Test & Measurement, Education & Training & 3D Printers

Giải pháp và ứng dụng trong thử nghiệm lốp xe

Thử nghiệm lốp xe cần phải lưu ý những gì?

Có bao nhiêu loại vật liệu tiêu biểu để làm ra một chiếc lốp xe?

Lốp xe có thể trông rất đơn giản ở bề ngoài, nhưng có nhiều thứ hơn lớp cao su trong đó để giúp xe có thể di chuyển được. Trong một số trường hợp có thể lên đến hơn 200 loại vật liệu thô để tạo ra một lốp xe hoàn chỉnh. Nó được cấu tạo từ nhiều loại cao su tự nhiên và tổng hợp, các loại hóa chất phụ gia và các loại vật liệu gia cố như cáp kim loại, dệt,…

Những phương pháp thử nghiệm nào được sử dụng để kiểm tra tính cơ lý cho từng loại vật liệu?

Điển hình, vấn đề đầu tiên xuất hiện trong đầu  khi đề cập đến việc thử nghiệm vật liệu trong lốp xe là thử độ mài mòn, nhưng trên thực tế có rất nhiều thử nghiệm liên quan đến quá trình sản xuất. Các loại vật liệu thô được sử dụng để xác định đặc tính của vật liệu, bao gồm việc thử kéo, thử lưu biến và thử xé. Sau giai đoạn thử vật liệu thô, các thử nghiệm bám dính có thể xác định mỗi lớp trong lốp xe được gắn chặt với nhau như thế nào. Các thử nghiệm tác động được thực hiện để mô phỏng các tình huống thực tế liên quan đến tình trạng đường xấu, hoặc các mảnh vụn tiếp xúc với lốp ở các tốc độ. Cuối cùng, thử nghiệm mỏi và thử mài mòn được thực hiện để đảm bảo các lốp xe có độ bền và độ tin cậy lâu dài phù hợp với nhu cầu của người tiêu dùng.

Vậy việc này được thực hiện trước hay sau quá trình sản xuất?

Việc thử nghiệm lốp xe được thực hiện trong toàn bộ chu trình sản xuất lốp xe, từ khâu nguyên vật liệu cho đến sản phẩm. Nó thực sự phụ thuộc vào loại phòng thí nghiệm đang tiến hành thử nghiệm. Ví dụ, trong một nhà máy sản xuất, phần lớn thử nghiệm sẽ được kiểm tra chất lượng, nó được tiến hành trước và trong suốt quá trình sản xuất để đảm bảo yêu cầu chất lượng được đáp ứng và các sản phẩm phù hợp được sản xuất.  Tuy nhiên thì phần lớn các thử nghiệm vật liệu được thực hiện trong phòng nghiên cứu và phát triển. Điều này trái ngược với tất cả những gì mà chúng ta thấy ở các ngành công nghiệp khác mà sử dụng máy của Instron.  Khối lượng thử nghiệm cao yêu cầu các phòng lab này phải có công suất làm việc rất lớn. Đó cũng là lí do tại sao các phòng lab này được trang bị rất nhiều hệ thống máy kiểm tra tự động của Instron.

Những lưu ý chính khi thực hiện thử nghiệm kéo cao su?

Một trong những hệ số động liên quan đến thử nghiệm lốp xe là  là các biến thể  của khí hậu trong lốp xe được sử dụng. Người dùng có thể lái xe từ vùng biển có cát ấm cho đến những vùng đường núi nơi có nhiệt độ thấp và loại đường không trải nhựa. Điều đó có nghĩa là lốp xe ngày nay phải được thiết kế để giải quyết mọi vấn đề của thời tiết, khí hậu mà vẫn tạo ra một chuyến đi thoải mái.

Thử nghiệm kéo lốp xe yêu cầu cao su – vật liệu đặc biệt quan trọng của lốp xe – được thử nghiệm trong nhiều các dải nhiệt độ nêu trên. Do đó, tủ môi trường được sử dụng để mô phỏng các điều kiện khí hậu này đòi hỏi đưa ra các biến dạng để đo mẫu và các giải pháp đo biến dạng trong đó. Việc đo độ biến dạng sẽ gặp nhiều khó khăn đặc biệt với loại cao su dài có thể bị kéo dài đến hơn 1000% so với chiều dài ban đầu.

Loại tiêu chuẩn nào được áp dụng đối trong thử nghiệm lốp xe cho từng loại vật liệu khác nhau?

Có rất nhiều tiêu chuẩn khác nhau được sử dụng cho từng loại thử nghiệm:

Thử kéo
ATSM D412 Tiêu chuẩn cho phương pháp thử cao su lưu hóa và chất đàn hồi nhiệt dẻo – thử kéo
ISO 37 Cao su lưu hóa hoặc nhựa nhiệt dẻo – Xác định độ biến dạng
DIN 53504 Kiểm tra cao su – Xác định độ bền kéo khi đứt, độ giãn dài khi đứt và các giá trị ứng suất trong thử độ bền kéo
ASTM D2970/D2970M Tiêu chuẩn cho các phương pháp thử nghiệm kiểm tra dây trong lốp xe và sợi công nghiệp được làm từ sợi thủy tinh
ASTM D2969  Tiêu chuẩn phương pháp thử dây thép trong lốp xe
ISO 12493 Cao su lưu hóa – Tiêu chuẩn cho thử độ bền kéo khi nung nóng
ISO 13934-1 Dệt may – Tính bền kéo của vải – Phần 1: Xác định lực kéo tối đa và độ giãn dài ở lực tối đa bằng phương pháp dải
ASTM D885 Tiêu chuẩn cho phương pháp thử dây lốp xe, vải dây lốp và sợi filament công nghiệp được làm từ sợi hữu cơ được sản xuất
ASTM D4975-14 Tiêu chuẩn cho thử gờ lốp xe làm từ thép
ASTM D7269/D7269M-11 Tiêu chuẩn cho thử nghiệm kéo sợi Aramid
Thử xé
ASTM D624T Tiêu chuẩn cho thử độ bền xé của cao su lưu hoá thông thường và chất đàn hồi nhiệt dẻo
Thử độ bám dính
ASTM D1871-04 Tiêu chuẩn cho thử nghiệm bám dính giữa gờ lốp xe và cao su
ASTM D2229-10 Tiêu chuẩn cho thử nghiệm bám dính giữa sợi thép trong và cao su
ASTM D4776/D4776M-10 Tiêu chuẩn cho thử nghiệm bám dính giữa dây lốp và các dây tăng cường khác cho các hợp chất cao su bằng thủ tục kiểm tra H
Thử nén
ISO 7743 Tiêu chuẩn cho thử nghiệm xác định tính chất ứng suất nén của cao su lưu hóa hoặc nhựa nhiệt dẻo
ASTM D575 Tiêu chuẩn cho thử nén cao su
Thử mỏi
ASTM D6588/D6588M-11 Tiêu chuẩn cho thử mỏi dây thép trong lốp xe
SAE J2562 Thử mỏi bánh xe hai trục

Vậy những giải pháp thử nghiệm mà Instron đã đề xuất để đáp ứng các yêu cầu là gì?

Instron đã đưa ra một loạt các giải pháp và hệ thống thử nghiệm như:

  • Hệ thống kiểm tra tự động với khối lượng lớn.
  • Video đo tốc độ cao AV2 ( Advanced Video Extensometer 2 (AVE 2))
  • Ngàm kẹp khí nén thủy lực
  • Phụ kiện kèm theo phù hợp cho từng loại tiêu chuẩn

Như nhiều ngành công nghiệp trên thế giới, ngành công nghiệp lốp xe đang có sự phát triển trong việc sử dụng những vật liệu nhẹ hơn, bền hơn và mạnh mẽ hơn. Điều đó cũng có nghĩa song song với việc tạo ra những thách thức mới trong việc thử nghiệm, đòi hỏi phòng lab phải được trang bị máy móc phù hợp và đáp ứng được các yêu cầu đề ra. Instron luôn không ngừng phát triển và làm việc chặt chẽ nhất theo các tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp này để thích nghi với đặc tính vật liệu và các yêu cầu kiểm tra luôn thay đổi.

Nguồn: Tạp chí AZO Materials phỏng vấn Matt Mahier – Applications Engineer Instron

 

 

This post is also available in: enEnglish

Chia sẻ bài đăng này
  , ,