Wiel

Het wiel is een cirkelvormige mechanische constructie die, door rotatie om een ​​as, het mogelijk maakt om glijdende beweging te vervangen door rollende beweging.

Het wiel bestaat uit de volgende onderdelen: loopvlak, afdekking, wielkern, boring en rolmechanismen.

LOOPVLAK
Het loopvlak is het buitenoppervlak van het wiel, d.w.z. het gedeelte dat in contact komt met de grond. Het kan glad of gegraveerd zijn met verhoogde patronen om de greep op de grond te verbeteren.

AFDEKKING
De afdekking, of rolstrip, is de buitenring, gemaakt van verschillende materialen, en kenmerkt het wiel.
De afdekking zit vast wanneer deze onbeweeglijk aan de wielkern is bevestigd (met lijm of een mechanische verbinding) of gemonteerd wanneer deze mechanisch op de kern is bevestigd.

WIELKERN
De wielkern is het dragende onderdeel van het wiel dat de afdekking met de boring verbindt.
De wielkern is in verschillende vormen en van verschillende materialen gemaakt; het kan uit een enkel stuk of twee meer met elkaar verbonden delen bestaan.

BORING EN ROLELEMENTEN
De boring is het middelste gedeelte van het wiel met daarin de as of de rolmechanismen die de draaiing gemakkelijker maken (kogellagers, rollagers, glijlagers enz.).

Afhankelijk van de constructiemethoden en -materialen die de afdekking vormen, kunnen de wielen worden onderverdeeld in vier families: rubberen wielen, polyurethaan wielen, monolithische (of met hard loopvlak) en pneumatische wielen.

Rubberen wielen (kunnen van standaard rubber, elastisch gevulkaniseerd rubber of thermoplastisch rubber zijn)

De afdekking van rubberen wielen bestaat uit een elastomeer gemaakt van natuurrubber en/of synthetisch rubber.
Het rubber dat voor industriële wielen wordt gebruikt, kan worden gevulkaniseerd of door middel van spuitgieten worden vervaardigd.
In het eerste geval wordt het rubber gemengd met geschikte minerale vulstoffen en vulkanisatiemiddelen en vervolgens onderworpen aan het vulkanisatieproces. Vulkanisatie verandert de moleculaire structuur van het rubber aanzienlijk: het zachte materiaal aan het begin van het proces wordt omgevormd tot een niet-smeltbaar product dat de vorm aanneemt en behoudt van de mal waarin de reactie plaatsvindt. De aldus gevormde band wordt mechanisch in de wielkern gemonteerd. Gevulkaniseerd rubber heeft verbeterde eigenschappen van elastische vervormbaarheid binnen relatief brede gebieden van toegepaste tractie- en compressiebelastingen.
In het tweede geval ondergaat het rubber een chemisch syntheseproces; het verkregen materiaal wordt vervolgens in een mal geïnjecteerd waarin de wielkern al is aangebracht. Het geïnjecteerde rubber behoudt zijn smeltbaarheid zelfs na het spuitgieten.

De fysisch-mechanische kenmerken van gevulkaniseerd rubber variëren in overeenstemming met de kwaliteit van het natuurlijke en/of synthetische rubber dat er gebruikt is, het type en de hoeveelheid toegevoegd mineraal vulmateriaal en de omstandigheden waaronder het vulkanisatieproces plaatsvindt.
Normaal gesproken zijn de elastische eigenschappen van gespoten rubber slechter dan die van de beste kwaliteit gevulkaniseerd rubber, ofschoon ze vergelijkbaar zijn met die van gevulkaniseerd rubber van matige of lage kwaliteit.

De belangrijkste fysisch-mechanische parameters met betrekking tot de kwaliteit van rubber worden hieronder vermeld (voor een definitie van elke parameter, raadpleeg de technische norm die bij de betreffende parameter staat vermeld):

De bovengenoemde parameters zijn onderling afhankelijk, dat wil zeggen dat een verandering in één parameter normaal gesproken leidt tot een verandering in de andere parameters (in verschillende mate).
De hardheidsparameter is het gemakkelijkst meetbaar: over het algemeen gaat een verhoogde hardheid gepaard met een afname van de elastische eigenschappen (veerkracht, rek bij breuk, vervorming door compressie) en
een afname in algehele prestatie van het wiel.

Daarentegen hangen parameters als scheurvastheid en afslijtverlies hoofdzakelijk af van de samenstelling van het gevulkaniseerde rubber en in mindere mate van de hardheid.

De afdekking van polyurethaan wielen bestaat uit een elastomeer die uitsluitend wordt verkregen uit de synthese van grondstoffen.
Polyurethanen zijn chemische verbindingen verkregen uit een polymerisatiereactie die veroorzaakt wordt door de menging van twee componenten die tot twee verschillende families verbindingen behoren (di-isocyanaten en polyalcoholen) en die eerder werden verhit op temperaturen die hen in de vloeibare toestand met een relatief lage viscositeit houden; elastomere polyurethanen bevatten over het algemeen geen toegevoegde minerale vulstoffen. Het reactiemengsel wordt gegoten of geïnjecteerd in verwarmde mallen die de metalen of kunststof wielkernen bevatten; de temperatuur van de mal en de wielkern die erin zit is zodanig dat de interne polymerisatiereactie van het polyurethaan gegarandeerd voltooid is en dat het polyurethaan chemisch verankerd is aan de lijm, indien aanwezig, op het oppervlak van de wielkern.
Het brede scala aan compatibele chemische verbindingen maakt het mogelijk om een ​​oneindig aantal elastomeerformuleringen te verkrijgen; het komt vaak voor dat de fysisch-chemische eigenschappen van de verbinding vergelijkbaar zijn in verschillende stoichiometrische formuleringen ("recepten"), maar de prestaties in de praktijk kunnen soms zelfs aanzienlijk variëren afhankelijk van het gebruikte product.
Normaal gesproken is gegoten polyurethaan niet langer smeltbaar, en heeft het goede elastische eigenschappen naast een gemiddelde hardheid en compressie- en trekvastheid.
Geïnjecteerd polyurethaan is smeltbaar zelfs na spuitgieten; over het algemeen heeft het lagere elastische eigenschappen maar een hogere hardheid in vergelijking met gegoten polyurethaan.

De belangrijkste fysisch-mechanische parameters met betrekking tot polyurethaan worden hieronder vermeld (voor een definitie van elke parameter, raadpleeg de technische norm die bij de betreffende parameter staat vermeld):

Bij monolithische (hard loopvlak) wielen zijn de wielkern en de afdekking van hetzelfde materiaal gemaakt. De fysisch-mechanische eigenschappen van het wiel variëren afhankelijk van het gebruikte materiaal.
Technisch gietijzer en thermoplasten behoren tot de materialen die het meest worden gebruikt voor de productie van dit type wiel.

Een luchtbandafdekking bestaat uit een rubberen band met een stoffen inzetstuk en een binnenband, die in de wielkern zijn gemonteerd. Het loopvlak kan worden gevormd of gegroefd om de grip van het wiel op de grond te vergroten.