الإطار ( Tyre )
☰ جدول المحتويات
الإطــار غطاء للحافة الخارجية للعجلة. وتصنع أغلب الإطارات من المطاط المقوّى ببعض أنواع النسيج، وتكون هوائية (تملأ بالهواء المضغوط). وتُستخدم الإطارات فى الطائرات والدّراجات والحافلات والسيارات وآلات نقل التربة والمناجم والدراجات البخارية وعربات الترويح والجرارات وسيارات الشحن الكبيرة، وأنواع أخرى كثيرة من العربات. تُصنع بعض أنواع الإطارات من المطاط المصمت، مثل تلك المستخدمة في كثير من العربات وعربات اليد ذات العجلة الواحدة.
وأهم صفات الإطارات المطاطية قابليّتها لامتصاص الصّدمات الناتجة عن النتوءات الموجودة على الطريق. وتساعد الإطارات فى توفير رحلة مريحة، وتساعد في حماية أنواع كثيرة من الحمولات. كما يتحمل الهواء فى الإطار المطاطى وزن العربات.
هناك صفة أخرى مهمة للإطارات المطاطية هي قدرتها على الإمساك بإحكام على الطريق. فسطح الإطار، ويسمى الملامس، يحتوي على كثير من الأخاديد العميقة. هذه الأخاديد وكثير من الفتحات الصغيرة الأخرى التي تسمىّ شقوقًا تؤلف نمط الملامس. ويوفر الملامس قوة السحب التي تمُكّن الإطار من الإمساك بإحكام على الطريق. ويتكون جسم الإطار من الحوائط الجانبية المطاطية (الجوانب)، التي تغطي بقية الجسم وتحميه. وهى تُصنع من حزم من الأسلاك ذات قوة كبيرة لتثبيت الإطار على حافة العجلة. ويحتوي الجسم أيضاً على طبقات من نسيج حبلي مغطّى بالمطاط، تسمى كل منها طية.
كيف تُصنع الإطارات
العمليات الأولية:
قبل أن يُصنع الإطار لابد من إجراء عدة عمليات، وتشمل هذه العمليات خلط المطاط مع الكبريت ومواد كيميائية أخرى، وتغطية نسيج الحبال بالمطاط، وتقطيع النسيج المغطى بالمطاط إلى شرائح.يُخلط المطاط بالمواد الكيميائية بوساطة آلة تسمى آلة بانبوري. وتعمل المواد الكيميائية المضافة إلى المطاط على تقويته وتزيد من مقاومته للبلى. ويخرج المطاط من الآلة على شكل ألواح.
يُصنع نسيج الحبال من النيلون أو البوليستر أو الحرير الصناعي أو الفولاذ. وتجري تغطية نسيج الحبال بطبقة من المطاط باستخدام الحبال والمطاط معاً لتكوّن نسيجاً مغطىً بالمطاط. ثم تقطع آلة القطع نسيج الحبال المغطى بالمطاط إلى شرائح وفق المقاسات المطلوبة.
 |
 أجـزاء الإطــار |
تجميع الإطار:
يُجمع الإطار باليد على بكرة تدور ببطء تسمى الأسطوانة، وتأخذ الأسطوانة نفس قطر العجلة التي يُركّب عليها. ويلف العامل الذى يسمى باني الإطار، أثناء دوران الأسطوانة، بطانة داخلية حول الأسطوانة. وتتكون البطانة الداخلية من طوق من مطاط خاص يجعل الغطاء مُحّكماً لايسمح للهواء بالنّفّاذ. ثم َيلفّ باني الإطار نسيج الحبال المغطى بالمطاط حول الأسطوانة، طبقة طبقة. وتحتوي معظم إطارات السيارات هذه الأيام على حزامين من النسيج بين الطبقات والملامس. وتُصنع الأحزمة من الفولاذ أو خيوط مصنّعة تقاوم التمدد، مثل الأراميد أو الألياف الزجاجية أو الرايون.يضيف باني الإطار خرزتين، بعد وضع الطبقات. تتكون كل خرزة من عدة أسلاك من الفولاذ المجدول والتي تم لفها معاً على شكل طوق وتُغطّى بمطاط متين. توضع الخرزة عند نقطة تلامس الإطار مع حافة العجلة ثم تُلفّ نهايتا كل طبقة حول الخرزة لضمان تثبيت الخرزة في الإطار.
 |
أحزمة الإطار تحسن قوة السحب والثبات وتخفض البلى وذلك بوضع أكبر قدر من الملامس على الطريق، كما هو موضح في الرسم التوضيحي أسفل. |
يكون الإطار الأخضر (غير المعالج) آنئذ مهيئًا للفلكنة. وتجمع عملية الفلكنة بين المواد الكيميائية وخام المطاط، وتصنع منتجًا مطاطيًا قويًا ومتينًا ومرنًا. يخرج الإطار من الأسطوانة ويوضع في مكبس المعالجة. ويحتوي المكبس على كيس مطّاطيَّ كبير يسمى المثانة وقالب به تجاويف وأخاديد كبيرة بالنمط المطلوب للملامس. وعندما يغلق المكبس ترفع درجة الحرارة، وتملأ المثانة بالبخار. ويدفع ضغط البخار الإطار ليأخذ شكل القالب، ثم تضغط المثانة وقالب الإطار إلى شكله النهائي كاملاً بنمط الملامس. ★ تَصَفح: المطاط.
تؤدّى كثيرٌ من هذه الخطوات، هذه الأيام، بآلات مصممة خصيصًا لذلك. ولقد أدّى إلغاء العمليات اليدوية إلى تحسين الإنتاجية وتصنيع منتجات متماثلة.
تجديد الملامس للإطار:
بعد أن تبلى بنية الملامس الأصلى، يمكن تجديد الملامس أو إعادة تشكيل الإطار إذا كان بحالة جيدة. في البداية يزال الملامس القديم باستخدام آلة، ثم يضع العامل مطاطًا للملامس الجديد ويضع الإطار في القالب. تجري بعد ذلك فلكنة الملامس الجديد ونمط الملامس في الإطار القديم. ويتم في بعض الأوقات لصق الملامس الجديد وبه الأنماط التي يكون قد تم فلكنتها إلى جسم الإطار المجهّز.أنواع الإطارات وأنماط الملامس
 |
أنواع عديدة من الإطارات تصنع هذه الأيام. وتوضح الصورة أعلاه منظرًا جانبيًا لإطار طبقته فولاذية مع مناظر أمامية (من اليسار إلى اليمين)، لإطار طبقة معدنية، وإطار طبقة نصف قطرية، وإطار للطين، وإطار ذو منظر جانبي منخفض. يختلف نمط الملامس طبقاً للأنواع |
الإطارات المائلة:
تُبنى بنسيج الحبل الذي يوضع مائلاً ـ أي منحرفاً ـ من حافة إلى أخرى. وتضاف كل طبقة بحيث تقع الحبال على زاوية تضاد زاوية الحبال التى تحتها.عندما تتحرك العربة، تحك طبقات الإطار بعضها ببعض وأيضاً بالملامس في حركة تسمى المرونة والتلوي. تنتج هذه الحركة حرارة داخلية، وهي أحد الأسباب الكبيرة في تهتّك الإطار، حيث تؤدّي الحرارة الشديدة إلى فصل الملامس أو تشقق الطبقات.
الإطارات نصف القطرية:
يُبنى هذا النوع من الإطارات بنسيج حبال يوضع مستقيماً بعرض الإطار من حافة إلى أخرى، وتحُزم جميع الإطارات نصف القطرية. ُتوجد في الإطارات المحزّمة أحزمة نسيج حبال توضع بين الطبقات والملامس. وتساعد الأحزمة على منع حدوث الثقوب وتمنع من تلوّي الملامس. وينتج الجمع بين الطبقة نصف القطرية والأحزمة ملامس إطارات أطول عمرًا من إطارات الطبقة المنحرفة. ومقاومة الإطارات نصف القطرية للتلف أعلى من غيرها لمرونتها، كما أن طبقتها أقل من إطارات الطبقة المنحرفة، كما أنها تدور بسهولة أكثر، فتوفر الوقود. |
مقارنة مقاسات الإطار |
الإطارات ذات المظهر الجانبى المنخفض:
تستخدم هذه الإطارات في كثير من السيارات ذات الأداء المرتفع. وتظهر هذه الإطارات ممتلئة أكثر من الإطارات العادية كما أنها عريضة من الحائط الجانبي إلى الحائط الجانبي أكثر من الارتفاع الملامس إلى حافة العجلة. ويكون ملامسها أكبر بحيث يكون تلامسه مع الطريق أكبر من الإطارات القياسية، ويعمل هذا الجزء المضاف للملامس على زيادة عرض أثر القدم (العجلات)، ويزيد من قوة السّحب. وتزيد هذه الإطارات في الثبات الذي ازداد من خلال شكل الإطار، كما أنها تتحكم عند السرعات العالية وحول المنحنيات أكثر مما تفعل الإطارات القياسية.أنماط الملامس للإطار:
تُصمم أنماط الملامس في مجموعات منوعة حسب الأغراض الخاصة. فعلى سبيل المثال يوجد في إطارات الثلج ملامس أخاديد بأعماق إضافية. ويحفر الملامس في الثلج والطين، معطياً قوة جر استثنائية بينما تكون إطارات الثلج غير فعالة على الجليد والثلج الصلد نظراً لوجود الأخاديد، فإنها لاتستطيع أن تزيد من قوة السحب ويوجد فى إطارات الثلج بالجوايط مسامير مدببة تسمى جوايط، تبرز من الإطار مثل أظافر الأصابع الصغيرة والحادة، وهي تحفر في الجليد، معطية قوة سحب إضافية. وتحظر بعض المناطق هذه الإطارات، نظراً لأن الدراسات أظهرت أن الجوايط تتلف أسطح الطرق. ولقد طور المصنّعون خلال الثمانينيات إطارات تستخدم فى أي طقس، وتسمى هذه الإطارات عادة إطارات جميع الفصول. يُصنع لإطارات سيارات السباق أنماط ملامس خاصة، وكذلك لسيارات الشحن الكبيرة، وعربات التشييد المختلفة وعربات الزراعة والمركبات الحربية.العناية بالإطارات:
تبلى الإطارات مع الزمن ويجب استبدالها بانتظام. وتكون السيارة غير آمنة في حالة البلى الكبير لنمط الملامس، وتعد قيادة السيارة في حالة البلى الكبير جداً لنمط الملامس انتهاكاً لقواعد المرور في كثير من الدول. ويكون بلى الإطارات أكبر في عجلات السحب، ولذلك من المستحسن تبديل الإطارات الأمامية والخلفية مرة واحدة خلال فترة استخدامها.نبذة تاريخية
اخترع المهندس الأسكتلندي روبرت تومسون الإطارات الهوائية عام 1845م. وكانت أغلب المركبات، في ذلك الوقت تسير بعجلات خشبية وإطارات فولاذية. يحفظ الإطار الفولاذي الخشب ولايبلى بسرعة. ولقد أعطت إطارات تومسون دفعة لحركة النقل ولكنها لم تكن قوية بمافيه الكفاية. ظهرت أول الإطارات من المطاط المصمت في إنجلترا، واستخدمت هذه الإطارات في السيارات والدراجات.
أدخل جون بويد دنلوب وهو جراح بيطري أسكتلندي، تحسيناً على اختراع تومسون عام 1888م، حيث طور دنلوب أنابيب من المطاط مملوءةً بالهواء للدراجة الثلاثية لابنه. وجعلت هذه الإطارات حركة البدالة أسهل مما في حالة إطارات المطاط المصمت. وبعد ذلك بقليل بدأ مصنعو الدراجات في أوروبا والولايات المتحدة في استخدامها.
ظهرت الإطارات الهوائية في السيارات عام 1895م. وكما في حالة إطارات الدراجات كان هناك أنبوب واحد مملوء بالهواء. ولكن بعد أن أصبحت السيارات ثقيلة وتتميز بالسرعة العالية، لم تستطع إطارات الأنبوب الواحد تحَمّل مايكفي من هواء مضغوط إلا لزمن قليل. وتم تطوير الإطارات ذات الجزءين في أوائل القرن العشرين. وتتكون هذه الإطارات من غطاء وأنبوب من المطاط المرن تُركّب داخل الغطاء وتحتوي على الهواء. ويحتوي الأنبوب الداخلي من 3,9 - 5,3كجم لكل سم مربع من الهواء المضغوط. تسمى هذه الإطارات إطارات الضغط العالي.
عرف مصنّعو الإطارات عندئذ أن وجود كمية أقل من الهواء في الإطارات لن يتحمل وزن السيارة فقط بل يضيف راحة في الرحلات أيضاً. وظهرت في عام 1922م إطارات الضغط المنخفض أو إطارات البلون. وتحتوي هذه الإطارات من 1,2 - 2,2 كجم لكل سم من الهواء المضغوط.
ظهرت الإطارات غير الأنبوبية عام 1948م، وتتميز بغطاء محكم بحيث لايسمح بتسرب الهواء، وذلك من خلال وجود بطانة داخلية. وتزود معظم السيارات الجديدة منذ عام 1954 م بإطارات غير أنبوبية.
طوّر المصنعون خلال فترة السبعينيات من القرن العشرين الميلادي إطارات احتياطية رقيقة للاستخدام المؤقت، تكون أخفّ وزناً وتأخذ حجماً أصغر في صندوق السيارة مقارنة بالإطارات القياسية. وأدخل المصنّعون أيضاً الإطارات التي يمكن أن تعمل حتى إذا كانت خالية من الهواء.
★ تَصَفح أيضًا: دنلوب، جون بويد ؛ جوديير، تشارلز ؛ المطاط.