ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΩΤΡΩΝ ΣΕ ΕΛΚΥΣΤΗΡΕΣ ΚΑΙ ΒΑΡΕΑ ΟΧΗΜΑΤΑ

Abstract

Η τεχνολογία ελαστικών για γεωργικούς ελκυστήρες και βαρέα οχήματα αποτελεί ένα κρίσιμο σημείο τομής μεταξύ της μηχανικής, της γεωπονίας και της βιωσιμότητας. Η παρούσα διπλωματική εργασία εξέτασε την εξέλιξη, το σχεδιασμό, την απόδοση και τις μελλοντικές κατευθύνσεις των ελαστικών για γεωργικά και κατασκευαστικά οχήματα, με έμφαση τόσο στις συμβατικές όσο και στις προηγμένες τεχνολογίες. Τα εισαγωγικά κεφάλαια ανατρέχουν στην ιστορική εξέλιξη της κατασκευής ελαστικών, από τις διαγώνιες και τις ακτινικές κατασκευές έως τις σύγχρονες αρχιτεκτονικές IF Increased Flexion- Αυξημένη Κάμψη) και VF (Very High Flexion- Πολύ υψηλή κάμψη), τονίζοντας την ικανότητά τους να μεταφέρουν μεγαλύτερα φορτία σε χαμηλότερες πιέσεις. Αυτές οι καινοτομίες αποδείχθηκαν ότι μειώνουν τη συμπίεση του εδάφους, βελτιώνουν την αποδοτικότητα της πρόσφυσης και αυξάνουν την ανθεκτικότητα, προσφέροντας μετρήσιμα γεωπονικά και οικονομικά οφέλη. Η επιστήμη των υλικών και ο δομικός σχεδιασμός εξετάστηκαν σε επίπεδο εξαρτημάτων, με έμφαση στις εξελίξεις στους ελαστομερείς συνθέτες, τα ενισχυτικά κορδόνια, τη γεωμετρία του πέλματος και τις πρακτικές διασφάλισης ποιότητας. Στα επόμενα κεφάλαια αναλύθηκαν οι μηχανισμοί φθοράς του πέλματος, η συμπεριφορά κόπωσης και τα όρια αντοχής σε σκληρές συνθήκες λειτουργίας. Συγκρίθηκαν οι επιδόσεις στο χωράφι και στο δρόμο, καταδεικνύοντας τις συμβιβαστικές λύσεις μεταξύ της ελαχιστοποίησης της αντίστασης κύλισης σε ασφαλτοστρωμένες επιφάνειες και της μείωσης της παραμόρφωσης του εδάφους σε γεωργικές συνθήκες. Μελέτες περιπτώσεων γεωργικών ελκυστήρων θεριζοαλωνιστικών μηχανών, δασικών ελκυστήρων και χωματουργικών μηχανημάτων απεικόνισαν τις πρακτικές επιπτώσεις αυτών των συμβιβαστικών λύσεων. Τα πρότυπα δοκιμών και τα πρωτόκολλα αξιολόγησης εξετάστηκαν κριτικά, καλύπτοντας τις διαδικασίες ISO (International Organization for Standardization=Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης), ETRTO(European Tyre and Rim Technical Organisation=Ευρωπαϊκός Οργανισμός Τεχνικών Προδιαγραφών Ελαστικών και Ζαντών), TRA (Tire and Rim Association (USA)=Αμερικανική Ένωση Ελαστικών και Ζαντών) και SAΕ (Society of Automotive Engineers=Εταιρεία Μηχανικών Αυτοκινήτου), με έμφαση στις μεθοδολογίες εργαστηρίου έναντι των μεθοδολογιών πεδίου και στα αναδυόμενα ψηφιακά εργαλεία. Η ψηφιοποίηση αναδείχθηκε ως ένα μετασχηματιστικό θέμα: οι ενσωματωμένοι αισθητήρες, η συνδεσιμότητα IoT, η προγνωστική ανάλυση, η ψηφιακή μοντελοποίηση δίδυμων και τα κεντρικά συστήματα φουσκώματος ελαστικών με τεχνητή νοημοσύνη επαναπροσδιορίζουν τα ελαστικά ως ενεργά, επικοινωνιακά συστήματα. Αυτές οι έξυπνες τεχνολογίες επιτρέπουν την προγνωστική συντήρηση, τη βελτιστοποιημένη διαχείριση στόλου και την ενσωμάτωση με πλατφόρμες αυτόνομων οχημάτων. Τέλος, διερευνήθηκαν ζητήματα βιωσιμότητας, όπως η αναγόμωση, η ανακύκλωση, τα βιολογικά υλικά και τα πλαίσια αξιολόγησης του κύκλου ζωής. Το συμπέρασμα τόνισε ότι τα ελαστικά δεν είναι πλέον παθητικά αναλώσιμα, αλλά στρατηγικοί παράγοντες παραγωγικότητας, αποδοτικότητας και περιβαλλοντικής διαχείρισης στους τομείς της γεωργίας, των κατασκευών και των μεταφορών. Η πορεία της καινοτομίας στον τομέα των ελαστικών οδηγεί σε έξυπνα, βιώσιμα και ψηφιακά ολοκληρωμένα συστήματα που θα διαμορφώσουν το μέλλον της κινητικότητας των βαρέων οχημάτων. Tire technology for tractors and heavy vehicles is a critical intersection between engineering, agriculture, and sustainability. This thesis examined the evolution, design, performance, and future directions of tires for agricultural and construction vehicles, with an emphasis on both conventional and advanced technologies. The introductory chapters review the historical development of tire construction, from diagonal and radial constructions to modern IF (Increased Flexion) and VF (Very High Flexion) architectures, highlighting their ability to carry heavier loads at lower pressures. These innovations have been shown to reduce soil compaction, improve traction efficiency, and increase durability, offering measurable agronomic and economic benefits. Materials science and structural design were examined at the component level, with an emphasis on developments in elastomeric compounds, reinforcement cords, tread geometry, and quality assurance practices. The following chapters analyzed tread wear mechanisms, fatigue behavior, and endurance limits under harsh operating conditions. Field and road performance were compared, demonstrating the trade-offs between minimizing rolling resistance on paved surfaces and reducing soil deformation in agricultural conditions. Case studies of agricultural tractors, forestry tractors, and earthmoving machines illustrated the practical implications of these trade-offs. Test standards and evaluation protocols were critically examined, covering the procedures of ISO (International Organization for Standardization), ETRTO (European Tyre and Rim Technical Organisation), TRA (Tire and Rim Association (USA)), and SAE (Society of Automotive Engineers), with an emphasis on laboratory methodologies versus field methodologies and emerging digital tools. Digitization emerged as a transformative theme: embedded sensors, IoT connectivity, predictive analytics, digital twin modeling, and AIpowered central tire inflation systems are redefining tires as active, communicative systems. These smart technologies enable predictive maintenance, optimized fleet management, and integration with autonomous vehicle platforms. Finally, sustainability issues such as retreading, recycling, bio-based materials, and life cycle assessment frameworks were explored. The conclusion emphasized that tires are no longer passive consumables, but strategic factors in productivity, efficiency, and environmenta management in the agriculture, construction, and transportation sectors. The course of innovation in the tire sector is leading to smart, sustainable, and digitally integrated systems that will shape the future of heavy vehicle mobility.