إطارات السيارة: وظائفها و تكوينها ولونها الأسود !
سبب اللون الأسود للإطار:
الإطارات في حالة تركها بالهواء الجوي, سوف تجف, ويتغير لونها وفي النهاية تتشقق وتشق, وهذه مشكلة تكلف عدة ملايين للمستخدمين للمنازل النقالة, ومقطورات جر القوارب, وملاك السيارات الكلاسيكي والتي تظل في مكانها لمدة طويلة من الزمن.
السبب الرئيسي لتدهور حالة الإطار والمنتجات المطاط والمطاط الاصطناعي هو الأوزون, وهو غاز ليس له رائحة وهو جزء من مكونات الهواء الذي نستنشقه. عندما يتحد مع الأشعة فوق البنفسجية (الجزء غير المرئي من أشعة الشمس)فإنه يبدأ بمهاجمة المادة المصنوع منها الإطار.
للحماية من أضرار الأوزون و الأشعة فوق البنفسجية, يضاف إلى مادة الإطار مادة مثبتة. هذه المادة تعمل على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وتحوليها إلى حرارة, والتي تتشتت بدون أحداث إي أضرار للإطار. جميع مصنّعي الإطارات يستخدمون نفس المادة, وهي كربون أسود. ولهذا جميع الإطارات سوداء.
هذه المادة مع تفاعلها مع الأشعة الفوق بنفسجية تتحول وتفقد قدرتها على أداء مهمتها, ويتحول لونها إلى اللون الرمادي. هذا أحدى أسباب تغيير لون الإطار مع الزمن. ومع مرور الوقت تقل قدرة هذه المادة على التفاعل وتبدأ تدهور حالة الإطارات في التسارع. ولحماية الإطار من تلف الأوزون, فإن مصنّعي الإطارات أضافوا أيضا مركب شمعي للتركيبة الخاصة بتصنيع الإطار. علمية انبعاج الإطار أثناء دورانه, تدفع بجزيئات الشمع إلى السطح. وهذا يشكل حاجز بين الهواء (الأوزون والأكسجين) ومادة الإطار. وهذا يسمى في مجال الإطارات تفتح الزهرة blooming.
عندما يظل الإطار في وضع ثابت لفترة طويلة (المنازل النقالة, مقطورات جر القوارب, السيارات الكلاسيكي), ومع مرور الوقت تقل قدرة المادة الكربون الأسود على التفاعل ولا يحدث دفع لجزيئات الشمع لسطح الإطار, يبدأ الأوزون بمهاجمة مادة الإطار. مع وجود الأوزون والأشعة فوق البنفسجية, يتسارع عملية تدهور الإطار, فيجف الإطار, ويتغير لونه, ويتشقق.
وظائف الإطار
قبل البدء في عمليات صناعة الإطار يجب الالمام بوظيفة الإطار ومكوناته.
الإطارات بالسيارات لها وظيفتان أساسيتان:
1. تعمل كوسادة هوائية بين الطريق وعجلات السيارة لامتصاص الصدمات الناتجة عن عدم استواء “انتظام” سطح الطريق وبذلك يقلل من انتقال هذه الصدمات إلى الركاب في السيارة وذلك لما للإطارات من صفة الليونة والانثناء وقابلية الانضغاط .
2. تعمل على زيادة التماسك الاحتكاكي بين عجلات السيارة والطريق وهذا يساعد السيارة على القدرة على السحب الجيد على الطريق كما يقاوم ميل السيارة إلى الانزلاق عند الدوران في المنحنيات.
أجزاء ومكونات الإطار:
1. المداس Tread :
وهو الجزء الخارجي للإطار وموضع تلامس العجلة مع الطريق.
2. الحائط الجانبي Side wall :
وهي عبارة عن الجزء الجانبي للإطار من الجهتين.
3. Bead wire :
الحلقة المعدنية المحيطة بالعجل الحديدي في السيارة وهي عبارة عن أسلاك مطلية بالزنك أو النحاس مغطاة بالكاوتش بغرض التقوية ومنع تفلطح الـ Side wall.
4. Under tread :
وهي عبارة عن الطبقة الداخلية للإطار.
5. Inner :
وهي الطبقة الداخلية في الإطار تحت طبقة Under Tread
العمليات الانتاجيه:
تبدأ العمليات بخلط المطاط وهو في حالة لدنه في خلاط داخلي ويطحن مع الكبريت اللازم وكذلك الإضافات اللازمة لخلطات أجزاء الإطار المختلفة، تستخدم شحنة كبيرة نسبياً من الكربون Carbon Black المسحوق جيدا لخلطة السطح المحيط للإطار (Tread and Side wall) لإكسابها مقاومة جيدة للتأكل الميكانيكي بخلط المطاط الذي يضع منه الغلاف بنسبة توفر المتانة اللازمة للطبقات الرقيقة (Under Tread) التي تربط أوتار الغلاف مع بعضها البعض وتوفر المقاومة الضرورية للكلال بفعل التمددات المتكررة والشد المستمر تحت تأثير الثقل الواقع على الإطار
تجهز خلطة من المطاط الصلب بها نسبة مرتفعة من الكبريت للاستخدام على الأسلاك العقدية (Bead wire) لتجمد على هيئة كتلة صلبة عند التشكيل وفيما يلي جداول خلطات الإطارات الصغيرة والكبيرة وخلطات أجزاء الإطار المختلفة.