Badanie kół, felg i opon
Koła w sektorze motoryzacyjnym są wykonane ze stali, metali lekkich lub materiałów kompozytowych i powiązanych opon. Opona to złożony korpus kompozytowy wykonany z materiałów o różnorodnych właściwościach fizycznych. Systemy badawcze ZwickRoell służą do określania właściwości quasi-statycznych i dynamicznych kół, felg i opon . Obejmują one zarówno standardowe badania gumy, tekstyliów i przewodów, jak i badania całego układu koło/felga/opona.
Dowiedz się więcej o naszych rozwiązaniach w obszarze
Opony Felgi Koła Klocki hamulcowe tarczowe Proszę o poradę Download
Badanie komponentów opon
Badanie opon wiąże się ze szczególnymi wyzwaniami ze względu na złożony skład materiałowy. Opony składają się z połączenia mieszanki gumowej (wykonanej z kauczuku naturalnego lub syntetycznego, sadzy i różnych dodatków) i wszytych wkładek tekstylnych (wzmocnienie wykonane z kordu stalowego lub tekstylnego). Połączenie tych materiałów powoduje zachowanie anizotropowe, zwłaszcza pod wpływem naprężeń mechanicznych.
Różne materiały i ich wzajemne oddziaływania wymagają specyficznych metod badawczychw celu określenia takich właściwości, jak wytrzymałość na rozciąganie, zachowanie się przy rozwarstwianiu i właściwości reologiczne. W tym zakresie zostają przeprowadzane w temperaturze pokojowej i w typowych temperaturach otoczenia od -70 do +250 °C m.in. poniższe badania:
- Badania wytrzymałości na rozciąganie zgodnie z normami ISO 37 i ASTM D412 oraz badania propagacji rozdarcia zgodnie z normami ISO 34 i ASTM D624 na elastomerach o różnych kształtach próbek.
- Badania twardości, odbicia i ścierania elastomerów
- Badanie rozciągania linek stalowych i tekstylnych wykonanych z warstw elastomeru
- Próby rozciągania linek stalowych i tekstylnych Automatyczne podawanie próbek dzięki dużej objętości próbki podczas opracowywania nowych mieszanek
- Oznaczanie właściwości lepkosprężystych
Sztywność opon samochodowych przy zmiennym ciśnieniu w oponach
Określenie sztywności opon samochodowych osiąga się przez pomiar stosunków sił pod obciążeniem pionowym i poziomym oraz zmiennego ciśnienia powietrza w oponach.
W tym celu na dolnej nieruchomej trawersie połączono maszynę do badania materiałów AllroundLine 50 kN z poziomą jednostką liniową i wieloelementową platformą do pomiaru siły. Korzystając z odpowiednich instrukcji badawczych z oprogramowania badawczego testXpert wymagane badania są przeprowadzane i oceniane pod obciążeniem pionowym i poziomym przy różnym ciśnieniu w oponach.
Badanie odkształceń osiowych kołnierza felgi
Aby określić właściwości sztywności na na kołnierzu felgi przeprowadza się próbę ściskania za pomocą specjalnego trzpienia dociskowego. W tym celu wykorzystuje się podłogową maszynę wytrzymałościową, z trawersą T-rowkową o regulowanej wysokości, wysuniętą do przodu. Dzięki temu felgi można umieścić i zamocować w przestrzeni badawczej na ergonomicznie korzystnej wysokości. Głowica pomiaru siły zapewnia dokładny pomiar siły osiowej, nawet jeśli ze względu na geometryczny kształt felgi występują siły boczne. Głowica pomiaru siły dzięki swojej specjalnej konstrukcji i rozmieszczeniu może być stosowana do pomiarów w górnej i dolnej przestrzeni badawczej maszyny.
Wyznaczanie odkształceń pełnopowierzchniowych na lekkiej obręczy
Podczas określania odkształceń całej powierzchni lekkiej obręczy, obciążenie osiowe lub promieniowe przykładane jest zmiennie za pomocą elektromechanicznego cylindra badawczego , a zachowanie się odkształcenia rejestrowane jest za pomocą optycznego trójwymiarowego systemu pomiaru odkształceń. Uzyskane wyniki wydłużenia dostarczają informacji o możliwych słabych punktach komponentu.
Badanie twardości felg aluminiowych
Felgi podczas jazdy poddawane są dużym obciążeniom mechanicznym i termicznym, co wymaga od materiału dużej wytrzymałości i wytrzymałości zmęczeniowej. Na właściwości materiałowe felg aluminiowych istotny wpływ ma skład stopu, proces produkcyjny (np. odlewanie niskociśnieniowe, kucie) oraz obróbka termomechaniczna po obróbce.
Badanie twardości jest metodą badań mało niszczącą, służącą do charakteryzowania uzyskanych właściwości materiału. Służy zapewnieniu spójnych właściwości mechanicznych różnych partii i serii produkcyjnych. W praktyce stosuje się przede wszystkim metodę badania twardości Brinella zgodną z normą ISO 6506 lub ASTM E10 (np. HBW 2,5/62,5) zwłaszcza w przypadku badania miejsc narażonych na duże obciążenia, takich jak podstawa obręczy, konstrukcja szprych, krzyżak obręczy czy kołnierz łączący koło.
Do badania jednorodności i głębokości penetracji obróbki cieplnej a także do określania przebiegów twardości można uzupełnić metodą Vickersa zgodnie z ISO 6507 . W zależności od środowiska badawczego, badanie odbywa się ręcznie w ramach monitorowania produkcji lub automatycznie w ramach systemów badawczych inline.
Jeśli chodzi o kompleksowe badanie twardości felg, najlepszym wyborem jest uniwersalny twardościomierz VisionLine firmy ZwickRoell.
Badanie tarcz klocków hamulcowych
Klocki hamulcowe tarczowe są najważniejszym elementem hamulca koła. Aby móc ocenić jakość tych okładzin określa się m.in. zmianę grubości okładziny pod wpływem jednowymiarowego obciążenia naciskiem w kierunku normalnej powierzchni ciernej klocków hamulcowych tarczowych.
Do tego zadania ZwickRoell maszyny wytrzymałościowe wyposażone są w urządzenie ściskające ze zintegrowanym systemem pomiarowym . Pomiar odkształcenia odbywa się za pomocą trzech czujników pomiarowych, które są rozmieszczone na kole podziałowym przesuniętym o 120°. Ściskanie jest prowadzane poprzez przystosowany element dociskowy zastępujący tłok z prowadzeniem siły okrężnej. Elastyczne zawieszenie elementu ściskającego zapewnia jego umieszczenie dokładnie równolegle do klocka hamulcowego. Zapewnia to całkowicie równomierne i jednorodne prowadzenie ściskania. Położenie badawcze stempla ściskającego przebiega przez środkową oś środka ciężkości klocka hamulcowego. Urządzenie badawcze nadaje się zarówno do klocków hamulcowych jednoczęściowych, jak i dzielonych.
Badanie twardości tarcz hamulcowych
Tarcze hamulcowe należą do podzespołów podwozia mających wpływ na bezpieczeństwo i podczas eksploatacji są narażone na ekstremalne obciążenia termiczne i mechaniczne. Aby zapewnić stabilne zachowanie się własności ciernych, niską podatność na pękanie i wystarczającą odporność na zużycie, w produkcji seryjnej stosuje się przede wszystkim stopy odlewnicze (GJL) lub materiały kompozytowe (np. hybrydy odlewnicze aluminium lub CMC).
Badanie twardości jest metodą mało niszczącą służącą do sprawdzania jakości materiału tarcz hamulcowych:
- Dla odlewanych tarcz hamulcowych metoda Brinella zgodnie z ISO 6506 jest przyjęta jako standardowa metoda. Badania przeprowadza się w szczególności na pierścieniu ciernym oraz w obszarze piasty tarczy. Typowe siły badawcze mieszczą się w zakresie od HBW 2,5/187,5 do HBW 10/3000 – w zależności od grubości materiału, jego struktury i specyfikacji. Uzupełniająco zostaje zastosowana metoda Vickersa zgodnie z normą ISO 6507 do oceny struktury płytkowej perlitycznej , w celu uzyskania informacji o odporności tarcz hamulcowych na zużycie.
- W przypadku tarcz hamulcowych powlekanych lub poddanych obróbce cieplnej, np. odlewanych z wysoką zawartością węgla lub hartowanych laserowo, do oceny struktury płytkowej perlitycznej można również zastosować metodę Vickersa zgodną z normą ISO 6507, aby wyciągnąć wnioski na temat odporności materiału na zużycie.
- Dopuszczalne zakresy twardości i sposób wdrożenia są określane w specyfikacjach OEM i normach branżowych, takich jak SAE J431 (dla żeliwa szarego) lub wewnętrznych normach firmy. W przypadku produkcji seryjnej badanie jest zwykle wykonywane ręcznie lub półautomatycznie; w przypadku zastosowań o dużej skali badawczej jest coraz częściej integrowane w ramach cyfrowej kontroli procesu.
Do kompleksowego badania twardości tarcz hamulcowych jest uniwersalny twardościomierz VisionLine firmy ZwickRoell jest właściwym wyborem.
