رینگ چرخ

ساخت رینگ چرخ به شکل‌دهی و ساخت رینگ چرخ اشاره دارد. به ساخت چرخ‌های سیمی معمولاً چرخ‌سازی گفته می‌شود؛ بنابراین ساخت رینگ چرخ به ساخت رینگ چرخ‌های غیرسیمی مانند رینگ چرخ خودروها و سایر وسایل نقلیه سنگین‌تر اشاره دارد. رینگ چرخ‌ها در انواع طرح‌های گوناگون با استفاده از مواد مختلف ساخته می‌شوند، اما در اوایل قرن 21 اغلب از آلومینیوم و فولاد استفاده می‌شود، که رینگ چرخ‌های فولادی سنگین‌تر و بادوام‌تر از رینگ چرخ‌های آلومینیومی هستند. عملکرد رینگ چرخ به آلیاژ و تکنیک مورد استفاده جهت ساخت آن بستگی دارد. رینگ چرخ معمولاً از یک رینگ که به تایر متصل است و یک دیسک مرکزی، معروف به دیسک یا اسپایدر، که رینگ چرخ را به خودرو متصل می‌کند تشکیل شده است. رینگ چرخ‌ها معمولاً یکی از این دو نوع هستند: نیمه مرکز فرورفته[1] (SDC) که در کامیون‌ها استفاده می‌شود، و مرکز فرورفته[2] (DC) که در سایر وسایل‌نقلیه استفاده می‌شود.

بیشتر بخوانید: رینگ چرخ - قسمت دوم

تاریخچه ساخت رینگ چرخ

چرخ یکی از مهمترین اختراعات است، اما مخترع و تاریخ دقیق اختراع آن هنوز مشخص نیست. قدیمی‌ترین چرخ شناخته شده در حفاری‌ها از بین‌النهرین کشف شده که گمان می‌رود 5500 سال قدمت داشته باشد. این چرخ یک چرخ سفالگری بود که در شهر اور در بین‌النهرین (عراق کنونی) استفاده می‌شد و حدود 3500 سال قبل از میلاد توسط مردم بین‌النهرین (که به سومریان نیز معروفند) اختراع شد. تا آنجا که می‌دانیم اولین بار حدود 3200 سال پیش در ارابه‌های بین‌النهرین برای حمل‌ونقل از چرخ استفاده شده است. مصریان حدود 2000 سال پیش چرخ‌های پره‌دار ساختند و سپس اروپائیان حدود 1400 سال پیش راه آنان را ادامه دادند. به نقل از یک منبع دیگر، قدیمی‌ترین چرخ مورد استفاده برای حمل‌ونقل، که 27.5 اینچ (70 سانتی متر) شعاع داشته، در سال 2002 حدود 12.5 مایلی (20 کیلومتری) جنوب غربی لیوبلیانا[3] در اسلوونی کشف شد و گمان می‌رود 5200 سال قدمت داشته باشد.

روش‌های ساخت رینگ چرخ یک‌تکه

اکثر رینگ چرخ‌ها، رینگ چرخ‌های یک‌تکه هستند که با استفاده از روش‌های ریخته‌گری، آهنگری (فورج)، نورد رینگ و/یا بسیار سبک[4] ساخته شده‌اند.

1- ریخته‌گری

در ریخته‌گری، رینگ چرخ‌ها با استفاده از قالب ساخته می‌شوند. قالب با فلز مذاب پر می‌شود؛ با خنک شدن فلز، رینگ چرخ محکم و سفت می‌شود. انواع مختلف فرایندهای ریخته‌گری منجر به رینگ چرخ‌هایی با ویژگی‌های مختلف می‌شود. ریخته‌گری گرانشی و ریخته‌گری کم‌فشار (تحت فشار کم) جزو انواع متداول ریخته‌گری هستند.

2- ریخته‌گری گرانشی

در ریخته‌گری گرانشی، فلز در قالب ریخته می‌شود و گرانش به تنهایی باعث می‌شود فلز مذاب قالب را پر کند. این روش ساده و کم‌هزینه است، اما آلومینیوم ریخته‌گری‌شده به این روش به اندازه سایر روش‌های ریخته‌گری متراکم و فشرده نخواهد بود. بنابراین رینگ چرخ‌های ساخته شده با این روش قدری سنگین‌تر ساخته می‌شوند تا به استحکام معادل دست یابند.

3- ریخته‌گری کم‌فشار

در این روش، آلومینیوم مذاب با سرعت زیاد به درون قالب‌ها پمپاژ می‌شود که باعث افزایش فشار و جلوگیری از تشکیل حباب می‌شود. به دلیل استحکام و کیفیت رینگ چرخ‌های ساخته شده به روش ریخته‌گری کم‌فشار، این روش متداول‌ترین نوع ریخته‌گری رینگ چرخ است.

4- آهنگری (فورج)

روش فورج بهترین روش برای ساخت رینگ چرخ‌های یک‌تکه قلمداد می‌شود زیرا رینگ چرخ‌های ساخته شده با استفاده از این روش هم سبک هستند و هم محکم. در این روش، با شکل دادن یک ساخت آلومینیومی تحت حرارت زیاد و در فشار حدود 900 بار، یک رینگ چرخ محکم‌تر و فشرده‌تر تولید می‌شود.

5- نورد طوقه

در این روش برای ساخت رینگ چرخ از ریخته‌گری ساده و دستگاه نورد مخصوص استفاده می‌شود. رینگ چرخ مورد نظر با گرم کردن قسمت بیرونی آن، با فشار ناشی از رینگ چرخاندن رینگ چرخ ناتمام و شکل‌دهی رینگ چرخ با استفاده از غلتک‌های تخصصی، قالب‌گیری می‌شود. به این روش، رینگ چرخی با کیفیت مشابه رینگ چرخ‌های فورج ساخته می‌شود، اما با هزینه کمتر. رینگ چرخ‌های OEM (ساخت و تولید تجهیزات اصل) ساخته شده با این روش در خودروهای سطح بالای خاص استفاده می‌شود.

6- فناوری بسیار سبک

از این روش برای ساخت رینگ چرخ‌های سبک خودروهای مسابقه‌ای استفاده می‌شود. در این روش، مواد با استفاده از غلتک در امتداد استوانه آلومینیومی کم‌فشار فشرده می‌شوند، که به آن شکل و فرم مورد موردنظر را می‌دهد.

روش‌های ساخت رینگ چرخ چندتکه

رینگ چرخ‌های دو یا سه‌تکه، که به رینگ چرخ‌های چندتکه نیز معروفند، از قطعاتی مونتاژ می‌شوند که به‌طور مجزا با روش‌های ذکر شده در بالا ساخته شده‌اند. برای مونتاژ قسمت‌های مجزای این رینگ چرخ‌ها می‌توان از پیچ یا جوشکاری استفاده کرد.

شاید رینگ چرخ‌ها ساده‌ترین قطعات در خودرو به نظر برسند، اما سازندگان بزرگ دائماً در حال تحقیق و توسعه جدیدترین و عالی‌ترین تکنیک‌های تولید و بررسی محکم‌ترین و در عین حال سبک‌ترین مواد جهت استفاده در فرایندهای تولید رینگ چرخ خود هستند. خواه کوئنیگزگ[5] با رینگ چرخ‌های کاملاً فیبر کربنی در رگرا[6] و یا جگوار با رینگ چرخ‌های فولادی خیلی جالب برای نوع E با لغزش جانبی کم، در هر حال رینگ چرخ‌ها نقش بسیار مهمی چه به لحاظ فنی و چه به لحاظ زیبایی دارند که نباید توسط ماشین‌بازان ما بی‌اهمیت پنداشته شود. بنابراین در اینجا نگاهی سریع به رایج‌ترین انواع رینگ چرخ در خودروهای امروزی و نحوه تولید آنها توسط سازندگان می‌اندازیم.

رینگ چرخ‌های فولادی

رینگ چرخ‌های فولادی تقریباً ساده‌ترین رینگ چرخ‌ها هستند. رینگ چرخ‌های فولادی که با پرس ورقه‌های فولادی با استفاده از تجهیزات هیدرولیک قدرتمند ساخته می‌شوند، برای دهه‌ها در اکثر خودروهای ارزان‌قیمت استاندارد بوده و پیش از ارزان‌تر شدن تولید رینگ‌های آلیاژی، سهم غالب را داشتند. فولاد – آلیاژ آهن و کربن – فلز سخت‌تری نسبت به اکثر مواد دیگر مورد استفاده در ساخت رینگ چرخ است، اما این استحکام در مقایسه با موادی مانند آلومینیوم، افزایش وزن را به دنبال دارد.

روش ساده تولید رینگ چرخ‌های فولادی بدین معناست که حین طراحی یا هر نوع ذوق هنری، انعطاف‌پذیری بسیار کمی وجود دارد. قسمت‌های مختلف رینگ چرخ پرس شده و سپس به هم متصل می‌شوند تا کل رینگ چرخ ساخته شود که پس از خنک شدن کافی اتصالات جوشکاری‌شده آماده استفاده است. این طرز ساخت بدین معناست که تنها راه واقعی اجرای طرح‌های مختلف، چه برای جریان هوای حساب‌شده برای خنک کردن ترمز و چه برای زیبایی طرح، ایجاد سوراخ‌هایی در رخ بیرونی رینگ چرخ است.

اکثر شرکت‌ها با اضافه کردن مجموعه قالپاق به همراه آرم خود برای پنهان کردن فلز خام و تقلید از مجموعه آلیاژهای گران‌قیمت و شیک، بر ماهیت غیرجذاب رینگ چرخ‌های فولادی پرسی فائق می‌آیند.

رینگ چرخ های آلیاژی

آلیاژهای تا دهه گذشته همیشه برای بالاترین مدل‌های تولیدی یک سازنده کنار گذاشته می‌شد، اما اکنون اگر بخواهیم می‌توانیم از آنها در تقریباً هر هاچ‌بک شهری در بازار استفاده کنیم. بر اساس ساختار آلومینیومی یا منیزیمی مخلوط با نیکل، رینگ چرخ‌های آلیاژی در مقایسه با یک رینگ چرخ فولادی با همان قدرت، بسیار سبک‌تر هستند و می‌توان با ریختن مذاب در قالب از پیش ساخته شده، آنها را به‌طور کامل ریخته‌گری کرد.

جرم فنربندی نشده اصطلاحیست که احتمالاً قبلاً با آن برخورد کرده‌اید؛ این اصطلاح جرم قطعاتی را که توسط سیستم تعلیق حمایت نمی‌شوند، نشان می‌دهد که شامل خود قطعات تعلیق، ترمزها و رینگ چرخ‌هاست. کم بودن جرم فنربندی نشده باعث بهبود فرمان‌پذیری (هندلینگ) می‌شود، زیرا به سیستم تعلیق اجازه می‌دهد تا به شکل کنترل‌شده با سطح مواج جاده فعل و انفعال داشته باشد و با نیروهای واکنش از سطح جاده بسیار کارآمدتر برخورد کند. این یکی از دلایل اصلی روی آوردن خودروهای سطح بالا به سمت رینگ چرخ‌های آلیاژی بود، زیرا ساختار سبک وزن به شتاب و دینامیک کلی خودرو کمک می‌کرد.

با کاهش میزان نیکل درون آلیاژ، رینگ چرخ بسیار انعطاف‌پذیر و چکش‌خوار می‌شود که بر امکان طراحی می‌افزاید. این آزادی طراحی در طول این سال منجر به ساخت رینگ‌های آلیاژی واقعاً محشر شده است، اما مواد نرم‌تر همچنین در را به روی نتایج نسبتاً فاجعه‌بار پس از فرسایش باز می‌کند.

رینگ چرخ‌های چندتکه

رینگ چرخ‌های مشهور تولید شده توسط BBS، امکان دارد از دو یا سه قطعه ساخته شده باشند. رینگ چرخ‌های دوتکه از رخ رینگ چرخ (یا مرکز) و رینگ (یا استوانه) تشکیل شده و توسط پیچ‌های رینگ پیرامون محیط مرکز رینگ چرخ به هم بسته می‌شوند. سپس حلقه درزگیر روی این اتصال نصب می‌شود تا اتصال این دو بخش را محکم‌تر کند.

رینگ چرخ‌های سه‌تکه گامی به جلو برمی‌دارند و رینگ چرخ را به دو قسمت تقسیم می‌کنند تا امکان تنظیم عرض رینگ چرخ را فراهم سازند. این کارها باعث می‌شود رینگ چرخ‌های چندتکه ذاتاً سنگین‌تر و قدری ضعیف‌تر از انواع یک‌تکه باشند، اما شرکت‌هایی مانند BBS ویژگی «رینگ  نورد شده» را توسعه داده‌اند که با عملیات حرارتی فلز سابقاً ضعیف‌تر، سطح استحکام رینگ چرخ‌های چندتکه خود را حتی تا حد چرخ‌های فورج شده یک‌تکه نیز می‌رسانند.

رینگ چرخ‌های فورج شده

شماری از محکم‌ترین رینگ چرخ‌های موجود در بازار به روش فورج آلومینیوم ساخته شده‌اند. این کار با قرار دادن ورقه مواد در برابر مقدار زیادی گرما و فشار 900 بار انجام می‌شود و فلز را به یک رینگ چرخ فوق‌العاده فشرده و بسیار محکم تبدیل می‌کند. نیروی عظیم پرس آهنگری باعث می‌شود این رینگ چرخ فوق‌العاده سبک و چندین مرتبه محکم‌تر از رینگ چرخ قالبی ریخته‌گری شده معادل آن باشد.

رینگ چرخ‌های کپی «سبک OEM»

به نظر می‌رسد حراجی‌های بی‌شماری در اینترنت ریخته که کپی‌های با کیفیت بالا برای خودروهای متعدد در این بازار موجود است، اما باید در مورد این قطعات وسوسه‌انگیز موجود در اینترنت بسیار محتاط بود. هرچند رینگ چرخ‌های کپی ممکن است مشابه قطعه اصل به نظر برسند، اما اغلب به ارزان‌ترین شکل ممکن ساخته می‌شوند تا هزینه‌های تولید را کاهش دهند و بنابراین برخی از فرایندهای مهم جهت تقویت استحکام را که رینگ چرخ‌های OEM طی می‌کنند، از قلم می‌اندازند.

اکثر رینگ چرخ‌های کپی با استفاده از روشی به نام ریخته‌گری گرانشی تولید می‌شوند که در آن فلز مذاب در قالب ریخته می‌شود اما به هیچ وجه تحت فشار قرار نمی‌گیرد و صرفاً تحت فشار گرانش رها می‌شود تا شکل بگیرد. این بدان معناست که این آلیاژ به هیچ عنوان به اندازه OEM معادل فشرده نیست که در طی فرایند تولید نوعی فشار بر روی آن اعمال می‌شود. بنابراین کپی فاقد استحکام خواهد بود و در مقایسه با OEM بسیار شکننده‌تر خواهد بود که آن را به یک تغییر بالقوه خطرناک تبدیل می‌کند!

[1] semi-drop center

[2] drop center

[3] Ljubljana

[4] high light: روش مورداستفاده برای ساخت چرخ‌های سبک خودروهای مسابقه‌ای

[5] Koenigsegg

[6] REGERA

مجموعه پارتستان ارائه دهنده تمامی قطعات لوازم یدکی به خصوص لوازم یدکی هیوندای و لوازم یدکی کیا است اگر چنانچه قصد خرید از ما را دارید میتوانید با کارشناسان ما تماس بگیرید تا شما را راهنمایی کنند.