от массы и конструкции Ш., а также от материалов, из которых она изготовлена. Амортизационная способность определяет свойства Ш. как элемента подвески автомобиля, гасящего динамические нагрузки. Для оптимальной амортизации автомобиля необходимо правильное сочетание амортизационной способности Ш. и амортизационных свойств др. элементов подвески.

Материалы. Технология производства. Общие требования к резинам для Ш.— высокая усталостная выносливость и малое теплообразование; к резинам для протектора, кроме того, износои атмосферостойкость; для каркаса — высокая эластичность; для брокера — теплостойкость; для ездовых камер — газонепроницаемость. Основные типы каучуков для шинных резин — бутадиен-стирольный, стереорегулярный бутадиеновый, синтетический изопреновый, натуральный; важнейшие армирующие материалы — полиамидный и вискозный корд. Технологический процесс шинного производства включает: приготовление резиновых смесей в смесителях; обработку корда (пропитку синтетическими латексами, термическую вытяжку, стабилизацию, обкладку резиной на каландрах); заготовку деталей Ш. (раскрой обрезиненного корда, стыковку кусков, наложение на них резиновых прослоек, профилирование заготовки протектора на экструдерах, изготовление деталей борта и др.); сборку покрышек на специальных станках; формование и вулканизацию покрышек в т. н. форматорах-вулканизаторах; изготовление заготовок ездовых камер на экструдерах и их вулканизацию в пресс-формах. Многие операции технологического процесса осуществляются на поточно-автоматических линиях (например, изготовление резиновых смесей, сборка и вулканизация покрышек). См. также Каучуки синтетические, Каучук натуральный, Резина.

Лит.: Пневматические шины. (Исследования по проблеме повышения качества). Сб. ст., М., 1969; Пневматические шины, М., 1973; Салтыков А. В., Основы современной технологии автомобильных шин, 3 изд., М., 1974; Энциклопедия полимеров, т. 3., М., 1977.

В. Ф. Евстратов.

Рис. 1. Схемы покрышек диагональной (а) и радиальной (б) шин: 1 — беговая дорожка протектора; 2 — боковина; 3 — каркас; 4 — брекер; 5 — носок борта; 6 — пятка борта; 7 — борт; 8 — бортовая лента; 9 — крыльевая лента; 10 — бортовое кольцо; 11 — дополнительное металлокордное крыло; 12 — лента для обёртки бортового кольца; 13 — резиновый шнур.

Рис. 2. Примеры «рисунков» беговой дорожки протектора грузовых шин: а — дорожный (для дорог с усовершенствованным покрытием, например асфальтобетонным); б — универсальный (для различных дорожных условий); в — повышенной проходимости (для мягких грунтов и др. условий бездорожья); г — карьерный (для скалистых и каменистых грунтов).

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия

1969—1978