تایر و چرخ

تایر یا چرخ باید اصطکاک  لازم را با  سطح جاده  ایجاد نماید  نقش تایر یا چرخ  در جاده های بارانی و

برفی حساس می شود در  هوای خشک  و جاده عادی  تایر  صاف اصطکاک  مناسب تری  را  ایجاد

می نماید اما شیارهای روی تایر یا چرخ زمانی بکار میرود که سطح جاده با اب در تماس باشد  

تایر :

نحوی فرمان دادن و هدایت  و شتاب گیری  و ترمز  کردن مطلوب خودرو به سطح جاده و اج لاستیک

بستگی دارد وقتی سرعت خودرو کم و بار ان ناچیز و سطح جاده عادی باشد کیفیت لاستیک چندان

محسوس نیست اما در سرعت های زیاد و بار زیاد  و در جاده های کم اصطکاک مثلا یخ زده و لغزنده

کنترل و  هدایت مطمئن  خودرو به لاستیک  خوب  بستگی دارد  لاستیک باید به اندازه ی کافی پهن

باشد تا نیروی وارد شده از طرف جاده  و  وزن شاسی  را تحمل کند  و نیز نرم و الاستیک عمل نماید

تا ضربات اولیه جاده را مانند فنر جذب کند

نیروهای وارد شده بر تایر خودرو عبارتند از

الف  نیروی کششی وارد بر تایر : که در هنگام شتاب گیری از طرف تایر بر سطح جاده وارد می شود

و باعث برطرف کردن نیروی اصطکاک جاده می شود

ب  نیروی فشاری وارد بر تایر  :  این نیرو  در هنگام  ترمز کردن از طرف  جاده و شاسی بر تایری که

نیروی منفی دارد یا همان نیروی مخالف حرکت بدنه این نیرو به ان وارد شده و ان را تحت فشار قرار داده

ج نیروی جانبی وارد بر تایر :نیروی است که در اثر چسبندگی در موقع پیچیدن در تایر به وجود می اید

و عکس العمل نیروی جانب به مرکز است نیروی جانب به مرکز تمایل دارد بدنه ی خودرو را به خارج

از پیچ منحرف کند  نیروهای عکس  العمل در چرخ ها به صورت نیروی چسبندگی اج ها به کف جاده

ظاهر شده از لغزیدن چرخ به طور عرضی جلوگیری می کند

وقتی تایر فاقد اج باشد در مقابل نیروهای مختلف مثلا نیروهای شتاب و ترمز و جانبی و غیره نیروی

چسبندگی کم تری دارد بنابراین در ان لغزش به وجود می اید وقتی در تایری لغزش ایجاد شود نیروی

کششی موثر ان کاهش یافته قدرت مفید و موثر در  چرخ ها  تلف می شود تایر و چرخ یک مجموعه

هستند که خرابی هر یک بر چگونگی استفاده ی صحیح از ان تاثیر می گذارد

ساختمان تایر

تایر از روی هم گذاری ورقه های لاستیک در قالب های فلزی به وجود می اید برای ساختن لاستیک

ورقه ها را  روی قالب قرار داده ان ها  را در فشار  و درجه ی حرارت  بالا پرس  می کنند برای ایجاد

استحکام زیاد دو حلقه سیمی انتخاب می کنند و لایه ها را به دور انها می پیچانند این حلقه ها روی

تکیه گاه رینگ قرار گرفته سبب اسقرار لاستیک در رینگ می شود لاستیک  با حرارت و فشار زیاد و

افزودن  مقداری گوگرد شکل می گیرد و  سختی استحکام  و نرمش لازم را بدست می اورد به این

عمل ولکانیزه می گویند برای خودروهای سواری دو نوع تایر ساخته می شود که عبارت اند ازتیوب

دار و بدون  تیوب در تایرهای تیوب دار  یک لاستیک بیرونی  و یک لاستیک  تویی هر دو بر روی رینگ

قرار گرفته سپس داخل لاستیک تویی را با هوای فشرده پر می کنند

در همه خودروهای سنگین وموتور سیکلتها و سوری ها از نوه تیوب دار استفاده می کنند اما اخیرا

نوع بدون تیوپ ان بنام تیوب لس متدوال شده است

در تایر  تیوپ لس تویی  داخلی به کار نمیرود و هوای  فشرده بین  لاستیک رویی  و رینگ چرخ نگه

داشته می شود میزان باد تایر بر حسب نوع تایر و مقدار نیروی که بر ان وارد می اید تعیین می شود

این فشار در سواری ها به 22 تا 36 پوند بر اینچ مربع یا 1.55 تا 2.53 اتمسفر و در کامیونها و اتوبوسها

تا 100 پوند بر اینچ و حدود 7 اتمسفر می رسد

لایه گذاری تایر

تعداد لایه های تایر به نوع و مقدار بار روی ان بستگی دارد مثلا در خودروهای سبک بین 2 تا 6 لایه

و در خودروهای سنگین بیش از 14 لایه به  کار می رود  لاستیک های رویی در سه نوع لایه گذاری

می شود  الف لایه های مورب متقاطع    ب  لایه های مورب متقاطع منجید دار  ج لایه گذاری رادیال

الف لایه گذاری مورب متقاطع  : در این روش  یک لایه  با زاویه 25 تا 40  درجه نسبت  به محور قرار

می گیرد و لایه ی دیگر با زاویه مشابه و قرینه روی  لایه ی اول گذاشته می شود  به همین ترتیب

لایه ی بعدی یکی در میان با زاویه روی هم چیده می شوند

ب لایه گذاری مورب متقاطع منجید دار  : این روش لایه گذاری عینا مانند روش مورب متقاطع است

با این تفاوت که  قسمت  تکیه گاه ان را که  با سطح جاده تماس می گیرد به وسیله منجید های با

زاویه 20 تا 35 درجه تقویت می کنند این عمل مقاومت و استحکام تایر را بالا می برد

ج لایه گذاری رادیال   :  این روش لایه گذاری با  دو نوع دیگر  تفاوت دارد در این روش لایه ها از یک

تکیه گاه به تکیه گاه دیگر با زاویه 90 درجه نسبت به محور کشیده می شوند برای ایجاد استحکام

و تقویت تایر در این روش هم منجید گذاری می کنند که زاویه ان نسبت به خط مرکزی بین 10 تا 30

درجه است

خصوصیات لایه گذاری های مختلف تایرها

 در روش مورب متقاطع به علت زاویه نسبتا کوچکی که بین نخ های لایه گذاری شده و محور وجود

دارد نیروی اصطکاک کمی بین لایه ها و اج لاستیک ایجاد می شود و در نتیجه گرمای تولید شده در

لاستیک چندان زیاد نیست از این رو برای  خودروهای پر سرعت مناسب است افزون بر ان مقاومت

جانبی تایر نیز نسبتا زیاد است و تنها عیب  ان استهلاک نسبی زیادی است که در اج های لاستیک

وجود دارد در روش رادیال به علت زاویه 90 درجه ای که بین نخ های لایه ها نسبت به محور لاستیک

وجود دارد مقاومت و استحکام خیلی زیادی در لاستیک به وجود می اید

در  لایه  گذاری  مورب  متقاطع دیواره ی  جانبی  لاستیک  بسیار محکم تر از  رادیال می شود  این

استحکام  را  می توان در هنگام  زیر بار  قرار گرفتن تایر  مشاهده کرد تایر  رادیال  دارای دیواره ای

نرم  و  ارتجاعی و  لاستیک مورب  متقاطع  دارای  دیواره ای  سخت  است به  علت  نرمش  زیاد

لاستیک رادیال تمایل ان به متورم شدن در زیر بار زیاد است این حالت یکی از معایب لاستیک های

رادیال محسوب می شود  بهترین  مزیت لاستیک  رادیال ان است که با غلتش چرخ در روی جاده

نخهای  عرضی به  سهولت  در کنار  هم می لغزند و کوچکترین  مقدار ضریب  اصطکاک در لایه ها

ایجاد می شود  و  در نتیجه  گرمای تولیدی  ان در سرعت  زیاد کم است  باید دانست که لاستیک

خنک میل به  غلتش بهتری  نسبت  به لاستیک گرم دارد  ثانیا نیروی اصطکاک کم تری  را در برابر

نیروی موتور  تولید  می کند و نیز سوخت  مصرفی موتور پس از طی یک صد کیلومتر کاهش پیدا

می کند

مواد ساختمانی تایر

مواد مختلفی در ساختمان تایرها به کار می رود که عبارت است از الیاف نخ و فایبر گلاس و فولاد

با لاستیک طبیعی یا مصنوعی

الیاف نخ ابریشمی با نام تجاری dynacor یا tyrex و های نایلونی با اعداد معرفی می شوند مثلا

عدد 6 یا 66 که در روی تایر نوشته می شود معرف داشتن نخ های نایلونی در بین لاستیک است

الیاف پلی استر که رایج ترین ماده است با نام تجاری vitacord و Dacron و kodel  معرفی میشوند

نخ های فایبرگلاس در لایه های لاستیک مقاومت زیادی نسبت به سایر نخ ها در ان تولید می کند

اما در حالت ارتجاعی ان را  می کاهد

از الیاف فولادی در بین منجید های لاستیک رادیال استفاده می کنند تا مقاومت لاستیک در مقابل

ضربه افزایش پیدا کند

علاوه بر الیاف گفته شده از لاستیک که  ترکیبی از  الاستومر طبیعی  یا مصنوعی است استفاده

می شود برای به دست امدن خواص مورد نظر مواد شیمیایی مختلف به لاستیک اضافه می کنند

برای مثال افزایش دوده به لاستیک مقاومت سایش ان را بالا می برد

باید دانست که  لاستیک  سخت دارای  مقاومت سایشی  نسبتا خوبی است  اما ضریب اصطکاک

زیادی دارد و لاستیک نرم دارای ضریب اصطکاک کم و مقاومت سایشی اندکی است بنابراین برای

هر نوع کاربرد لاستیک مناسب تهیه می شود و  عمر مفیدی برای هر یک در نظر گرفته می شود

دوام لاستیک ها نسبت به درجه حرارت و سنوات کارکرد تعیین می شود مثلا در یک تراکتور دوام

لاستیک در حدود 20 سال و در یک کامیون 130000 کیلومتر و در یک خودرو 80000 کیلومتر و در یک

خودروی مسابقه 800 کیلومتر است

مزیت تایر با مواردی همچون : طرح اج و زیبایی و دقت قالب گیری و مواد به کار رفته در ساختمان

ان معین می شود

طراحی اج های تایر

اج تایر در جاده ی خشک تاثیر چندانی ندارد نمونه بسیار روشن ان صاف بودن تایرها  در خودروهای

مسابقه است که برای چسبندگی بهتر تایر با سطح جاده ان را صاف طراحی می کنند

نقش اج تایر وقتی ظاهر می شود که تایر در جاده ی شنی یخ زده برفی یا مرطوب و خیس حرکت

کند برای چرخ های جلو که فرمان بر روی ان قرار دارد اجی مناسب است که همان اج در چرخ های

عقب کارایی کم تری دارد اما وقتی چرخ کشنده همان چرخ فرمان پذیر هم باشد یعنی محرک جلو

نوع استفاده از ان متفاوت می شود اج راه را ه برای خودروهای  سواری  از سال 1940 میلادی به

کار گرفته  شده  و کارایی نسبتا  خوبی داشته است  اگر  به راه  راه های  اج توجه  کنید  ملاحضه

خواهید کرد که اج ها با خطوط  عرضی  قطع شده اند و  برجستگی وسط بدون بریدگی است  این

برش ها برای دفع اب باران یا یخ از وسط تایر به  اطراف و  پیوستگی در خط  میانی برای شکستن

و بریدن مقدار اب به  دو قسمت و پخش  کردن ان به  وسیله ی اج های کناری  است البته این نوع

اج برای حرکت در روی برف و گل چندان مناسب نیست  وحتی در هنگام نو بودن نیز در روی برف و

گل می لغزد زیرا گل و برف بین شیار اجها را پر کرده لاستیک را به شکل لاستیک بدون اج در میاورد

به همین دلیل برای حرکت بر روی برف و گل ساخته شده است

در این طرح اج ها به صورت جدا از هم هستند و لبه های ان تیز بوده  باعث شکسن لایه های برف

 وگل و پراکندگی ان از زیر تایر می شود این تایر  را نباید در جاده های خشک  و معمولی به کاربرد

زیرا به سهولت فرسایش پیدا می کنند

برخی لاستیک ها از نوع چهار فصل هستند  این نوع لاستیک  از سال 1978 میلادی در خودروهای

سواری به کار گرفته شد خصوصیات ان در حد دو نوع لاستیک یاد شده است اج های بازکناری  ان

از پر شدن شیارها جلوگیری می کند این نوع لاستیک  با علامت MS نشان داده می شوند از سال

1987 میلادی به بعد اکثر سازندگان تایر طرح چهار فصل را برگزیده اند

عمل اج های تایر در جاده های بارانی

تماس چرخ با جاده ی  پوشیده از اب  کاهش می یابد  کار تایر مطلوب  کنار زدن اب  های زیر تایر و

پراکندن  ان به اطراف  است مقدار ابی که در زیر تایر  باقی می ماند به  وسیله  گودهای اج جذب

شده به پشت چرخ پرتاب می شود

در سرعت های زیاد توده ی اب جمع شده در زیر تایر امکان پخش شدن پیدا نمی کند مانند گره ای

چرخ ا از جاده بلند می کند این پدیده در تایرهای کهنه شدیدتر ظاهر میشود چنین تایری نمی تواند

به خوبی شتاب بگیرد ترمز کند و یا تحت کنترل فرمان خودرو در اید

لاستیک های با شیار عرضی پهن چسبندگی بهتری با سطح جاده  پیدا می کنند بر عکس لاستیک

فرسوده و لاستیک صاف در جاده ی مرطوب بسیار ضعیف عمل می کنند

عمق متوسط اج در تایر نو سه هشتم اینچ و تا عمق یک شانزده هم اینچ ایمنی تایر پذیرفتی است

عمق اج ها را با عمق سنج اندازه می گیرند

تعویض نوبتی محل چرخ های خودرو

برای سائیدگی  متناسب تایرها  با پیمودن هر 8 تا 10 هزار کیلومتر راه محل انها را باید با الگویی

مناسب تعویض کرد

مشخصات تایرها

در روی تایرها  اعداد یا  حروفی نوشته می شود که مفاهیم زیادی را بیان مهم ترین مشخصه ی

تایرها عبارت است از اندازه تایر و ظرفیت تحمل بار و مقدار باد تایر  و نحوه ی کاربرد ان و ظرفیت

بار ان

اولین مشخصه ی تایر اندازه ی رینگ ان است مهم ترین مشخصه ی رینگ اندازه ی قطر ان است

سپس  یهنای رینگ مورد  توجه است  رینگ پهن نیاز به لاستیک  پهن دارد و  لاستیک  پهن  تحمل

بیش تری در زیر بار از خود نشان می دهد

مقدار ظرفیت تحمل بار را با حروف نشان  می دهند ظرفیت  کم را با حرف A  مشخص می شود

برای مثال            FR78-15

 F یعنی تحمل بار از A تا N  کد گذاری می شود

R یعنی رادیال

78  یعنی نسبت شکل از 60 و 70 و 78

15 قطر رینگ

منبع : تکنولوژی شاسی و بدنه (مهندس محمد محمدی بوساری)

-------------------------------------------------------------------------------

تایرهای بدون هوا و بدون پنچری

پنچرگیری هیچگاه فرآیند جالب و خوشایندی نبوده است. حال تصور کنید در منطقه جنگی خودرویی دچار پنچری شود. بی شک در چنین شرایطی پنچرگیری سخت تر از هر زمان دیگری خواهد بود.
در تایرهای آینده دیگر اثری از هوا نخواهد بود تا بدین ترتیب مشکلی به نام "پنچری" برای همیشه به تاریخ سپرده شود! 

پنچرگیری هیچگاه فرآیند جالب و خوشایندی نبوده است. حال تصور کنید در منطقه جنگی خودرویی دچار پنچری شود. بی شک در چنین شرایطی پنچرگیری سخت تر از هر زمان دیگری خواهد بود
در حالی که سیستمهای حمل و نقل نظامی بسیاری از کشورهای جهان توسعه قابل توجهی از جهات گوناگون به ویژه از بعد تکنولوژیکی یافته اند اما مشکل سنتی همچون پنچر شدن تایرها هنوز هم آزار دهنده است. هم اکنون تایرهایی که در این خودروها به کار گرفته می شوند، نسبت به مواد منفجره محیطی حساسیت قابل توجهی دارند.
اما به نظر می رسد فناوری ابتکاری که از سوی محققان شرکتی در ویسکونسین ارائه شده است احتمالا کلید نهایی برای طراحی و ساخت تایرهای بدون هوا خواهد بود. درصورتیکه این فناوری نوین تحقق یابد، نسل آتی خودروهای نظامی و در آینده خودروهای عادی شهری با استفاده از تایرهایی حرکت خواهند کرد که دیگر با مشکل ناخوشایندی به نام "پنچرشدن" مواجه نخواهند شد.

ساختار تایرهای بدون هوا با الهام از خانه زنبور عسل ارائه شده است

شرکت Resilient Technologies هم اکنون در میانه راه پروژه ای 4 ساله قرار دارد. طی قراردادی به ارزش 18 میلیون دلار که با ارتش آمریکا به امضا رسیده است این شرکت تایرهای بدون هوایی تولید می کند که حتی در صورت انفجار بمبهای کنار جاده ای و خرد شدن بخشهایی از آنها، بدون هیچ مشکل خاصی بر روی زمین حرکت کرده و مانعی در انجام مأموریتهای نظامی محسوب نمی شوند.

باز هم طبیعت الهام بخش محققان می شود!
 

در طراحی این تایرها تلاش شده است تا از بهترین ساختارهای ممکن استفاده شود. محققان این شرکت پس از بررسیهای فراوان دریافتند که استفاده از ساختارهای شش گوش در ارائه شبکه های سلولی و تولید تایرهای بدون نیاز به هوا با استفاده از آن بهترین راهکار ممکن خواهد بود.

این ساختار دقیقا همان ساختار شبکه ای است که زنبورهای عسل در ساخت خانه ها و نگهداری عسل در آنها استفاده می کنند." اد هال" معاون رئیس امور تجاری این شرکت می گوید: الگوهای موجود در طبیعت و از جمله الگوی ساختار شش گوشه همواره یاری رسان بشر بوده اند.  

 
جدای از قدرت ساختاری بالایی که این ساختار از آن برخوردار است این تایرها از امتیاز بسیار مهمی نیز برخودارند و آن "گذشتن گلوله از داخل آنهاست" در حالی که گلوله که از درون این ساختارها عبور می کند تنها آسیب بسیار محدود و مختصری بر ساختار آن وارد می شود.

این تایرها به گونه ای طراحی و ساخته می شوند که در صورت اصابت گلوله به آنها، مسافت 50 مایلی را با سرعت 50 مایل بر ساعت طی خواهد کرد و این شاید بزرگترین امتیاز آنها باشد

منبع : سايت رسانه اي شركت رنو پارس

http://www.carnp.com/newsdetail-fa-1752.html

--------------------------------------------------------------------------------------------

فناوري نانو در لاستيك سازي

تاكنون در دنیا در صنایع پلیمری تحقیقات بسیار زیادی انجام شده است. از جمله آنها تحقیقات در زمینه فناوری نانو در صنعت لاستیك است. موارد استفاده از فناوری نانو اعم از نانوفیلرها و نانوكامپوزیت است كه به لاستیكها خواص ویژه ای می دهد.
بازار نانوكامپوزیت در 2005 به میزان 200 میلیون یورو و در سال 2015 بر اساس آمارBSF به میزان 1200 میلیون یورو پیش بینی شده است. در سال 2002 كشوری مثل ژاپن 1500 میلیون یورو در تحقیقات در زمینه فناوری نانو صرف كرده است. تحقیقات در زمینه فناوری نانو را بدون شك نمی توانیم رها كنیم. اكثر كشورهای دنیا تحقیقات و فعالیت در زمینه نانو را شروع كرده است، به عنوان مثال كشور هند تولید نانوكامپوزیت SBR را شروع كرده است.
همچنین صنایع خودرو در دنیا به سمت استفاده از نانو( PP نانوپلی پروپیلن) سوق پیدا كرده است و علت اصلی آن خواص مناسب از جمله سبكی، مقاومت حرارتی و مقاومت ضربه اینگونه مواد است. بنابراین رسیدن به خواص مطلوب ضرورت توجه به آن را بیش از هرچیز دیگر برای ما نمایان می سازد.

مقدمه (کاربردهای فناوری نانو در صنعت لاستیک):
با توجه به تحقیقات به عمل آمده چهار ماده نانومتری هستند كه كاربرد فراوانی در صنعت لاستیك سازی پیدا كرده اند. چهار ماده موردنظر عبارتنداز : اكسیدروی نانومتری(NanoZnO)، نانوكربنات كلسیم، الماس نانومتری، ذرات نانومتری خاك رس
با اضافه كردن این مواد به تركیبات لاستیك، به دلیل پیوندهایی كه در مقیاس اتمی بین این مواد و تركیبات لاستیك صورت می گیرد، علاوه بر این كه خواص فیزیكی آنها بهبود می یابد، می توان به افزایش مقاومت سایش، افزایش استحكام، بهبود خاصیت مكانیكی، افزایش حد پارگی و حد شكستگی اشاره كرد.در زیبایی ظاهری لاستیك نیز تاثیر گذاشته و باعث طافت، همواری، صافی و ظرافت شكل ظاهری لاستیك می گردد. همه اینها به نوبه خود باعث می شود كه محصولات نهایی، مرغوبتر، با كیفیت بالا، زیبایی و در نهایت بازارپسند باشند و توانایی رقابت در بازارهای داخلی و جهانی را داشته باشند.

كاربرد اكسیدروی نانومتری (NanoZnO) درلاستیك:
اكسیدروی نانومتری مادهای غیرآلی و فعال است كه كاربرد گسترده ای در صنعت لاستیك سازی دارد.كوچكی كریستالها و خاصیت غیرچسبندگی آنها باعث شده كه اكسیدروی نانومتری به صورت پودرهای زردرنگ كروی و متخلخل باشد.
از خصوصیات استفاده از این تكنولوژی در صنعت لاستیك، می توان به پایین آمدن هزینه ها، بازدهی بالا، ولكانیزاسیون(Volcanization) خیلی سریع و هوشمند و دامنه دمایی گسترده اشاره كرد.
اثرات سطحی و فعالیت بالای اكسیدروی نانومتری ناشی از اندازة بسیار كوچك، سطح موثر خیلی زیاد وكشسانی خوب آن است.
استفاده از اكسید روی نانومتری در لاستیك باعث بهبود خواص آن میشود از جمله میتوان به زیبایی و ظرافت بخشیدن به آن، صافی و همواری شكل ظاهری، افزایش استحكام مكانیكی لاستیك، افزایش مقاومت سایشی (خاصیت ضد اصطكاكی و سایش)، پایداری دمایی بالا، طول عمر زیاد و همچنین افزایش حد پارگی تركیبات لاستیك اشاره كرد كه همگی اینها بصورت تجربی ثابت شده است.
براساس نتایج بدست آمده میتوان نتیجه گرفت بهبود یافتن خواص فیزیكی لاستیك در اثر اضافه شدن ZnO ناشی از پیوند ساختار نانومتری اكسید روی با مولكولهای لاستیك است كه در مقیاس اتمی صورت می گیرد.
اكسید روی نانومتری در مقایسه با اكسید روی معمولی دارای اندازة بسیار كوچك ولی در عوض دارای سطح موثر بسیار زیادی می باشد. از لحاظ شیمیایی بسیار فعال و همچنین به دلیل اینكه پیوندهای بین اكسیدروی نانومتری و لاستیك در مقیاس مولكولی انجام می گیرد، استفاده از اكسیدروی نانومتری خواص فیزیكی و خواص مكانیكی از قبیل حد پارگی، مقاومت سایشی و ... تركیبات لاستیك را بهبود می بخشد.

كاربرد نانوكربنات كلسیم در لاستیك:
نانوكربنات كلسیم به طور گسترده ای در صنایع لاسیتك به كار می رود، زیرا اثرات خیلی خوبی نسبت به كربنات معمولی بر روی خواص و كیفیت لاستیك دارد.
استفاده از نانوكربنات كلسیم در صنایع لاستیك باعث بهبود كیفیت و خواص تركیبات لاستیك می شود. از جمله مزایای استفاده از نانوكربنات كلسیم می توان به توانایی تولید در مقیاس زیاد، افزایش استحكام لاستیك، بهبود بخشیدن خواص مكانیكی )افزایش استحكام مكانیكی) و انعطاف پذیر شدن تركیبات لاستیك اشاره كرد. همچنین علاوه بر بهبود خواص فیزیكی، تركیبات لاستیك در شكل ظاهری آنها نیز تاثیر می گذارد و به آنها زیبایی و ظرافت می بخشد كه این خود در مرغوبیت كالا و بازارپسند بودن آن تاثیر بسزایی دارد.
نانوكربنات كلسیم سبك بیشتر در پلاستیك و پوشش دهی لاستیك به كار میرود.
برای به دست آوردن مزایای ذكر شده، نانوكربنات كلسیم به لاستیكهای طیعی و مصنوعی از قبیلNP، EPDM ،SBS ،BR ،SBR اضافه گردد. نتایج به دست آمده نشان می دهد كه استحكام لاستیك بسیار بالا می رود.
استحكام بخشی نانوكربنات كلسیم برخواسته از پیچیدگی فیزیكی ناشی از پیوستگی در پلیمرهای آن و واكنشهای شیمیایی ناشی از سطح تعمیم یافته آن است.
نانوكربنات كلسیم سختی لاستیك و حد گسیختگی پلیمرهای لاستیك را افزایش داده و حداكثر توانی كه لاستیك می تواند تحمل كند تا پاره شود را بهبود می بخشد. همچنین مقاومت لاستیك را در برابر سایش افزایش می دهد.
به كار بردن نانوكربنات كلسیم هزینه ها را پایین می آورد و سود زیادی را به همراه دارد و همچنین باعث به روز شدن تكنولوژی و توانائی رقابت در عرصه جهانی می گردد.
به طور كلی نانوكربنات كلسیم در موارد زیادی به طور كلی یا جرئی به تركیبات لاستیك جهت افزایش استحكام آنها افزوده می شود.

كاربرد ساختارهای نانومتری الماس در لاستیك:
الماس نانومتری به طور گسترده ای در كامپوزیت ها و از جمله لاستیك در مواد ضد اصطكاك، مواد لیزكننده به كار می رود. این ساختارهای نانومتری الماس از روش احتراق تولید می شوند كه دارای خواص برجسته ای هستند از جمله می توان به موارد زیر اشاره كرد:
1) ساختار كریستالی( بلوری)
2) سطح شیمیایی كاملا ناپایدار
3) شكل كاملا كروی
4) ساختمان شیمیایی بسیار محكم
5) فعالیت جذب سطحی بسیار بالا
در روسیه، الماس نانومتری با درصدهای مختلف به لاستیك طبیعی ، Poly Soprene Rubber و FluorineRubber برای ساخت لاستیك هایی كه در صنعت كاربرد دارند از قبیل كاربرد در تایر اتومبیل، لوله های انتقال آب و ... مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهد كه با اضافه كردن ساختارهای نانومتری الماس به لاستیك ها خواص آنها به شكل قابل توجهی بهبود می یابد از جمله می توان به :
1) 4 الی 5 برابر شدن خاصیت انعطاف پذیری لاستیك
2) افزیش 2 الی 5/2 برابری درجه استحكام
3) افزایش حد شكستگی تا حدود 2 Kg/cm700-620
4) 3 برابر شدن قدرت بریده شدن آنها
و همچنین به اندازة خیلی زیادی خاصیت ضدپارگی آنها در دمای بالا و پایین بهبود می یابد.

كاربرد ذرات نانومتری خاك رس در لاستیك :
یكی از مواد نانومتری كه كاربردهای تجاری گسترده ای در صنعت لاستیك پیدا كرده است و اكنون شركت های بزرگ لاستیك سازی بطور گسترده ای از آن در محصولات خود استفاده می كنند، ذرات نانومتری خاك رس است كه با افزودن آن به لاستیك خواص آن بطور قابل ملاحظه ای بهبود پیدا می كند كه از جمله می توان به موارد زیر اشاره كرد :
1) افزایش مقاومت لاستیك در برابر سایش
2) افزایش استحكام مكانیكی
3) افزایش مقاومت گرمایی
4) كاهش قابلیت اشتعال
5) بهبود بخشیدن اعوجاج گرمایی

ایده های مطرح شده:
1-7)افزایش دمای اشتعال لاستیك : تهیه نانوكامپوزیت الاستومرها از جملهSBR مقاوم، به عنوان مواد پایه در لاستیك سبب بهبود برخی خواص از جمله افزایش دمای اشتعال و استحكام مكانیكی بالامی شود و دلیل اصلی آن حذف مقدار زیادی از دوده است.
2-7)كاهش وزن لاستیك : تهیه و بهینه سازی نانوكامپوزیت الاستومرها با وزن كم از طریق جایگزین كردن این مواد با دوده در لاستیك، امكان حذف درصد قابل توجهی دوده توسط درصد بسیار كم از نانوفیلر وجود دارد. بطوریكه افزودن حدود 3 تا 5 درصد نانوفیلر می تواند استحكام مكانیكی معادل 40 تا 45 درصد دوده را ایجاد كند. بنابراین با افزودن 3 تا 5 درصد نانوفیلر به لاستیك، وزن آن به مقدار قابل توجهی كاهش می یابد.
3-7)افزایش مقاومت در مقابل نفوذپذیری گاز : نانوكامپوزیت الاستومرها بویژه EPDM بدلیل دارا بودن ضریب عبوردهی كم نسبت به گازها بویژه هوا می توانند در پوشش داخلی تایر و تیوب ها مورد استفاده قرار می گیرد. زیرا یكی از ویژگیهای نانوكامپوزیت EPDM مقاومت بسیار بالای آن در برابر نفوذ و عبور گازها می باشد. بنابراین این نانوكامپوزیت ها می تواند جایگزین مواد امروزی گردد. همچنین این نانوكامپوزیت ها از جمله الاستومرهایی است كه می تواند در آلیاژهای مختلف با ترموپلاستیكها كاربردهای وسیعی را در صنعت خوردو داشته باشد.
4-7)قطعات لاستیكی خودرو : نانوكامپوزیت ترموپلاست الاستومرها می تواند به عنوان یك ماده پرمصرف در صنایع ساخت و تولید قطعات خوردو بكار رود. از ویژگی های این مواد، بالا بودن مدول بالا ، مقاومت حرارتی، پایداری ابعاد، وزن كم، مقاومت شعله می باشد. لذا نانوكامپوزیت ترموپلاستیك الاستومرهای پایهEPDM و PP می توانند تحول چشمگیری را در ساخت قطعات خوردو ایجاد نماید.
5-7)افزایش مقاومت سایشی لاستیك : استفاده از نانوسیلیكا و نانواكسیدروی در تركیبات تایر سبب تحول عظیمی در صنعت لاستیك می شود. بطوریكه با افزودن این مواد به لاستیك علاوه بر خواصی ویژه ای كه این مواد به لاستیك می دهند، امكان افزایش مقاومت سایشی این لاستیكها وجود دارد.
6-7)نسبت وزن تایر به عمر آن : با افزودن میزان مصرف یكی از نانوفیلرها می توان مصرف دوده را پایین آورد. به عبارت دیگر اگر وزن تایر كم شود، عمر لاستیك افزایش می یابد. بنابراین جهت بالا بردن عمرلاستیك كافی است با افزودن یك سری مواد نانومتری به لاستیك عمر آن را افزایش داد

http://anjoman.blogfa.com/post-53.aspx

--------------------------------------------------------------------------------------------

کاهشوزن تایر اتومبيل

در سال‏هاي اخير، كاهش وزن تايرها به تفكري دائمي در صنعت خودرو تبديل شده است؛ درحالي‏كه توليدكنندگان تاير سال‏هاي زيادي است كه آن‏را مد نظر دارند. راي لابودا قائم مقام مركز فناوري هنكوك آكرون مي‏گويد: "كوشش براي كاهش وزن تاير جديد نيست و حدود 30 سال است كه جريان دارد. گويي اين تلاش و جستجو را پاياني نمي باشد.

بيش از 30 سال است كه اين مسير از ايده‏هاي بزرگ انباشته شده، اما اجراي هر ايده مستلزم آن است كه تغييري اساسي در زير ساخت‏هاي تاير و يا مونتاژ آن روي خودرو صورت گيرد تا دوام و عمر مفيد تاير با مشكل مواجه نباشد. براي مثال، لاستيك‏هاي Runflat را درنظر بگيريد. در اينجا ايده‏هاي بسيار مستعدي در مورد لاستيك Runfalt وجود داشته است. چرا آنها عمل نكردند؟ زيرا آنها با زير ساخت تاير و رينگ در چالش بودند؛ درحاليكه اين دو اساس كار هستند. بعضي ايده‏ها نظير لاستيك Tweel(ميشلن) وجود دارند كه هرگز نتوانستند آنرا بسازند. احتمالا جواب پيش روي ما توسعه در مواد است.

تپوهوويلا(Teppo Huovila)؛ مدير طرح و توسعه شركت تاير نوكيان(Nokian) زماني‏كه درمورد امكان توليد محصولات سبكتر تحقق مي‏كرد به ايده‏اي بزرگ دست يافت: "از آنجا كه اقتصاد سوخت‏، موضوعي حاد است. بنابراين كاهش مقاومت به چرخش؛ به عنوان يك هدف در حركت مطرح است و كاهش وزن تاير راهي براي كاستن از مقاومت به چرخش است". در حقيقت در اينجا مزاياي ديگري وجود دارند كه از كاهش وزن حاصل خواهد شد. او مي گويد: " شما مي‏توانيد با كاهش وزن تاير، حرارت ذخيره شده حين كار در سرعت‏هاي بالا را كاهش داده و دوام و عمر ساختماني آنرا بهبود بخشيد. كاهش مواد اوليه مورد مصرف، راهي براي كاهش هزينه است. به هر حال زماني‏كه بخواهيد ضخامت اجزاء را كاهش دهيد، به وجود فرايندهاي توليدي دقيق‏تر نيازمند خواهيد بود".

شكل 1- فناوري نانو الياف نانو بسيارسبك را ايجاد مي كند

تلورانس‏ها بسته‏تر هستند بنابراين بسياري از راه حل‏هاي كاهش وزن در اجرا و توليد بسيار مشكل به نظر مي‏رسند. هوويلا مي گويد: "در اينجا مواد جايگزيني نظير آراميد وجود دارند كه مي‏توانند براي كاهش وزن تاير استفاده شوند، اما بيشتر روش‏هاي پيشنهادي از مواد متعارف نظير فولاد، نايلون و ابريشم مصنوعي استفاده مي‏كنند. بنابراين شما بايد بركاهش ضخامت مواد متمركز شويد".

يكي از جديدترين مواد كه محصول پيشرفت‏هاي صورت گرفته در كاهش وزن است؛ كولار نام دارد. اين ماده سبك وزن توسط شركت دوپونت توليد مي شود. فلورانسيا گوپز(Florencia Gopez) سرپرست تيم "الياف مدرن دوپونت در فناوري جهاني تاير" توضيح مي دهد كه: "در تاير خودروهاي سنگين با جايگزيني مفتول‏هاي فلزي با كولار، كاهش وزني به نسبت 5 به 1 حاصل مي‏شود بنابراين شما واقعا كاهش وزن زيادي را به‏دست خواهيد آورد. كمربندهاي فولادي در تاير خودروهاي سبك يا خودروهاي سواري نيز، كاهش وزني به نسبت مشابه 5 به 1 را نشان مي‏دهند و اگر شما كولار را با نايلون يا پلي‏استر مقايسه كنيد مي توانيد وزن مشابهي را به لحاظ استحكام ويژه كولار، كاهش دهيد زيرا اساس رتبه و استحكام هر لايه، استحكام نخ مورد استفاده در آن است. بنابراين در تاير خودروهاي سبك مي توان دو لايه نخ موجود را با يك لايه نخ كولار جايگزين كرد".

همچنين او به مزيت ديگر تك لايه نخ اشاره مي كند و معتقد است: " تاير سردتر عمل خواهد كرد". گوپز مي گويد: " با جايگزيني پلي استر با 100 درصد كولار، كاهش وزني 50 درصدي به‏دست مي آيد". با ادغام كردن لايه به مخلوط نايلون-كولار با IPI كمتر، مي توان كاهش وزن 25 درصدي را عرضه كرد.

همچنين دوپونت جايگزيني كولار بجاي مفتول فولادي در بيد(طوقه) تايرهاي دوچرخه را پيشنهاد كرده است. گوپز مي گويد: "در حالت تئوري؛ كاهش وزن بيدها توسط كولاري با ساختار كامپوزيتي امكان‏پذير است. آيا اين مسئله باوركردني است؟ اين مسئله به ميزان كاهش وزن مورد نظر و روش كاهش وزني كه براي توليد تاير در نظر گرفته‏ايد بستگي دارد".

لابودا(Labuda) حركت به سوي مواد با استحكام كششي بالا و تغيير كامل از نايلون به پلي استر، خصوصا در امريكا را ذكر كرده و مثالي است از اينكه چطور صنعت، وزن محصولاتش را كاهش داده است. اما او به هيچ وجه قانع نشد كه كولار، يك نهايت ادراك جرمي در صنعت تاير است. او مي گويد: " كاربرد كولار افزايش يافته است و حتما نقش جزئي تكميلي را در ساختار تاير كنوني دارد، اما هنوز آن هزينه‏اي به ازاي هر نوع تاير فروخته شده محسوب مي‏شود. هنوز مردم نگران هزينه تار مي‏باشند و قيمت و عملكرد تاير دربازار و خدمات پس از سيري پيش‏رونده دارد. كولار نمي تواند رقابت خوبي در قيمت داشته باشد اما عملكرد خود را داراست و ماده‏اي خوب محسوب مي‏شود."

پي كي محمد(P. K. Mohamed) سرپرست مركز تحقيقات فناوري شركت تاير آپلو(Apollo) ؛ بر اين گمان است كه تمركز اوليه هر كارخانه تاير بر افزايش عامليت اجزاي كليدي تاير است كه اين مهم توسط بهينه‏سازي وزن، ضخامت و تعداد مورد استفاده، انجام مي‏شود. او مي گويد: " پليمرهاي جديد، با طبيعت(خاصيت) سايشي بهبود يافته و بسيار تقويت شده يا دوده با پسماند مغناطيسي كم مي‏تواند به ما كمك كند. زيرا كارهاي زيادي با كارخانه‏هاي توليد كننده پليمرانجام شده و نتايج مفيدي را به همراه داشته است. بسياري از يافته‏هاي آنها به‏طور موفقيت‏آميزي به توليد صنعتي رسيده است به‏گونه‏اي كه شركت آپلو قسمتي از اين پروژه‏هاي مشترك مختلف را آغار كرده بود".

اين پروژه‏ها شامل: لاستيك بوتادين با سيس بالا(High-cis BR)، دوده با ساختار نانو، پليمر با الياف تقويت شده، لاستيك بوتادين با سيس بالا و يا الياف متفرق‏پذيري نظير كولار مي باشد. او مي گويد: " همه اين‏موارد ما را به امكان كاهش عمق ضد لغزش(NSD)و كاهشي مهم در وزن تاير هدايت مي‏كند. همچنين پيشرفت‏هاي انجام شده در نرم افزار FEA، به‏طورموفقي براي بهينه‏سازي وزن تاير به‏كار رفته است".

شكل 2 - يك آلياژ اگزپرو(Exxpro) كه در لايه دروني تاير بالا استفاده شده است: تاير سايلن آرمور(Silent Armor) شكت گودير(Goodyear) يك مبدل زود هنگام از كولار است كه بصورت يك لايه در ساختمان آن استفاده شده است.

همچنين محمد، پيشرفت در بخش تايرهاي معمولي(باياس) را به اين شكل مطرح مي‏كند: " در قسمتي از شبه قاره هند؛ سهم ليون(Lion) در بازار، شامل تايرهاي كاميون، اتوبوس و تايرهاي خارج جاده(OTR) است كه همگي لاستيك معمولي(باياس) هستند. در اينجا تقسيم بندي محصول جديد به‏طور جدي به كاهش وزن كمك مي‏كند. بافته با دنير بالا و بهينه‏سازي ضخامت لايه‏ها به بهينه‏كردن تعداد لايه‏هاي مورد نياز كمك مي‏كند. در اين طبقه‏بندي تاير، بهينه‏سازي ضخامت شانه تعيين كننده است. بيدهاي حاوي مفتول با استحكام كششي‏، به كاهش تعداد مفتول مورد استفاده كمك مي‏كند و در بعضي از طبقه‏بندي‏ها، جايگزيني ساختار بيد تك مفتولي بجاي دو مفتولي(زوج) كمك مي‏كند".

همچنين او بر اين عقيده است كه فناوري آينده، استفاده از پليمرها و الياف جديد و طراحي محصول بهينه شده جهت رسيدن به هدف كاهش وزن را نشان خواهند داد. او مي گويد: " از توسعه فناوري نانو متشكريم. پركن هاي نانو به‏علت توانائي استحكامي مي‏توانند كميت مورد مصرف خود را كاهش دهند. خاصيت ممانعت‏كنندگي عالي آنها، اميدواري زيادي را براي كاهش ضخامت رويه داخلي ايجاد مي‏كند."

محمد نتيجه گرفت كه الياف جديد، جايگزين بسياري از اجزاي فلزي نظير تسمه، Chipper و بيد خواهد شد. اليافي چون آراميد، مواد نفتي پلي پروپيلن(PEN) يا پلي وينيل الكل(PVA) غوطه‏ور در يك الاستومرنيز به‏كار برده مي‏شوند. پليمرهاي مدول بالا با توانائي بلورينه شدن تحت تنش، مثل لاستيك هم آرايش بوتادين، متفرق شده در بستر لاستيك با سيس بالاي بوتادين، به‏طور روز افزون استفاده خواهند شد. با استفاده از اين مواد در ديواره‏هاي جانبي، رويه اين ديواره‏ها و ضخامت‏هاي كوشن(Cushion) رينگ، كاهش وزن عمده‏اي را به همراه خواهند داشت."

لابودا مي‏گويد: " چيزي را كه نبايد فراموش كرد اين است كه بهبود در فناوري توليدي به كاهش وزن ختم خواهد شد. فناوري اكستروژن بهبود يافته، توانائي كلندر كردن مواد و همچنين كارخانه‏هاي كامل با دارا بودن ابزار ساخت و مونتاژ اتوماتيك تاير، همگي ما را براي طراحي اجزاي خام مطمئن‏تر قادر مي‏سازد."

به‏عنوان يك نتيجه، ما براي كار روي تلورانس‏ها و بسته‏تركردن درجه‏بندي‏ها آماده هستيم. بدون آنكه عملكرد و يا دوام تاير را به مخاطره بيندازيم. 10 يا 15 سال پيش اين ظرفيت وجود نداشت. او مي گويد: " پيشرفت‏هاي صنعتي، طراحان را مجاز كرده كه طرح‏هاي حرفه‏اي دقيق‏تري مطرح كنند كه باعث كاهش چند گرمي وزن اينجا و آنجا شده‏اند. اما مشاركت غيرناچيز همه آنها در كاهش وزن منطقي است." به هر حال دوباره لابودا انتظارات آيندگان از ساخت مواد با كاهش زياد در وزن تاير را هشدار داد: " آنها مي‏توانند مراحل بزرگتري باشند، اما اگرچه آنها اجزائي چون لايه دروني را حذف مي كنند، هنوز جزئي وجود دارد. بنابراين شما هرگز قادر نخواهيد بود كه در كل مشاركت آنرا در وزن كلي پاك كنيد."

او سيستم‏هايي نظير TPMS(Tire Pressure Monitoring System) را مي‏بيند كه به مسئله وزن اضافه شده و معتقد است كه به‏علت الزامات قانوني مي خواهيم با TPMS همراه باشيم. در اينجا چيز زيادي نيست كه ما بتوانيم در تجارت تاير درباره آن انجام دهيم."

شكل 3 - كولار كاهش وزن 5 به 1 را نسبت فولاد عرضه مي كند.

همچنين او احساس مي‏كند كه براي هر گرم كاهش، به نوآوري در طراحي نيازمنديم. لابودا مي گويد: " چندي است كه پيشرفت‏هاي زيادي در كاهش وزن ايجاد شده و از اين همراهي تايرهاي 20 يا 22 اينچ به وجود آمده‏اند. اين موارد تايرهاي بزرك وعريضي هستند و همه كاهش‏هاي وزني به‏واسطه كولار، مواد جديد اكسون(Exxon)، بهبود صنايع و موارد مشابه ايجاد شده‏اند و در اثر تكامل تدريجي به وجود آمده‏اند

نوی : محمد ئوف دکردی

منبع : ماهنامه صنعت خودرو

http://www.sanatekhodro.com/Template3/News.aspx?NID=1465

--------------------------------------------------------------------------------------------