Ðề: [Nhờ giúp đỡ] TÍNH LỰC CẮT LỐP CAO SU XE Ô TÔ!
Cậu dùng từ "cắt lốp" là không chính xác, xem video thì thấy cái máy này có nhiệm vụ bóc các vòng tanh ra khỏi lốp.
Các lốp xe cũ được thu gom để tái chế thành các loại nguyên vật liệu khác nhau, vừa bảo vệ môi trường, lại cung cấp nguyên liệu cho một số ngành sản xuất, đây là một việc rất hữu ích. Trước tiên, người ta tách phần dây thép làm tanh ra khỏi phần vật liệu mềm, sau đó nghiền (mài) nhỏ chiếc lốp ra rồi phân loại nguyên liệu để dành cho các mục đích khác nhau.
Quá trình bóc tách các vòng tanh ra thực chất là sự phá hủy cục bộ chiếc lốp, theo kiểu nào cũng được, miễn là lấy được các vòng tanh ra khỏi lốp. Do đó, khá phức tạp nếu định dùng các phương trình vật lý hoặc cơ học để phân tích các lực này. Ta có thể thấy lực liên kết các vòng tanh với vỏ xe phụ thuộc vào cường lực (khả năng chịu kéo đứt) của các lớp vải mành và của dây thép, lực bám dính giữa cao su và vải, giữa cao su và dây thép, kết cấu các lớp vật liệu tại gót lốp, kết cấu các vòng tanh... Trong quá trình phá hủy đó, tất nhiên là yếu tố liên kết nào kém nhất sẽ bị hạ gục, có thể là các lớp cao su bị tách ra khỏi vải hoặc dây thép, có thể các sợi vải bị kéo hoặc cắt đứt, cũng có thể dây thép bị đứt...
Trong video ta thấy các vòng tanh bị kéo ra là do khi chúng bị kéo, chúng đã kéo/cắt đứt các sợi vải. Quá trình này nên hiểu như sau: Đầu tiên, liên kết cao su-dây thép bị phá vỡ => vòng tanh bị rút ra khỏi vị trí vốn có => lực liên kết các sợi vải phân bố không đều tại 1 vị trí cục bộ, các sợi vải chịu lực không đều => chúng bị kéo/cắt đứt lần lượt cho đến khi toàn bộ vòng tanh tách được ra. Cậu nên biết, nếu phân bố lực đều thì nói chung là các vòng tanh sẽ đứt chứ vải ít khi bị tổn thương, các thử nghiệm phá nổ lốp thường cho kết quả như vậy.
Thế nhưng liên kết giữa cao su và thép tanh lại liên quan đến đơn pha chế của cao su, công nghệ bọc cao su lên sợi thép... và với lốp cũ thì mức độ bị ô xy hóa của dây thép cũng ảnh hưởng rất nhiều đến liên kết này. Tóm lại, đây là bài toán rất nhiều biến số không xác định được.
Theo ý cá nhân, tớ cho rằng cậu cần tính toán lực kéo của máy với khả năng xấu nhất là buộc phải kéo đứt toàn bộ vòng tanh, khi đó, chắc chắn là trong những điều kiện bình thường, nó dư sức kéo đứt các lớp vải như ta đã thấy trong các video. Vấn đề còn lại là cậu cần biết 1 vòng tanh có thể đứt với lực là bao nhiêu. Cậu có thể tham khảo nhiều nguồn tài liệu khác, tiện đây, tớ cung cấp cho cậu vài số liệu thực tế để cậu nghiên cứu:
- Sợi thép tanh ô tô có đường kính 0.76~0.95 mm
- Cường lực (ứng suất) kéo đứt 220 kgf/mm^2
- Lốp xe tải và xe bus thường có 2 vòng tanh mỗi bên gót, mỗi vòng gồm 36~72 sợi (lốp chạy ở mỏ còn nhiều hơn, có thể 3 vòng tanh và mỗi vòng trên 100 sợi).
Tất nhiên là cậu thấy ngay rằng phải một lực rất lớn mới kéo đứt được các vòng tanh, nhưng cậu yên tâm là với các cơ cấu thủy lực và cơ học thì lực vài trăm tấn không phải là cái gì quá ghê gớm!
