إطارات السيارات... طريقة تصنيعها ومراقبة جودتها

الاطارات من أكثر العناصر أهمية في السيارة، حيث تعتبر عملية تصنيعها بدقة من أهم خطوات نجاح السيارة في العمل بشكل جيد. في المقال التالي سوف نتحدث عن إطارات السيارات... طريقة تصنيعها ومراقبة جودتها.

عملية التصنيع الخاصة بإطارات السيارات.

يتم تصنيع إطار سيارات الركاب عن طريق لف طبقات متعددة من المطاط المصمم خصيصا حول أسطوانة معدنية في آلة تشكيل الإطارات. يتم نقل المكونات المختلفة للإطار إلى آلة التشكيل، حيث يقوم مجمّع ماهر بتقطيع ووضع الشرائح لتشكيل الأجزاء المختلفة من الإطار.

تتمثل الخطوة الأولى في عملية تصنيع الإطارات في خلط المواد الخام - المطاط وأسود الكربون والكبريت ومواد أخرى - لتشكيل مركب المطاط. بعد تحضير المطاط، يتم إرساله إلى آلة بناء الإطارات، حيث يقوم العامل ببناء الطبقات المطاطية لتشكيل الإطار. في هذه المرحلة، يُطلق على الإطار اسم "الإطار الأخضر".

عند الانتهاء من الإطار الأخضر، تنهار الأسطوانة المعدنية، مما يسمح لمجمع الإطارات بإزالة الإطار. ثم يتم نقل الإطار الأخضر إلى قالب للمعالجة.

1. الخطوة الأولى في عملية تصنيع الإطارات هي خلط المواد الخام لتشكيل مركب المطاط. توفر عربات السكك الحديدية كميات كبيرة من المطاط الطبيعي والصناعي وأسود الكربون والكبريت والمواد الكيميائية والزيوت الأخرى، وكلها مخزنة لحين الحاجة إليها. تحتوي أنظمة التحكم في الكمبيوتر على وصفات مختلفة ويمكنها تلقائيا قياس دفعات محددة من المطاط والمواد الكيميائية للخلط. تعمل الخلاطات العملاقة، المعلقة مثل خلاطات الأسمنت العمودية، على تحريك المطاط والمواد الكيميائية معا على دفعات يصل وزنها إلى 1100 رطل.

2. ثم يتم إعادة تعبئة كل مزيج بتسخين إضافي لتليين الدُفعة وخلط المواد الكيميائية. في الخطوة الثالثة، تمر الدُفعة عبر الخلاط مرة أخرى، حيث تُضاف مواد كيميائية إضافية لتشكيل ما يُعرف بالخليط النهائي. أثناء جميع خطوات الخلط الثلاث، يتم تطبيق الحرارة والاحتكاك على الدُفعة لتليين المطاط وتوزيع المواد الكيميائية بالتساوي. يعتمد التركيب الكيميائي لكل دفعة على جزء الإطار حيث يتم استخدام تركيبات مطاطية معينة للجسم، وصيغ أخرى للخرز، وأخرى للمداس.

3. بمجرد أن يتم خلط مجموعة من المطاط، فإنها تمر عبر مصانع درفلة قوية تقوم بضغط الدفعة إلى ألواح سميكة. ثم تُستخدم هذه الألواح في صنع الأجزاء المحددة من الإطار. يتكون جسم الإطار، على سبيل المثال، من شرائط من القماش الشبيه بالقماش مغطاة بالمطاط. يتم استخدام كل شريط من القماش المطاطي لتشكيل طبقة تسمى طبقة في جسم الإطار. قد يحتوي إطار سيارة الركاب على ما يصل إلى أربع طبقات في الجسم.

4. بالنسبة لخرز الإطار، يتم تشكيل حزم الأسلاك على آلة تغليف الأسلاك. ثم يتم تشكيلها في حلقات، ويتم تغطية الحلقات بالمطاط.

5. ينتقل المطاط الخاص بمداس الإطار والجدران الجانبية من خلاط الدُفعات إلى نوع آخر من آلات المعالجة تسمى الطارد. في الطارد، يتم خلط الدُفعة وتسخينها بشكل أكبر ثم يتم إخراجها من خلال قالب لتشكيل طبقة من المطاط. مطاط الجدار الجانبي مغطى بورقة بلاستيكية واقية وملفوفة. يتم تقطيع المطاط إلى شرائح وتحميله في علب معدنية مسطحة كبيرة تسمى الكتب.

6. بعد تصنيع الإطار الأخضر، يتم وضعه في قالب للمعالجة. على شكل البطلينوس، يحتوي القالب على بالون كبير ومرن. يوضع الإطار فوق البالون (المثانة) وينغلق القالب. بعد ذلك، يتم ضخ البخار في البالون، مما يؤدي إلى توسيعه لتشكيل الإطار على جوانب القالب. بعد التبريد، يتم نفخ الإطار واختباره.

يتم تسليم جميع الخرزات إلى مُجمِّع ماهر في آلة تصنيع الإطارات. يوجد في وسط الماكينة أسطوانة دوارة قابلة للطي تحمل أجزاء الإطار. يبدأ مجمع الإطارات في بناء إطار من خلال لف طبقات النسيج المغطاة بالمطاط للجسم حول أسطوانة الماكينة. بعد أن يتم ربط نهايات هذه الطبقات بالغراء، تتم إضافة الخرزات وتثبيتها في مكانها مع ثنيات هيكل إطار إضافية موضوعة فوق الخرزات. بعد ذلك، يستخدم المجمع أدوات كهربائية خاصة لتشكيل حواف طبقات الإطارات. أخيراً، يتم لصق الطبقات المطاطية المبثوقة للجدران الجانبية والمداس في مكانها، ويتم إزالة الإطار المجمع - الإطار الأخضر - من آلة بناء الإطارات.

7. يتم وضع إطار أخضر داخل قالب كبير لعملية المعالجة. يتشكل قالب الإطارات مثل البطلينوس المعدني الوحشي الذي يفتح ليكشف عن بالون كبير ومرن يسمى المثانة. يتم وضع الإطار الأخضر فوق المثانة، ومع إغلاق القالب الصدفي، تمتلئ المثانة بالبخار وتتوسع لتشكيل الإطار وإجبار المطاط الفارغ على الجزء الداخلي المرتفع من القالب. خلال عملية المعالجة هذه، يقوم البخار بتسخين الإطار الأخضر حتى 280 درجة. يعتمد الوقت في القالب على الخصائص المرغوبة في الإطار.

8. بعد اكتمال المعالجة، تتم إزالة الإطار من القالب للتبريد ثم الاختبار. يتم فحص كل إطار بدقة بحثا عن عيوب مثل الفقاعات أو الفراغات في مطاط المداس والجدار الجانبي وداخل الإطار. ثم يتم وضع الإطار على عجلة اختبار ويتم نفخه وتدويره. تقوم المستشعرات الموجودة في عجلة الاختبار بقياس توازن الإطار وتحديد ما إذا كان الإطار يعمل في خط مستقيم. بسبب تصميم وتجميع الإطارات الحديثة، نادرا ما يتم رفض أحد الإطارات. بمجرد فحص الإطار وتشغيله على عجلة الاختبار، يتم نقله إلى مستودع للتوزيع.

رقابة الجودة.

تبدأ مراقبة الجودة بموردي المواد الخام. اليوم، يبحث مصنع الإطارات عن موردين يقومون باختبار المواد الخام قبل تسليمها إلى مصنع الإطارات. غالبا ما تدخل الشركة المصنعة في اتفاقيات شراء خاصة مع عدد قليل من الموردين الذين يقدمون شهادة مفصلة عن خصائص وتكوين المواد الخام. لضمان اعتماد الموردين، يقوم كيميائيو شركات الإطارات بإجراء اختبارات عشوائية للمواد الخام عند تسليمها.

خلال عملية الخلط على دفعات، يتم سحب عينات من المطاط واختبارها للتأكد من الخصائص المختلفة مثل قوة الشد والكثافة. كل مُجمِّع للإطارات مسؤول عن مكونات الإطارات المستخدمة. تسمح أرقام الكود ونظام حفظ سجلات الكمبيوتر الشامل لمديري المصانع بتتبع دفعات من المطاط ومكونات الإطارات المحددة.

عندما يتم تصنيع تصميم إطار جديد لأول مرة، يتم أخذ مئات الإطارات من نهاية خط التجميع للاختبار المدمر. بعض الإطارات، على سبيل المثال، يتم فتحها إلى شرائح للتحقق من وجود جيوب هوائية بين ثنيات الجسم، بينما يتم الضغط على إطارات أخرى لأسفل على مسامير معدنية لتحديد مقاومة الثقب. لا تزال الإطارات الأخرى تدور بسرعة وتضغط على براميل معدنية لاختبار الأميال وخصائص الأداء الأخرى.

تُستخدم أيضا مجموعة متنوعة من تقنيات التقييم غير المدمرة في مراقبة جودة الإطارات. يوفر تصوير الفيديو بالأشعة السينية رؤية سريعة وكاشفة من خلال إطار. في اختبار إطار الأشعة السينية، يتم اختيار إطار عشوائيا ونقله إلى حجرة إشعاع حيث يتم قصفه بالأشعة السينية. يعرض فني الاختبار صورة الأشعة السينية على شاشة فيديو، حيث يمكن بسهولة اكتشاف عيوب الإطارات. في حالة ظهور عيب ما، يقوم مهندسو التصنيع بمراجعة الخطوات المحددة لتجميع مكونات الإطارات لتحديد كيفية تشكل الخلل.

مستقبل الاطارات.

تعمل التحسينات المستمرة في كيمياء المطاط وتصميم الإطارات على إنشاء إطارات جديدة ومثيرة توفر عددا أكبر من الأميال وتحسن الأداء في ظروف الطقس القاسية. يعرض المصنعون الآن إطارات تقدر بعمر يصل إلى 80000 ميل. تتميز المداسات، التي تم تصميمها واختبارها بواسطة الكمبيوتر، الآن بشرائط غير متماثلة فريدة لتحسين الجر والسلامة على الطرق المبللة أو الثلجية.

يقوم مهندسو تصميم الإطارات أيضا بتجربة الإطارات غير الهوائية التي لا يمكن أن تتسرب أبدا لأنها لا تحتوي على هواء تحت الضغط. أحد هذه الإطارات غير الهوائية هو ببساطة لوح واحد من البلاستيك السميك متصل بحافة العجلة. ينحني البلاستيك من الحافة إلى نقطة حيث يتم تثبيت مداس مطاطي بالبلاستيك للتلامس مع الطريق. يوفر مثل هذا الإطار مقاومة تدحرج أقل من أجل توفير أكبر للوقود ومناولة فائقة بسبب مساحة أكبر للتلامس بين المداس والطريق.