رینگ آلومینیومی یا فولادی
توسعه رینگ های اسپرت در حال حاضر، مدنظر اکثر خودروسازان مطرح جهان است و اکثریت کمپانی ها ی مطرح روبه استفاده از رینگ های اسپرت و غیرفولادی در خودروهای خود نموده اند که استفاده از این رینگ ها، بنابر دلائلی از قبیل؛ زیبایی ظاهری، سبکی، افزایش قابلیت فرمان پذیری و… همواره توجه مصرف کنندگان را به خود جلب کرده است.
رینگ چرخ غیرفولادی (آلومینیمی و…) در صورتی که به طور استاندارد ساخته و استفاده شود، دارای مزایای قابل توجهی است.
از جمله فاکتورهای مهمی که می تواند در استفاده از رینگ چرخ غیرفولادی (آلومینیمی و…) مدنظر باشد،روش انتخاب رینگ و لاستیک مناسب و متناسب با تکنولوژی تولید رینگ و خودرو مربوطه میباشد.
آشنایی با جداول و ابعاد استاندارد ارائه شده، می تواند نقش به سزایی در انتخاب رینگ و لاستیک مناسب داشته باشد. در کمپانی های پیشرو در صنعت تولید رینگ های اسپرت همواره تکنولوژی تولید از مهم ترین فاکتورها است.
مزایای رینگ های آلیاژی(غیر فولادی)
رینگ های الیاژی در صورت تولید استاندارد و متناسب با خودروی مربوطه شامل مجموعه مزایایست که از مهمترین آنها میتوان موارد زیر را نام برد.
A) تنوع در تولید به دلیل قابلیت شکل پذیری بیشتر در مقایسه با رینگ های فولادی.
B) افزایش زیبایی خودرو
استفاده از رینگ های آلومینیومی
C)کنترل پذیری بهتر خودرو
استفاده از رینگ های آلومینیومی سبک، در کنترل پذیری خودرو نقش مهمی دارد.در خودرو وزن قسمت هایی چون بدنه، قطعات داخلی و موتور، توسط سیستم تعلیق خودرو ساپورت می شود ولی وزن قسمت هایی چون رینگ و لاستیک توسط فنرها ساپورت نمی شوند. هر قدر وزن قسمت هایی که توسط سیستم تعلیق حمایت نمی شوند، کاهش یابد، کنترل خودرو در جاده راحت تر است و انتقال ضربه به درون خودرو کاهش خواهد یافت.
در واقع زمانی که ضربه ای از جاده به چرخ وارد می شود رینگ و لاستیک سبک تر، شتاب بیشتری به طرف بالا و پایین خواهد داشت (a=f/m) و این موضوع سبب خواهد شد که سیستم تعلیق بهتر عمل کند.
D) افزایش شتاب، کارآیی بهتر سیستم ترمز و کاهش مصرف سوخت کمتر بودن اینرسی دورانی
رینگ آلومینیومی در مقایسه با رینگ های فولادی، سبب افزایش شتاب، کارآیی بهتر سیستم ترمز و کاهش مصرف سوخت خودرو می شود. باید توجه داشت که اینرسی دورانی نقش مهمی در مصرف سوخت خودرو دارد. به طور ساده اینرسی، مقاومت اجسام در برابر تغییر حرکت، و اینرسی دورانی، مقاومت در برابر شتاب دورانی است.
در یک خودرو تعداد زیادی جرم دوار وجود دارد که برای شتاب دادن به آن ها نیازمند انرژی هستیم، بعضی از این قطعات شامل چرخ دنده ها، میل لنگ، محورها، رینگ و لاستیک هستند. هرچه جسم، دواری سنگین تر و قطر بیشتری داشته باشد، انرژی بیشتری برای شتاب دادن به آن لازم است.
زمانی که بخواهیم جسم دواری مانند چرخ های خودرو را شتاب دهیم باید علاوه به غلبه بر وزن آن ها، انرژی را صرف اینرسی دورانی آن ها نیز کنیم. رینگ چرخ آلومینیومی به دلیل سبکی آن، اینرسی دورانی کمتری نسبت به رینگ های فولادی دارد و در نتیجه انرژی کمتری برای شتاب دادن به آن نیاز است که این ویژگی، سبب کاهش مصرف سوخت می شود.
E) افزایش عمر لاستیک
به دلیل انتقال حرارت بیشتر رینگ های آلیاژی و نیز توزیع یکنواخت آن در رینگ، لاستیکی که بر روی رینگ آلیاژی بسته شده است 10 الی 15 درصد خنک تر از لاستیکی است که بر روی رینگ های فولادی بسته شده و این ویژگی به ویژه در سرعت های بالاتر محسوس تر است .
F) سایش یکنواخت لاستیک
به دلیل مزیت ساختاری رینگ آلیاژی نسبت به فولادی همچون یکپارچه بودن ساختار.
G) مقاومت به خوردگی و زنگ زدن
رینگ آلومینیومی در مقایسه با رینگ فولادی در صورت از بین رفتن قسمتی از رنگ در رینگ های فولادی، این نوع رینگ به شدت در معرض زنگ زدگی و پوسیدگی است. در حالی که با توجه به ماهیت لایه اکسیدی محافظ بر روی آلومینیم، این مشکل در رینگ های آلومینیمی هرگز اتفاق نمی افتد.
H) یکپارچگی ساختار رینگ های آلومینومی
به دلیل یکپارچه بودن ساختار رینگ های آلومینومی در مقایسه با رینگ های فولادی، لنگی و قابلیت جذب ارتعاش چرخ حتی در سرعت های بالا به طور قابل توجهی کاهش می یابد و مقاومت به ضربه نیز مناسب تر است.
K) افزایش ایمنی خودرو در سرعت های بالا
در اثر اصطکاک بین لاستیک و جاده در سرعت های بالا قابلیت خنک کاری لاستیک افزایش یافته و سرعت خنک شدن سیستم ترمز با استفاده از رینگ های آلومینیومی به دلیل انتقال حرارت بالاتر نیز مناسب تر خواهد بود.
M) بالانس مناسب تر
مقاومت بیشتر رینگ های آلومینومی در برابر اعوجاج، سبب حفظ بالانس چرخ در درازمدت می شود.
N) مقاومت به ایجاد ترک و افزایش آن
روش های استاندارد انتخاب رینگ و لاستیک مناسب خودرو
به منظور ایمنی و بهره مندی از مزایای رینگ چرخ آلومینویم، انتخاب رینگ و لاستیک مناسب از اهمیت خاصی برخوردار است.
ساختار رینگ آلومینومی
قسمت های مختلف رینگ به شرح زیر نام گذاری شده است:
۱. قطر رینگ
۲. پهنای رینگ
۳. فلنج
* رینگهای اسپورت را با سه ویژگی زیر تقسیم بندی می کنند.
1)قطر دایره
2) سوراخ هاب
3) آفست
1) قطر دایره پیچ P.C.D)) و تعداد سوراخ های پیچ P.C.D
قطر دایره ای است که از تمام سوراخ های پیچ رینگ عبور می کند. در واقع در صورتی که خطی را به گونه ای عبور دهیم که از مرکز رینگ و مراکز دو سوراخ پیچ، عبور کند، طول این خط برابر با P.C.D است.
البته در صورتی که رینگ پنج سوراخ داشته باشد ، باید فاصله بین مرکز یک سوراخ و کنار سوراخ دیگر، رینگ چرخ در نظر گرفته شود.
اغلب با توجه به سازنده خودرو، برای بستن رینگ به ۴ تا ۸ پیچ نیاز است.
بنابراین P.C.D ۴*۱۰۸mm؛ یعنی رینگ دارای چهار سوراخ پیچ بوده و قطر دایره ای که از مرکز پیچ ها عبور می کند ۱۰۰ میلی متر است.
2)سوراخ هاب
سوراخ هاب، سوراخی است که در مرکز رینگ قرار دارد و هاب خودرو در داخل آن قرار می گیرد. در صورتی که قطر هاب رینگ دقیقا برابر با قطر هاب خودرو باشد نوع رینگ hup center است و با فیکس شدن دقیق هاب رینگ و خودرو، رینگ بالانس می شود پیچ ها بیشتر نقش نگه دارنده رینگ را بر روی دیسک خودرو دارند.
این نوع روش بستن، روش متداول در اکثر خودروها است.اگر پیچ ها نقش اساسی در بالانس کردن رینگ داشته باشند نوع رینگ lug center است.
3)آفست
در صورتی که خطی از وسط طوقه رینگ چرخ، عبور دهیم فاصله بین این خط و محلی که هاب رینگ بر روی دیسک پیچ می شود، آفست نام دارد.
سه نوع آفست قابل تعریف است:
الف) در صورتی که محل اتصال چرخ با دیسک دقیقا بر روی این خط مرکزی باشد نوع آفست رینگ zero یاصفر است.
ب) در صورتی که محل اتصال چرخ با دیسک نسبت به این خط مرکزی، به سمت خارج باشد، نوع آفست رینگ positive یا مثبت است.
ج) در صورتی که محل اتصال چرخ با دیسک نسبت به این خط مرکزی به سمت داخل باشد، نوع آفست رینگ Negative یا منفی است.
روش های ساخت و تولید رینگ های آلیاژی (غیر فولادی)
رینگهای غیرفولادی (آلومینیمی و…) اغلب از آلیاژهایی مانند آلومینیم و منیزیم ساخته می شوند که ساخت آن ها، فرآیندهای پیچیده ای می طلبد.
رینگهای غیرفولادی (آلومینیمی و…) از مهم ترین قطعات ایمنی محصول بوده که روش های کارگاهی یا غیر استاندارد و قدیمی تولید، می تواند بسیار خطرناک باشد.
آلومینیوم به عنوان اصلی ترین ماده مورد استفاده در رینگ های آلیاژی(غیر فولادی)
آلومینیم، قابلیت هدایت حرارتی بالایی دارد که بعد از نقره و مس بهترین هادی حرارتی شناخته می شود و دانسیته آن حدود ۲,۷ سانتی متر مکعب است. به همین دلیل از آلیاژهای سبک محسوب می شود.
آلیاژ آلومینیم در برابر خوردگی مقاوم است که علت آن، ایجاد لایه پایدار اکسیدی متخلخل است. نقطه ذوب آن حدود ۶۷۰ سانتی گراد است.
بنابراین ویژگی، آلیاژ آلومینیم الیاژی مناسب برای عملیات حرارتی بوده اما عملیات حرارتی آلیاژ آلومینیم “اج هاردینگ” یا “پیر سازی” است.
از دیگر ویژگی های آلیاژ آلومینیم ، می توان به قابلیت انجام کار مکانیکی و تغییر فرم سرد و گرم اشاره کرد.
آلیاژ آلومینیم را می توان در قالب های دائمی و یا فورج نیز استفاده کرد.
تولید رینگهای آلیاژی (غیر فولادی) در حالت کلی به 2 روش قابل تقسیم است:
A) ریخته گری
الف) ریخته گری با روش ریخته گری در قالب های ریژه (روش ثقلی)
ب) ریخته گری با روش ریخته گری با مدل فومی در قالب ماسه ای
ج) ریخته گری با روش ریخته گری تزریقی در قالب دائم (دایکاست کم فشار و پرفشار)
د) ریخته گری با روش ریخته گری تزریقی داخل قالب در حالت نیمه جامد
با توجه به ماهیت آلیاژهای آلومینیم و پیچیدگی فرآیند انجماد آن ها، هرکدام از این روش ها دارای مزایا و معایبی بوده که در تولید قطعات ایمنی از جمله رینگ خودرو، انتخاب روش مناسب و استاندارد بسیار مهم است.
از جمله پارامترهای مهم دیگر بر تولیدات رینگ های با کیفیت آلومینیمی گاززدایی و آخال زدایی مناسب، عملیات حرارتی، آزمو های خستگی و… است که می تواند نقش مهمی در افزایش ضریب ایمنی این قطعه داشته باشد.
B) عملیات فورج مذاب آلومینیم در حالت جامد – مایع
مناسب ترین و کم خطا ترین روش، برای تولید قطعات با ضریب ایمنی بالا (رینگ و سگدست و…) روش فورج آلیاژهای آلومینیم در حالت مایع – جامد (Squeez Casting) است.
اساس این روش بر این است که مذاب به حالت مایع – جامد در آمده و سپس با اعمال فشاری، مشابه حالت فورج فلزات، تا پایان فرآیند انجماد تحت بار قرار می گیرد. مزیت این روش در ایجاد ساختار یکپارچه و بدون نواقص معمول آلیاژهای ریختگی آلومینیم مانند مک های گازی و انقباضی است.
