- تصميم وتصنيع مطبات الطريق المطاطية

Abstract

الخلاصة يهدف البحث إلى تصنيع مطب صناعي من مادة المطاط (الذي ثبت أنه أفضل من مادة البلاستك في مجال استعماله ) وتوفره في الأسواق المحلية والتخلص من المشاكل التي أفرزتها تجربة تثبيت المطبات البلاستيكية على الطرق , ومن تلك المشاكل عدم مقاومة تلك المطبات للضغط الذي تتعرض له كونها تفتقر إلى عامل المرونة والانضغاطية وكذلك الأضرار التي لحقت بالشوارع والسيارات من أثر ذلك. تتلخص طريقة التصنيع باتباع منهج علمي في تصميم قالب خاص لإنتاج المطب داخل هذه الشركة بالاستفادة من الأبعاد والملاحظات التي جُمِعت من خلال دراسة مواصفات المطبات البلاستيكية المستوردة وتطوير تلك المواصفات ,صُممت عجنه مطاطية بمواصفات تلائم المنتوج وشُكِلت وفق القالب الذي صُنع باستخدام الأجهزة المتوفرة والمصممة لصناعة الإطارات علما إن المواد الأولية المستخدمة في تصنيع المطب هي نفس مواد تصنيع المنتجات المطاطية . - حُصِل على مطب مطاطي بمواصفات تضاهي المستورد وبإيجابيات عديدة ومنها صفتي الصلابة والانضغاطية وجُرِبت عمليا على الطريق وثبت إن المطبات المطاطية أطول عمرا من البلاستيكية وأكثر كفاءة .

الكلمات المفتاحية : مطبات الطريق, المطاط , البلاستك .

المقدمة إستفيدَ من الدراسات السابقة حول الموضوع آنفا في المملكة المتحدة وتطوير تلك الأفكار ((2)) , توجد عدة تصاميم للمطبات منها القصير بعرض ( 600 - 1200 (ملم والمطب الأنسيابي بعرض (4000-8000) ملم ويعتمد نوع المطب على طبيعة ونوع الشارع المصمم له المطب . فبعض الشوارع تحدد فيها السرعة (50 كم/ ساعة ) يكون عرض المطب (600( ملم . والشوارع التي تكون مركباتها اقل سرعة (سرعة محددة) يكون عرض المطب (900) ملم أو اكثر . بعد دراسة حاجة الشوارع في محافظة الديوانية والمشاكل التي ظهرت من جراء استعمال المطب البلاستيكي وجد أن المواصفات المطلوبة للمطب هي : صلابة معينة لتكون عائق أمام السيارات لتجبرها على تخفيف السرعة , ولا تكون صلابتها عالية تؤذي العجلات , أن يقاوم المطب الظروف الجوية والضغط من قبل العجلات ويحافظ على أبعاده ولا يقل سمكه بمرور الزمن فيفقد بذلك وظيفته باستمرار الخدمة . أهم ما يميز استخدام المطبات المطاطية بديلا عن المطبات البلاستيكية (وهوموضوع البحث) النقاط التالية:- 1- العمر التشغيلي والخدمة للمطبات المطاطية الفائقة على تحمل الظروف الجوية وخصوصا درجات الحرارة العالية وأشعة الشمس المباشرة, إذ إن عملية زيادة وتسارع الصلابة للمطبات المطاطية أقل بكثير من البلاستيكية حيث إن زيادة الصلابة يسبب ضعف الخواص الميكانيكية للمطب وسهولة كسره وأن البلاستك يمكن أن يتصلب إلى حد الكسر أما المطاط فتزداد صلابته ببطء ولكنه غير قابل للكسر . 2- من الأمور المهمة التي يوفرها المطب هي الإعاقة للسرع العالية وتخفيف السرعة لمتطلبات الأمان في الشارع ,في حالة المطب البلاستيكي تكون عملية مرور العجلة عليه بطريقة الصعود على المطب وبالتالي تحميل كل وزن المركبة على مساحة المطب وبدون حصول انخفاض في سمك المطب لعدم وجود المرونة في البلاستك ، هذا في حالة كون السائق منتبه ويراعى قواعد المرور من ناحية تخفيف السرعة عند المطبات واجتيازها بسرعة قليلة أما في حالة كون السائق غير منتبه أوعدم وجود مراعاة من قبله لقواعد السير يجتاز المطب بسرعة عالية فإنَ هذه العملية تسبب صدمة ميكانيكية قوية تسبب كسر المطب أو إزالته من مكانه. وهذه الحالة غير موجودة في حالة المطب المطاطي فهي تسبب أعاقة مطاطية بطريقة نابضية وتعمل على تخفيف سرعة الإطار حيث أن المطب المطاطي يسبب إعاقة أكثر للإطار ويقلل دوران الإطار وبنفس الوقت وجود مرونة ونابضية عند مرور العجلة فوق المطب وحسب وزن المركبة تكون النابضية والانضغاطية والرجوعية للمطب .

الجزء العملي صُنعت العجنة المطاطية باستخدام جهاز الخلط والتحضير (العجان المختبري ) التي تُوصل اليها وفق المواصفة الفنية في جدول رقم (1) وتهيئة العجنة للمرحلة اللاحقة بواسطة تصفيحها باستخدام العصارة المختبرية (جعلها بشكل شريط مطاطي ) بعد الانتهاء من تصنيع العجنة المطاطية بسمك معين( 3-5 (ملم , تُقسى العجنة (بواسطة تعريضها لضغط معين cm² 30) kgf/ ) وحرارة معينة ( 175( م º باستخدام القالب الخاص بالمطب (الذي صُنع داخل هذه الشركة) ظروف التقسية (175 م º , 30 دقيقة) . عُرض المنتج لمدة خزن معينة في جو رطب. التصميم الهندسي لشكل المطب :أُعتمد الشكل العام للمطب وأبعاده عن طريق مفاتحة دوائر البلدية لإرسال المطب الصناعي المعتمد لديهم واسُتحدثت فجوات هوائية أسطوانية الشكل أسفل المطب لتوفر مرونة إضافية مطلوبة، إضافة إلى مرونة المطاط التي هي صفة من صفاته الفيزياوية فضلا عن استحداث تقنية بارزة على سطح المطب لتساعد إطارات العربات على اجتياز المطب بسلاسة وتمنع انزلاقها .كُتِبت كلمة ديوانية بالخط الكوفي البارز على وجه المطب باعتبارها ماركة مسجلة للإطارات المنتجة من قبل شركتنا إضافة إلى إعطاء المطب مظهر مميز على الطريق . شكل رقم (1) تثبيت المطب : ثبت المطب عن طريق البراغي , لذا عُمِلت فتحات لتثبيت البراغي بعدد )6 لكل قطعة من المطب : أربعة لكل ركن من أركانه واثنان في أعلى سمك للمطب لضمان ثبات المطب على الإسفلت وعدم تحركه عند مرور العجلات فوقه. إن العجنة المطاطية بشكل عام تتكون من عدة عناصر تحدد نسب وجودها في العجنة المواصفات الفيزياوية لهذه العجنة كما موضح في جدول رقم (2), وبما إن الصلابة مطلوبة في المطب لذا أُختيُرت عجنة صلبة بدرجة تسمح للمطب من تأدية وظيفته بعرقلة مرور العجلات , وفي نفس الوقت لها درجة من المرونة بحيث لا تؤذي مستخدمي الطريق. الصفة الأخرى المطلوبة هي :احتفاظ المطب بأبعاده وخاصة السمك حيث إن هذه الصفة موجودة في المطاط الصناعي دون الطبيعي لأنه يتميز بالمحافظة على سمك المطب بمرور الزمن (التقادم). عند مقارنة المطب الصناعي المصنع من المطاط مع نظيره البلاستيكي (النموذج الذي اُختير للمقارنة) فأن الأول تفوق على نظيره من ناحية المرونة كما إن عمر المطب المطاطي أطول من البلاستيك كونه يمتص الصدمات والضغوط بحيث يقاوم خلعه من نقاط تثبيته عند اجتيازه ويعود لوضعه الطبيعي بعد زوال الضغط أو الصدمة وهذه إحدى مواصفات المطاط (FLEXABILITY ) وقابليته التخميدية (DAMPING ) بحيث يمتص الصدمة ولا يعكسها على إطار السيارة. - يتمتع المطب المطاطي بمظهر أنيق وإنهاء سطحي رائع مع إمكانية تشكيلية سهلة لإضافة عناصر أخرى مثل اللون والمواد العاكسة (الفسفورية) مستقبلا , وعلم ذلك من خلال مقارنة المظهر الخارجي للمطب الجديد مع مثيله المستورد.

الجدول (1) يوضح نسب المواد الداخلة في العجنة الأساس في تصنيع المطب 0

ت PPHR الوزن (كغم) اسم ألمادة 1 100 121.3 مطاط ستايرين بيوتاديين 2 5 6 أوكسيد الزنك 3 2 2.2 حامض الستياريك 4 1.5 1.7 شمع البرافين 5 1 1.35 مقاوم للأوزون 6 1.5 1.73 مقاوم للأكسدة 7 45 54 كاربون نوع F220 8 2 2.5 زيت ديوتركس 9 1.8 2 كبريت 10 1.6 1.8 معجل دي سي بي اس 161.4 194.55 المجموع PPHR :PART PER HANDRED PART OF RUBBER

ملاحظة : المواد المضافة محسوبة على اساس جزء لكل جزء من المطاط و ليست نسب مئوية .

جدول رقم (2) يوضح نتائج الفحص المختبري

ت المواصفة القياسية نتائج فحص المطب المطاطي الوحدة القياسية إسم نوع الفحص 1 10.5 الحد الأدنى 10.7 --- قوة الشد (MPA) 2 5.7 الحد الأدنى 8 --- المرونة عند الاستطالة (MPA) 300% 3 370 الحد الأدنى 375 % الاستطالة عند القطع 4 62- 70 64 --- الصلابة (IRHD) 5 60- 70 61 % الارتدادية بدرجة 50C◦ 6 25 الحد الأعلى 10 % الانضغاطية

المناقشة - أُختِيرت عجنة صلبة بدرجة تسمح للمطب من تأدية وظيفته بعرقلة مرور العجلات وفي نفس الوقت لها درجة من المرونة بحيث لا تؤذي مستخدمي الطريق. الصفة الأخرى المطلوبة هي احتفاظ المطب بأبعاده وخاصة السمك إذ إن هذه الصفة موجودة في المطاط الصناعي دون الطبيعي كونه يتميز بالمحافظة على سمك المطب بمرور الزمن (التقادم). لذا أُختِيرت عجنة مطاطية مكونة من المطاط الصناعي (ستايرين بيوتاديين )إضافة إلى نسبة من اسود الكاربون لإضفاء الصلابة المطلوبة . - يتمتع المطب المطاطي بمظهر أنيق وإنهاء سطحي رائع مع إمكانية تشكيلية سهلة لإضافة عناصر أخرى مثل اللون والمواد العاكسة (الفسفورية) مستقبلا . - المحافظة على الأبعاد حيث إن المطاط يتفوق على البلاستك في هذه الخاصية بحيث يقل سمك المطب البلاستيكي بمرور الزمن ويفقد أبعاده وبالتالي لا يصلح لوظيفته . - المطب المطاطي لا يؤذي الإسفلت الموجود تحته على عكس البلاستيكي الذي يحفر الإسفلت بتأثير الضغط (لصلابته) ويترك أثر عند رفعه بينما المطاطي لا يترك أي اثر عند رفعه - بعد نجاح المشروع يجري حاليا تطوير المنتج مقارنة مع نماذج إيرانية الصنع أُخضِعت للدراسة ويمكن تطوير المنتج وفقاً لمواصفاتها . خُفضت السرعة بنسبة (90%) اذ تتراوح سرعة اجتياز( 7.5-10) كم/ ساعة يُستنتج من نتائج التجربة الميدانية أن المطب المطاطي أفضل من البلاستيكي من عدة جوانب, كما أن الطريقة المتبعة لتثبيته على الشارع يجب أن تكون باستخدام لاصق معين يصب ضمن أخاديد ضيقة تُحفر في الشارع لتثبيت أطراف المطب على عكس الطريقة المتبعة حاليا باستخدام براغي خاصة تخلع من مكانها باستمرار الاستخدام .

المصادر 1- GNR Technologies Inc , "Specification for the safety rider speed hump " , 2003 . 2- Aassimiliano pan . ,Silivano Angus ; "Do Speed Humps Really Decrease traffic speed , an Italian experience "; accident Analysis and Prevention 33 (2001) 585-597 ; Italy . 3- AL- MAMORY, A.H. "NEW RUBBER COMPOSITE FOR ENGINE MOUNTING " PhD. theses , University of technology , Baghdad , 2005 . 4- Dr.R.K MATHAN , C HARMAN, Rubber Engineering , , Educational Committee, Indian Rubber Institute 1998,

شكل رقم (1) المظهر الخارجي للمطب المطاطي

ملاحظة : الدوائر حول كلمة (الديوانية) تقلل الاحتكاك وأخذ ذلك بنظر الاعتبار , أما المحززات الجانبية تم تطويرها في وجبات الانتاج اللاحقة.