A Design of 3 Piece Run Flat Mobile Tire Changer For 22.5” Rims

Year 2023, Volume: 64 Issue: 713, 615 - 632, 16.01.2024

Fatih Karaman Ruhi Yeşildal

Abstract

As the usage of the Run Flat tires has prevailed in automotive industry, it has become a necessity to design a machine to mount-demount Run Flat tire safely. The reasons of that necessity can be explained as: unsafe and inefficient methods, immobile changer machines. In this study, it was aimed to design a mobile Run Flat tire changer for (3) piece Run Flat of the tires of Anti Riot Vehicle Solidworks, one of the CAD applications was used to analyze. Analysis processes were performed multiple times and the stress on the components of the design were checked. According to results, the last cross-sectional areas and dimensions were determined. At the first stage of study, rigid models of the equipment were set up. At the second stage, statistical analyses were executed. At the final stage, Von Mises Stress (MPa) and Ures Displacement (mm) values were calculated and the results were examined. Von Mises Stress (MPa) value of the arm mechanism was calculated as 222,4 MPa; Ures Displacement (mm) value of that was calculated as 0,407 mm; Coefficient of Safety was calculated as 1,57. As the size of the arm mechanism were increased, ergonomics of the model was affected negatively but Von Mises Stress (MPa) and Ures Displacement (mm) values were decreased. Maximum stresses and deformations were occurred on the surface of the tip. The design which provided workplace safety was achieved by maintaining the Coefficient of Safety high.

Keywords

Rim, run flat, static structural analysis, solidworks

22,5 İnch Jantlar İçin 3 Parça Run Flat Mobil Sökme Takma Makinesi Tasarımı

Abstract

Otomotiv sektöründe, Run Flat lastik kullanımının artması; Run Flat’in verimli ve emniyetli bir şekilde sökülüp takılmasına yönelik uygun bir makine tasarımını ihtiyaç haline getirmiştir. Söz konusu ihtiyacın nedenleri olarak: mevcut yöntemlerin emniyetsiz ve verimsiz olması, değiştirme makinelerinin mobil olmaması sayılabilir.
Bu çalışmada Toplumsal Olaylara Müdahale Aracı (TOMA) lastiklerindeki (3) parçalı Run Flat’in değişmesi için mobil Run Flat sökme takma makinesinin tasarlanması amaçlanmıştır. Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) uygulaması olan Solidworks programı kullanılmıştır. Analiz işlemleri birçok defa tekrarlanmış ve tasarım elemanları üzerinde oluşan gerilmeler kontrol edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre ekipmana ait en son boyut ve kesit alanları belirlenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında ekipmanların katı modelleri oluşturulmuş, ikinci aşamasında statik analiz yapılmıştır. Son aşamada ise Von Mises Stress (MPa) ve Ures Displacement (mm) değerleri bulunmuş ve sonuçlar incelenmiştir. Kol mekanizması Von Mises Stress (MPa ) değeri 222,4 MPa; Kol mekanizması Ures Displacement (mm) değeri 0,407 mm; Emniyet katsayısı 1,57 olarak bulunmuştur. Kol mekanizmasının boyutları artırıldıkça ergonomik yapı olumsuz etkilenmiş ancak Von Mises Stress (MPa) ile Ures Displacement (mm) değerleri azalmıştır. Maksimum gerilmeler ve deformasyon, kol mekanizması tırnak yüzeyinde meydana gelmiştir. Emniyet katsayısı yüksek tutularak iş güvenliği sağlayan bir tasarım elde edilmiştir.

Keywords

Jant, run flat, statik yapısal analiz, solidworks

References

• Baranowski, P., & Malachowski, J., (2015). “Numerical Study of Selected Military Vehicle Chassis Subjected to Blast Loading in Terms of Tire Strength Improving’’. Bulletin of the polish academy of sciences Technical Sciences, vol. 63, no. 4, p. 867-878. Doi: https://doi.org/10.1515/bpasts-2015-0099.
• Cho, J.R., Lee J.H., Jeong K.M., Kim K.W., (2011). ‘‘Optimum Design of Run-Flat Tire Insert Rubber by Genetic Algorithm’’. Finite elements in analysis and design, vol 52, p. 60-70.
• Ejsmont, J., Jackowski J., Luty W., Motrycz G., Stryjek P., & Zurek, B.S., (2014). “Analysis of Rolling Resistance of Tires with Run Flat Insert’’. Key engineering materials, vol. 597, p. 165-170. Doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.597.165.
• Geredelioğlu, O., (2012). Taşıt Lastikleri. http://www.mmo.org.tr/resimler/dosya_ekler/ec629c5a05155f1 _ ek.pdf (Retrieved: 10.12.2022).
• Grimaldi, F.R., (1998). ‘‘Run-Flats for People Mover System’’. Transactions on the built environment, vol. 33, p. 511-520.
• “Hutchinson Defense and Mobility Systems’’. (2023). https://www.hutchinsoninc.com/about-us/ (Retrieved: 18- December-2023).
• Liu, H., Pan, Y., Bian, H., Wang, C., (2021). Optimize Design of RunFlat Tires by Simulation and Experimental Research. Materials, vol 14, p. 474-487.
• “Materials Informations Research’’. (2023). https://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID= 10b74ebc2 7344380ab16b1b69f1cffbb (Retrieved: 31-January-2023).
• Mohamed Ali, N., Seng, C.H., Din, A.I., Hakim, A., & Mohamed, M.S., (2016). Design and Development of the Mechanism for Run Flat Tyre Part 1, Faculty of Mechanical Engineering, Universiti Malaysia Pahang.
• Pamuk, C., (2018). Run Flat sistemlerinin analizi. (Yüksek Lisans Tezi). Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Karabük.
• Zhou, G., Ma, Z.D., Cheng, A., Li, G., & Huang, J., (2014). ‘‘Design Optimization of a Run Flat Structure Based on Multi-Objectivegenetic Algorithm’’. Struct multidisc optim, vol. 51, p. 1363-1371. Doi: https://doi.org/ 10.1007/s00158-014-1217-5.