ในการพัฒนาอุปกรณ์เคลื่อนที่และแพลตฟอร์มอัตโนมัติ พวงมาลัยซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ทำหน้าที่ขับเคลื่อนและบังคับเลี้ยวไปพร้อมๆ กัน ส่งผลโดยตรงต่อน้ำหนักบรรทุก-ความสามารถในการรับน้ำหนัก ความต้านทานการสึกหรอ การปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อม และอายุการใช้งานโดยรวมผ่านการเลือกใช้วัสดุ สถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับความแข็งแกร่ง ลักษณะการเสียดสี ความต้านทานการกัดกร่อน และระดับพวงมาลัยที่มีน้ำหนักเบา ดังนั้นในระหว่างขั้นตอนการออกแบบและการผลิต วัสดุจะต้องได้รับการคัดเลือกทางวิทยาศาสตร์ตามเงื่อนไขการปฏิบัติงาน เพื่อให้ได้สมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างประสิทธิภาพและราคา
โครงสร้างหลักของพวงมาลัยโดยทั่วไปประกอบด้วยดุม ดอกยาง ตัวเรือนลูกปืน และขั้วต่อพวงมาลัย โดยแต่ละส่วนประกอบจะเน้นการเลือกวัสดุของตัวเอง ดุมในฐานะที่เป็นส่วนประกอบหลักในการรับน้ำหนักและกำลังส่ง มักทำจากเหล็กกล้าโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง-หรืออลูมิเนียมอัลลอยด์ที่มีความแข็งแรงสูง- โลหะผสมเหล็กมีความทนทานต่อแรงกระแทกและต้านทานความล้าได้ดีเยี่ยม ทำให้เหมาะสำหรับ-ยานยนต์อุตสาหกรรมที่ใช้งานหนักและ-สภาวะหยุดรถบ่อยครั้ง ในทางกลับกัน อลูมิเนียมอัลลอยด์ช่วยลดน้ำหนักได้อย่างมากในขณะที่มีความแข็งแกร่งเพียงพอ ซึ่งเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการตอบสนองแบบไดนามิก และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหุ่นยนต์โลจิสติกส์น้ำหนักเบาและยานพาหนะบริการ
ดอกยางเป็นส่วนที่สัมผัสพื้นโดยตรง และวัสดุของดอกยางจะกำหนดแรงยึดเกาะ ความต้านทานการสึกหรอ และประสิทธิภาพการกันกระแทกของพวงมาลัย วัสดุทั่วไป ได้แก่ ยางธรรมชาติ ยางสังเคราะห์ (เช่น ยางนีโอพรีน และยางโพลียูรีเทน) และวัสดุผสมโพลีเมอร์ ยางธรรมชาติมีความยืดหยุ่นและการยึดเกาะที่ดี แต่มีแนวโน้มที่จะเสื่อมสภาพเมื่อได้รับน้ำมันหรือรังสียูวี ยางสังเคราะห์สามารถรวมคุณสมบัติต้านทานน้ำมัน ทนต่อสภาพอากาศ และทนต่อการฉีกขาด ผ่านการปรับเปลี่ยนสูตร ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมที่ซับซ้อน ยางโพลียูรีเทนมีคุณสมบัติต้านทานการสึกหรอสูงและความแข็งปานกลาง ช่วยลดความต้านทานการหมุนได้อย่างมาก และยืดอายุการใช้งานบนพื้นผิวเรียบและแข็ง สำหรับสถานการณ์ที่ต้องการการป้องกันไฟฟ้าสถิตย์หรือความสะอาด คุณสามารถเพิ่มสารตัวเติมที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าหรือโพลีเมอร์ที่มีการหลั่งต่ำ-ลงในสูตรดอกยางเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดเฉพาะด้านการปฏิบัติงานเฉพาะ
ตัวเรือนแบริ่งและส่วนต่อบังคับเลี้ยวต้องใช้วัสดุที่เน้นความทนทานต่อการสึกหรอ ทนต่อการกัดกร่อน และความเสถียรของมิติ โดยปกติแล้วจะใช้เหล็กกล้าคาร์บอนหรือสเตนเลสที่ผ่านการอบร้อน- แบบแรกมีความคุ้มค่า-และมีความแข็งแกร่งเพียงพอสำหรับสภาวะการทำงานส่วนใหญ่ ในขณะที่แบบหลังรักษาความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น เป็นกรด เป็นด่าง หรือสเปรย์เกลือสูง- ซึ่งจะช่วยลดความต้านทานในการหมุนและเพิ่มระยะห่างเนื่องจากสนิม ในการใช้งานที่ความเร็วสูง-ซึ่งต้องการความเฉื่อยในการหมุนที่ลดลง โลหะผสมน้ำหนักเบาที่มีการชุบแข็งพื้นผิวมักถูกเลือกเพื่อสร้างสมดุลระหว่างความแข็งแรงและประสิทธิภาพแบบไดนามิก
ในสภาพแวดล้อมพิเศษ วัสดุคอมโพสิตและโพลีเมอร์ดัดแปลงจะถูกใช้เพื่อสร้างดุมล้อหรือดอกยาง ตัวอย่างเช่น คอมโพสิตเสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ทำให้มีน้ำหนักเบามากในขณะที่ยังคงรักษาความแข็งแรงสูง ทำให้เหมาะสำหรับ-AGV ระดับไฮเอนด์และแพลตฟอร์มมือถือที่มีความแม่นยำ พลาสติกวิศวกรรมดัดแปลงซึ่งมีคุณสมบัติ-หล่อลื่นได้เอง เสียง-เสียงต่ำ และทนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี- ถูกนำมาใช้ในห้องปลอดเชื้อหรือสายการผลิตอาหารซึ่งมีการควบคุมเสียงรบกวนและมลพิษอย่างเข้มงวด
นอกจากคุณสมบัติทางกลขั้นพื้นฐานแล้ว เสถียรภาพทางความร้อนของวัสดุ -ความทนทานต่ออุณหภูมิต่ำ และความเข้ากันได้กับสารหล่อลื่นยังต้องได้รับการประเมินอย่างครอบคลุมในระหว่างการเลือกอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ในห้องเย็นหรือสภาพแวดล้อมการทำงานที่มีอุณหภูมิต่ำ- ควรให้ความสำคัญกับสูตรยางที่มีอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วต่ำกว่าและมีความเปราะบางน้อยกว่าที่อุณหภูมิต่ำ ในสภาพแวดล้อมการอบที่อุณหภูมิสูงหรือการแผ่รังสีความร้อน จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถควบคุมการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนของดุมล้อและวัสดุดอกยางได้ เพื่อป้องกันไม่ให้มิติไม่เสถียรส่งผลต่อความแม่นยำในการบังคับเลี้ยว
โดยรวมแล้ว การเลือกวัสดุหลักสำหรับพวงมาลัยถือเป็นศิลปะทางวิศวกรรมที่แสวงหาความสมดุลที่เหมาะสมที่สุดระหว่างความแข็งแกร่ง น้ำหนัก ความทนทานต่อการสึกหรอ การปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อม และราคา ด้วยการจับคู่วัสดุและสภาพการทำงานอย่างเหมาะสม ไม่เพียงแต่สามารถปรับปรุงความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของพวงมาลัยได้ แต่ยังเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานและประสิทธิภาพการควบคุมของยานพาหนะทั้งคันอีกด้วย โดยให้การรับประกันที่มั่นคงสำหรับการทำงานที่มั่นคงของระบบอัตโนมัติแบบเคลื่อนที่ในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนต่างๆ
