ตัวเว้นระยะขอบยาง: วิศวกรรมความแม่นยำที่ซ่อนอยู่บริเวณขอบยาง
เมื่อรถบรรทุกที่บรรทุกเต็มพิกัดหนัก 40 ตันเลี้ยวอย่างกระทันหัน แรงเฉือนระหว่างยางกับขอบล้อจะเกิน 8,000 นิวตัน สิ่งที่ส่งผ่านแรงนี้อย่างต่อเนื่องคือ...ส่วนแบ่งขอบยางชิ้นส่วนรูปวงแหวนนี้เป็นสิ่งที่คนส่วนใหญ่ไม่เคยเห็นมาก่อน มีความหนาเพียง 3 ถึง 8 มิลลิเมตร แต่กลับทำหน้าที่ที่ท้าทายที่สุดในการประกอบยางรถยนต์ นั่นคือต้องทนต่อแรงดึงที่เกิน 300 กิโลปาสคาลระหว่างการเติมลมโดยไม่เสียรูปทรงถาวร พร้อมทั้งต้องมั่นใจว่าจะไม่ติดหรือฉีกขาดกับขอบยางระหว่างการถอดประกอบ
จากแผ่นใยไม้อัดสู่พอลิเมอร์: ตรรกะเชิงวนซ้ำของวัสดุ
แผ่นพลาสติกทรงกลมรุ่นแรกๆ สามารถสืบย้อนไปได้ถึงช่วงทศวรรษ 1950 เมื่อโรงงานผลิตยางรถยนต์นิยมใช้ผ้าใบชุบสารบางๆ แล้วเคลือบด้วยยางวัลคาไนซ์ ปัญหาของโครงสร้างนี้คือ มันมีคุณสมบัติไม่สม่ำเสมออย่างมาก กล่าวคือ ความแข็งแรงตามแนวยาวนั้นเพียงพอ แต่ความแข็งแรงตามแนวขวางนั้นมีแนวโน้มที่จะย่นเมื่อถูกกดทับด้วยขอบล้อ ในช่วงทศวรรษ 1980 แผ่นใยไม้อัดเรซินฟีนอลแบบเทอร์โมเซตติงกลายเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลาย เนื่องจากทนความร้อนได้ถึง 180 องศาเซลเซียส อย่างไรก็ตาม ข้อเสียร้ายแรงของมันคือ ความเปราะสูง และการถอดประกอบซ้ำๆ มากกว่าสามครั้งจะทำให้ขอบแตกได้
การเกิดขึ้นของแผ่นกั้นลูกปัดได้เปลี่ยนสถานการณ์นี้ไป หลังจากเสริมความแข็งแรงด้วยใยแก้วแล้ว ค่าโมดูลัสการดัดงอของโพลีโพรพีลีนโฮโมพอลิเมอร์สามารถเพิ่มขึ้นจาก 1500 MPa เป็นมากกว่า 3500 MPa ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติความยืดหยุ่นของวัสดุเทอร์โมพลาสติกไว้ได้ ซึ่งหมายความว่าในระหว่างการติดตั้งยางเข้ากับขอบล้อ แผ่นกั้นสามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้หลังจากเกิดการดัดงออย่างมาก แทนที่จะเกิดความเสียหายที่ไม่สามารถแก้ไขได้เหมือนวัสดุเทอร์โมเซตติง ข้อมูลการทดสอบจริงแสดงให้เห็นว่าแผ่นกั้นลูกปัด PP คุณภาพสูงสามารถทนต่อการทดสอบการถอดประกอบและประกอบจำลองได้มากกว่า 50 รอบโดยไม่แตกหัก ซึ่งมากกว่าแผ่นเรซินฟีนอลิกแบบดั้งเดิมถึง 5 เท่า
การพิจารณาพลศาสตร์ของไหลในการออกแบบทางเรขาคณิต
สภาพแวดล้อมการทำงานของแผ่นกั้นขอบยางนั้นซับซ้อนกว่าที่คิดไว้มาก เมื่อยางถูกเติมลม ความเร็วลมในบริเวณขอบยางอาจสูงถึงมากกว่าสิบเมตรต่อวินาทีระหว่างแผ่นกั้นกับขอบล้อ ทำให้เกิดกระแสลมวนเฉพาะจุด หากพื้นผิวของแผ่นกั้นเรียบเกินไป กระแสลมจะก่อให้เกิดบริเวณความดันต่ำที่ด้านหลังของแผ่นกั้น ทำให้เกิดผลกระทบจากการดูดซับ และทำให้การถอดชิ้นส่วนยางทำได้ยาก
ด้วยเหตุนี้ จึงมีการนำโครงสร้างร่องขนาดเล็กมาใช้ในการออกแบบทางวิศวกรรม บนพื้นผิวสัมผัสระหว่างแผ่นกั้นและขอบล้อ จะมีการทำร่องขนาดเล็กแบบเกลียวที่มีความกว้าง 0.3 มม. และความลึก 0.5 มม. ทุกๆ 15° จุดประสงค์ของร่องเหล่านี้คือเพื่อนำก๊าซแรงดันสูงไปยังด้านหลังของแผ่นกั้นและขัดขวางการดูดซับสุญญากาศ การทดลองแสดงให้เห็นว่าแผ่นกั้นลูกปัด PP ที่มีร่องนำทางสามารถลดแรงในการถอดล้อได้ประมาณ 40% และลดเวลาในการบำรุงรักษาได้อย่างมาก ในขณะเดียวกัน มุมลบเหลี่ยมของขอบด้านนอกของแผ่นกั้นจะถูกคำนวณอย่างแม่นยำ โดยปกติจะอยู่ที่ 12° ถึง 15° หากมุมเล็กเกินไปจะทำให้ติดตั้งยาก ในขณะที่หากมุมใหญ่เกินไปจะทำให้แรงกดสัมผัสของพื้นผิวการปิดผนึกอ่อนลง
เกมความคลาดเคลื่อนเชิงมิติระดับมิลลิเมตร
ความคลาดเคลื่อนในการติดตั้งของขอบยางโดยตรงเป็นตัวกำหนดว่ายางจะมีปัญหาเรื่องการลื่นไถลหรือไม่ การลื่นไถลหมายถึงการเคลื่อนตัวเล็กน้อยของขอบยางเมื่อเทียบกับขอบล้อในระหว่างการขับขี่ด้วยความเร็วสูง ซึ่งสะสมจนถึงระดับหนึ่งและทำให้ฐานของวาล์วแตกได้ ตามมาตรฐานอุตสาหกรรม ช่องว่างระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของขอบยางกับส่วนนูนของขอบล้อควรควบคุมให้อยู่ระหว่าง 0.2 มม. ถึง 0.5 มม. ช่องว่างที่มากเกินไปและการวางตำแหน่งของขอบยางที่ไม่แม่นยำ หรือช่องว่างที่เล็กเกินไป จะทำให้ขอบยางเสียรูปภายใต้แรงกดในระหว่างการติดตั้ง ส่งผลให้สูญเสียแรงกดล่วงหน้า
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของวัสดุ PP อยู่ที่ประมาณ 7 × 10⁻⁵/℃ ซึ่งมากกว่าเหล็กถึง 7 เท่า หมายความว่าบนถนนที่มีอุณหภูมิสูงในฤดูร้อน เส้นผ่านศูนย์กลางภายในของแผ่นกั้นจะขยายตัวเพิ่มขึ้น 0.3 มม. ถึง 0.8 มม. เนื่องจากการขยายตัวจากความร้อน สูตรการผลิตแผ่นกั้นลูกปัด PP ที่ดีเยี่ยมจะใช้ผงทัลคัมหรือแคลเซียมคาร์บอเนตเป็นสารเติมแต่งเพื่อลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวให้ต่ำกว่า 4 × 10⁻⁵/℃ ทำให้มั่นใจได้ว่าแผ่นกั้นจะแนบสนิทกันอย่างมีประสิทธิภาพแม้ในอุณหภูมิที่สูงมาก
บริษัท Changshu Yongchengsheng Hardware Products Co., Ltd. เชี่ยวชาญในการผลิตและจำหน่ายเครื่องแยกขอบยางและแผ่นรองขอบยาง PPหากคุณต้องการ โปรดติดต่อเราได้ที่ +86-13506249539 หรืออีเมล: ljd706627@gmail.com
