Испытание дисков, ободов и шин
Колеса в автомобильной промышленности состоят из стальных материалов, легких сплавов или композитов и соответствующих шин. Шина представляет собой комплексный составной элемент из материалов с самыми разными физическими характеристиками. Испытательные системы фирмы ZwickRoell используются для определения квазистатических и динамических свойств колес, дисков и шин. От стандартных испытаний резины, текстиля и проволоки до испытаний системы колесо/диск/шина в комплексе.
Узнайте больше о наших решения в этой области
Шины Диски Колеса Накладки тормозных дисков Запросить консультацию Загрузки
Испытание шинных компонентов
Испытание шин представляет особую задачу из-за сложного состава их материалов. Шины состоят из комбинации резиновых смесей (из природного или синтетического каучука, технического углерода и различных добавок) и тканевых вставок (армирование стальным или текстильным кордом). Сочетание этих материалов приводит к анизотропному поведению, особенно при механических нагрузках.
Различные материалы и их взаимодействие требуют специальных методов испытаний для определения таких свойств, как прочность при растяжении, поведение при расслоении и реологические свойства. В этой области при комнатной или типовой температуре окружающей среды (от -70 до +250 °C) проводятся, кроме всего прочего, следующие испытания:
- испытания на растяжение по ISO 37 и ASTM D412, а также испытания эластомеров различной формы на раздир по ISO 34 и ASTM D624.
- определение твердости, свойств при отскоке и истирании у эластомеров
- вырывание стальных и текстильных кордов из эластомеров
- испытания стальных и текстильных кордов. Автоматизированная подача образцов по причине большого их количества при разработке новых составов
- определение вязкоупругих свойств
Жесткость автомобильных шин с переменным давлением в шинах
Определение жесткости автомобильных шин осуществляется посредством измерения соотношений усилий при вертикальном и горизонтальном нагружении, а также при переменном давлении воздуха в шине.
Для этого испытательная машина AllroundLine на 50 кН комбинируется с горизонтальным линейным модулем и многокомпонентной силоизмерительной платформой на нижней неподвижной траверсе. С помощью соответствующей программы испытаний testXpert проводятся и анализируются необходимые испытания при вертикальном и горизонтальном нагружении с различным давлением воздуха в шинах.
Испытание бортовых закраин на осевую деформацию
Для определения характеристик жесткости бортовых закраин дисков применяется испытание на сжатие со специальной оправкой. Для этого используется испытательная машина напольного типа с выступающей вперед регулируемой по высоте траверсой с Т-образными пазами. Это позволяет устанавливать и фиксировать колесные диски в рабочей зоне на оптимальной для оператора высоте. Датчик силы позволяет точно измерять аксиальное усилие даже при возникновении боковых усилий из-за геометрической формы диска. Благодаря специальной конструкции и возможностям установки, датчик силы можно применять для измерений в верхней и нижней рабочей зоне машины.
Определение деформации по всей площади легкосплавного диска
При определении деформации по всей площади легкосплавного диска попеременно прикладывается аксиальное / радиальное усилие посредством электромеханического испытательного цилиндра, характеристики деформации регистрирует оптическая система измерения деформации 3D. Полученные результаты свидетельствуют о возможных слабых местах в изделии.
Определение твердости алюминиевых дисков
Диски повергаются высоким механическим и термическим нагрузкам во время движения, что требует высокой жесткости и длительной прочности материала. На свойства материала алюминиевых дисков существенное влияние оказывают состав сплава, процесс изготовления (например, литье под низким давлением, ковка) и последующая термомеханическая обработка.
Для определения характеристик материала используется определение твердости как малоразрушающий метод испытания. Он служит для обеспечения единообразных механических свойств для различных партий и производственных объектов. На практике в основном используется метод определения твердости по Бринеллю согласно ISO 6506 / ASTM E10 (например, HBW 2,5/62,5), особенно для испытания высоконагруженных участков, таких как основание обода, конструкция спицы, крестовина обода или фланец крепления колеса.
Для исследования однородности и глубины проникновения термической обработки, а также для определения профильных прохождений можно дополнительно использовать метод Виккерса по ISO 6507. Испытание проводится либо вручную в ходе производственного контроля, либо автоматически в рамках встроенных испытательных систем.
Для всеобъемлющего определения твердости дисков лучшим выбором является универсальный твердомер VisionLine фирмы ZwickRoell.
Испытание накладок дисковых тормозов
Тормозные накладки являются важнейшей составной частью колесного тормозного механизма. Для оценки их качества определяют, кроме всего прочего, изменение толщины накладки при линейном сжимающем нагружении перпендикулярно фрикционной поверхности накладки.
Для этих целей испытательные машины фирмы ZwickRoell оснащают приспособлением для испытаний на сжатие с интегрированной измерительной системой. Измерение деформации осуществляют три датчика, расположенные на делительной окружности со смещением на 120°. Сжимающее нагружение создает адаптированный сменный поршневой пуансон с кольцеобразным приложением усилия. Благодаря гибкой подвеске пуансона осуществляется точно параллельное прилегание к тормозной накладке. Это гарантирует абсолютно равномерное и однородное приложение нагрузки. Испытательная позиция пуансона проходит на центральной оси центра тяжести плоскости накладки. Испытательное приспособление подходит как для одинарных, так и для составных накладок дисковых тормозов.
Определение твердости тормозных дисков
Тормозные диски относятся к числу важных с точки зрения безопасности компонентов шасси, во время эксплуатации они подвергаются воздействию экстремальных термических и механических нагрузок. Для обеспечения стабильных характеристик трения, малой чувствительности к трещинам, а также достаточной износостойкости в серийном производстве преимущественно используют литейные сплавы (GJL) или композиционные материалы (например, литые алюминиевые гибриды или КМЦ).
Определение твердости используется как малоразрушающий метод испытания для проверки качества материала тормозных дисков:
- Для литых тормозных дисков метод Бринелля по ISO 6506 является общепризнанным стандартным методом. Испытания проводят, в частности, во фрикционном кольце и в области ступицы диска. Типичные усилия испытания находятся в диапазоне от HBW 2,5/187,5 до HBW 10/3000 – в зависимости от толщины, структуры материала и спецификации. Кроме того, метод Виккерса по ISO 6507 используется для оценки перлитной пластинчатой структуры с целью получения заключений об износостойкости тормозных дисков.
- Для тормозных дисков с покрытием или подвергнутых термообработке (например, литых из высокоуглеродистой стали или подвергнутых лазерной закалке) метод Виккерса по ISO 6507 дополнительно можно использовать для оценки перлитной пластинчатой структуры с целью получения заключения об износостойкости материала.
- Спецификации производителей оригинального оборудования и отраслевые стандарты (например, SAE J431 для серого чугуна) или внутренние стандарты компании определяют допустимые диапазоны твердости и способ обработки. В серийном производстве испытания обычно проводят вручную или полуавтоматически; в крупных производствах испытания все чаще интегрируются в поточные системы цифрового управления технологическими процессами.
Для всеобъемлющего определения твердости тормозных дисков правильным выбором является универсальный твердомер VisionLine фирмы ZwickRoell.
