Для изготовления приводного ремня сначала производят заготовку — рукав («викель») из сырой резиновой смеси на основе синтетического каучука HNBR, кордовых нитей из стекловолокна и текстильного материала рабочей (иногда и тыльной) поверхности. Ширина рукава составляет 700–800 мм.
Затем заготовка поступает в горячий цех, где в специальных котлах при высокой температуре и давлении формируются зубья рабочей поверхности нужного профиля. Одновременно в процессе вулканизации каучук отвердевает и упрочняется, в результате чего получается единое изделие из резины и кордовых нитей.
Далее тыльную поверхность шлифуют (если она не имеет текстильного покрытия) и маркируют остывающий рукав. На следующем этапе заготовку нарезают на полосы требуемой ширины на специальном станке. Готовые ремни проходят контроль качества, упаковываются в картонные коробки и поступают на склад готовой продукции.
📷 На фото: производственные корпуса завода Contitech в Ганновере
Ниже — подробное описание всех этапов.
① Сборка заготовки (викеля)
Сборка осуществляется на формовочном барабане, установленном на специальном станке.
Металлический формовочный барабан имеет продольные канавки определённой конфигурации. Они cформируют зубья будущих ремней. Геометрические параметры ремня (профиль, шаг, число зубьев, длина) задаются исключительно барабаном.
📷 На фото: рабочие поверхности формовочных барабанов.
Рабочая поверхность зубчатых ремней ГРМ покрыта текстильным материалом. Этот слой укладывают на барабан первым. Соединительный шов текстиля фиксируют двумя металлическими стержнями.
📷 На фото: скрепление стыка полотна покрытия рабочей поверхности в процессе сборки викеля.
Обычно зубья ремней ГРМ покрыты эластичной тканью с саржевым переплетением (например, из полиамида). Ткань защищает зубья от истирания, упрочняет их и повышает жёсткость, что предотвращает перескакивание зубьев на высоких оборотах. Низкий коэффициент трения ткани (по сравнению с резиной) также увеличивает износостойкость зубьев.
📷 На фото: формовочный барабан на станке обернут слоем текстиля рабочей поверхности. Производится намотка кордовых нитей из стекловолокна.
Роботизированный станок наматывает слой стекловолоконного корда поверх текстильного полотна. Две нити — правой и левой скрутки — наматываются одновременно.
Далее заготовку оборачивают листом сырой резиновой смеси. Состав смеси — отдельная тема (как правило, на основе HNBR с наполнителями и вулканизующей группой).
В последнюю очередь формируют тыльную сторону ремня. Она может иметь специальное исполнение: например, слой резины, армированный микроволокнами, или слой эластомера с покрытием из полиамидной ткани.
📷 На фото: показаны два вида тыльной поверхности зубчатого ремня. Сверху – с текстильным покрытием, ниже – шлифованная.
Для обеспечения адгезии текстильного покрытия к резиновой основе ткань предварительно обрабатывают раствором на основе резорцинформальдегидного латекса (RFL).
② Вулканизация
Викель оборачивают бумажной плёнкой, а затем надевают резиновый манжет. Бумажный нетканый материал служит для отвода газов, образующихся при вулканизации, предотвращая появление пор и раковин в резине. Если тыльная поверхность уже имеет ткань, бумажную плёнку можно не использовать.
📷 На фото: участок цеха сборки викелей на заводе в Германии. На переднем плане подвешен готовый викель (обернут белой бумагой). На заднем плане станки для сборки викелей.
Метод производства зубчатых ремней был изобретён и запатентован в 1959 году американским инженером Вильямом Скура (William A. Skura), на тот момент сотрудником US Rubber Company.
📷 На фото: формовочный барабан с продольными выемками, обёрнутый слоями текстиля, корда и резиновой смеси.
📷 На фото: формовочные барабаны с резиновыми манжетами на заводе
📷 На фото: готовый викель на барабане транспортируется в цех вулканизации.
Заготовка на барабане помещается в герметичное котельное оборудование (автоклав). Внутри котла манжет раздувается под действием водяного пара, нагнетаемого снаружи, создавая давление около 25 атм. и нагревая резиновую смесь.
Горячая пластичная резина продавливается в радиальном направлении внутрь, обтекая кордовые нити и заполняя канавки барабана, формируя тело ремня с заданным профилем зуба.
Помимо формообразования, происходят важные химические превращения: вулканизация — отверждение и упрочнение сырого нитрильного каучука и превращение его в резину за счёт сшивания молекул в единую пространственную сетку. Процесс идёт при температуре 150–180 °C (в редких случаях до 200 °C, но не выше, чтобы избежать деструкции) в зависимости от применяемой системы вулканизации.
Полностью автоматизированный и управляемый компьютером процесс длится около 17 минут. В результате текстильное полотно, кордовые нити и эластомер образуют единое прочное изделие — вулканизированный викель.
📷 На фото: участок цеха вулканизации (в данном случае оборудование для производства поликлиновых ремней, но сути это не меняет). Виден котёл со штуцерами для подачи пара. Работник достаёт барабан при помощи грузоподъёмного приспособления. В случае поликлинового ремня, викель находится в котле. В случае с зубчатым ремнём, он бы остался на барабане.
После окончания вулканизации рукав остывает, его проверяют на наличие посторонних включений, деформацию ткани и точное соответствие размерам.
📷 На фото: викель проходит первую проверку качества после вулканизации.
③ Шлифовка тыльной поверхности викеля
Качество тыльной поверхности ремня ГРМ важно. Поэтому если тыльная сторона не имеет специального текстильного покрытия, её шлифуют на специальном оборудовании для достижения требуемой гладкости. Также необходимо удалить прикипевшие остатки бумаги, которой оборачивалась собранная форма.
④ Маркировка викеля
Рукав с отшлифованной тыльной поверхностью маркируют вручную — на всю ширину наносят самоклеящуюся этикетку из специального пластика толщиной 0,02 мм. Этикетка устойчива к истиранию, не липнет и не отслаивается. Её наклеивают на чистую ровную поверхность, полученную после шлифовки.
Процесс прост: этикетку размещают клейкой стороной к резине, придавливают и аккуратно удаляют защитную бумагу. Обычно маркировка остаётся читаемой даже после нескольких лет эксплуатации ремня.
📎 Подробнее о маркировке ремней ГРМ Continental можно узнать в отдельной статье.
Расположить маркировочную ленту строго перпендикулярно викелю с абсолютной точностью невозможно. После нарезки надписи на отдельных ремнях могут оказаться под небольшим углом — это допускается отделом контроля качества Contitech Antriebssysteme GmbH.
На этом этапе на викель также наносят метки ГРМ (если они требуются).
Для ремней с текстильной тыльной стороной (производятся в Германии) маркировка смены, номера линии и даты изготовления наносится лазером. Бренд, артикул и страна производства — специальной краской. Лазерная маркировка применяется только на заводе в Ганновере и косвенно служит признаком оригинальности ремня, так как её сложно подделать. Матричный 2D-код на ремне при чтении камерой смартфона должен повторить надпись, выгравированную лазером.
📷 На фото: лазерная маркировка
📷 На фото: фрагмент лазерной гравировки на текстильном покрытии тыльной поверхности ремня.
⑤ Нарезка ремней
После вулканизации викель остывает, затем на специальном автоматическом станке его разрезают на ремни заданной ширины. Из одного рукава получается в среднем 35 зубчатых ремней. За сутки четыре производственные линии завода выпускают около 7000 ремней.
📷 На фото: автомат нарезает викель на ремни
⑥ Контроль качества готовой продукции
📷 На фото: готовые ремни поступают с производства на контроль качества и далее на упаковку.
После нарезки каждый (!) ремень проверяется на точность геометрии профиля и длины на специальном оборудовании в автоматическом режиме. Затем ремни поступают на упаковку.
📷 На фото: автоматизированный станок для контроля качества геометрии зубчатых ремней ГРМ. Каждый ремень проходит контроль качества.
Зубчатые ремни упаковываются в картонные коробки. На заводе в Германии это происходит на автоматизированной линии, где коробки заклеиваются. На заводе в Румынии ремни упаковываются вручную, и такие коробки не заклеиваются.
📷 На фото: автоматизированная линия упаковки ремней ГРМ на заводе в Ганновере. Фото давнее, поэтому дизайн упаковки не современный. В Румынии такой линии нет, там ремни упаковываются вручную, коробки не заклеиваются.
📷 На фото: склад готовой продукции Contitech Antriebssysteme GmbH в Ганновере.
