CN102004060B - 一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量高分子材料如硫化橡胶、塑料抵抗尖锐物刺扎性能的试验方法和装置。一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验方法，该方法包括以下的步骤：①将橡胶材料制成圆环形，硫化成型；②将圆环形橡胶材料固定在旋转物料固定杆上，并设置有尖锐物模拟轮，尖锐物模拟轮在承受载荷下转动并对圆环形橡胶材料的外表面进行刺扎；③刺扎达到要求后，记录时间和尖锐物模拟轮的转数；④称量圆环形橡胶材料刺扎后体积质量的减少量，从而表征橡胶材料抗尖锐物刺扎的性能。本专利还公开了上述方法专用的设备。本发明具有方法简单、装置简洁的特点。

Description

一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验方法和装置
技术领域
本发明涉及一种测量高分子材料如硫化橡胶、塑料抵抗尖锐物刺扎性能的试验方法和装置。
技术背景
目前，还没有表征硫化橡胶抗刺扎性能的测试方法，与之相近的仅有硫化橡胶抗切割试验方法，但此方法仅能表征硫化橡胶抗切割性能，同时，在本技术之前，目前还没有实用的与抗刺扎性能测试方法相匹配的测试设备，即便与抗刺扎性能相近的如RCP-1橡胶抗切割试验机，在实际应用中，由于该机器的切割刀具的切割频率与试样的转动频率很难达到试验所要求的一致性，因此，其反映的性能仅是硫化橡胶的抗切刮性能，而与硫化橡胶的抗刺扎性能没有较好的相关性，加上RCP-1橡胶抗切割试验机不能调节试样的负荷压力、剪切角度，更不能模拟不同尖锐物界面，因此，很难正确表征硫化橡胶的抗刺扎性能。
发明内容
为了解决上述现有技术的存在的技术缺陷，本发明的一个目的是提供一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验方法，本发明的另外一个目的是提供上测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验方法的装置。本发明实现了硫化橡胶的抗刺扎性能的表征，具有方法简单、装置简洁的特点。
为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验方法，该方法包括以下的步骤：
①将橡胶材料制成圆环形，硫化成型；
②将圆环形橡胶材料固定在旋转物料固定杆上，并设置有尖锐物模拟轮，尖锐物模拟轮在承受载荷下转动并对圆环形橡胶材料的外表面进行刺扎；
③刺扎达到要求后，记录时间和尖锐物模拟轮的转数；
④称量圆环形橡胶材料刺扎后体积质量的减少量，从而表征橡胶材料抗尖锐物刺扎的性能。
作为优选，调整尖锐物模拟轮表面设有不同刺扎针，用于模拟的不同的尖锐物表面可以对试样施加不同的刺扎。
作为优选，调整旋转物料固定杆的倾斜位置模拟不同的切割角度。
作为优选，调整尖锐物模拟轮的承受载荷模拟使用时轮胎的工作路面载荷。
应用上述的方法可以模拟不同负荷、不同刺扎工作界面、不同表面形状、不同刺扎剪切角度、不同刺扎切割距离，定性与定量的测定硫化橡胶抵抗一定压力的尖锐物刺扎后其体积质量的减少量，从而表征硫化橡胶抵抗尖锐物刺扎的性能。
为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验装置，该装置包括机座、尖锐物模拟轮、轮盘安装座、旋转物料固定杆、电机和变速箱；电机设置在机座的左侧，电机的转轴通过联轴器连接所述的变速箱，旋转物料固定杆与变速箱的输出轴相连接，旋转物料固定杆上设有两个材料固定盘；机座的右侧凸出设置有两块安装板，所述的轮盘安装座由两块三角铁架连接构成，轮盘安装座的上端左侧铰接设置在两块安装板之间；所述的尖锐物模拟轮的外表面径向设置有多根刺扎针，刺扎针正对材料固定盘的位置，尖锐物模拟轮通过转轴设置在两块三角铁架之间，轮盘安装座的上端右侧设有荷重加载构件；转轴的外端设有尖锐物模拟轮转动圈数计算传感器，计算传感器连接设有数显装置。
作为进一步改进，上述的尖锐物模拟轮的外表面径向设置有多个螺孔，所述的刺扎针上设有螺纹，刺扎针通过旋接设置在尖锐物模拟轮的外表面。刺扎针通过螺纹连接设置在尖锐物模拟轮上，具有安装更换方便的特点。
作为进一步改进，上述的刺扎针的针尖为圆锥形。圆锥形用于模拟最为苛刻的路面条件。对于模拟普通路面或缓和路面条件的，刺扎针的针尖为扁平型。
作为进一步改进，上述的轮盘安装座的左侧上方设置有凸出的配重杆，配重杆上方设置有配重块，配重块通过螺纹设置配重杆上。
作为进一步改进，该装置还包括倾斜模拟构件，倾斜模拟构件由固定板、摆动板、摆动板安装架和顶杆构成，所述的电机和变速箱设置在固定上，摆动板设置在固定板的一侧，摆动板的下端与固定板固定连接，摆动板的上端铰接设置在摆动板安装架上，并在摆动板安装架的下方设有螺杆套，顶杆穿设在螺杆套内，顶杆的内端与摆动板相抵。
上述的试验装置可以同时根据不同试验要求，变更试验负荷、模拟不同刺扎表面、调节不同工作角度，给配方设计人员与过程质量控制人员带来了表征性极好的高聚物抗刺扎性能试验方法，同时，整机小巧、外形合理、占用试验室面积小，因此，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图。
图2为二配方胶料在不同负荷下抗刺扎性能对比图。
图3为橡胶中掺用Kevlar短纤维对橡胶抗刺扎性能的影响。
具体实施方式
如图1所示一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验装置，该装置包括机座1、尖锐物模拟轮12、轮盘安装座9、旋转物料固定杆6、电机3和变速箱5；电机3设置在机座1的左侧，电机3的转轴通过联轴器4连接所述的变速箱5，旋转物料固定杆6与变速箱5的输出轴相连接，旋转物料固定杆6上设有两个材料固定盘7；机座1的右侧凸出设置有两块安装板8，所述的轮盘安装座9由两块三角铁架连接构成，轮盘安装座9的上端左侧铰接设置在两块安装板8；所述的尖锐物模拟轮12的外表面径向设置有多根刺扎针13，尖锐物模拟轮12的外表面径向设置有多个螺孔，螺孔内设有径向设置有刺扎针13，刺扎针13的针尖为圆锥形或扁平型，刺扎针13正对材料固定盘7的位置，尖锐物模拟轮12通过转轴11设置在两块三角铁架之间，轮盘安装座9的上端右侧设有荷重加载构件10；转轴11的外端设有尖锐物模拟轮12转动圈数计算传感器，计算传感器连接设有数显装置。
如图1所示， 该装置还包括倾斜模拟构件，倾斜模拟构件由固定板2、摆动板17、摆动板安装架16和顶杆19构成，所述的电机3和变速箱5设置在固定板2上，摆动板17设置在固定板2的一侧，摆动板17的下端与固定板2固定连接，摆动板17的上端铰接设置在摆动板安装架16上，并在摆动板安装架16的下方设有螺杆套18，顶杆19穿设在螺杆套18内，顶杆19的内端与摆动板17相抵。并且，轮盘安装座9的左侧上方还设置有凸出的配重杆15，配重杆15上方设置有配重块14，配重块14通过螺纹设置配重杆15上。
本发明使用的时候，包括以下的步骤：
①将橡胶材料制成圆环形，硫化成型；
②将圆环形橡胶材料20通过材料固定盘7固定在旋转物料固定杆6上，将尖锐物模拟轮12在承受载荷下转动并对圆环形橡胶材料20的外表面进行刺扎；
③刺扎达到要求后，记录时间和尖锐物模拟轮12的转数；
④称量圆环形橡胶材料20刺扎后体积质量的减少量，作参数变化图并出报表，从而表征橡胶材料20抗尖锐物刺扎的性能。
图2为二配方胶料在不同负荷下抗刺扎性能对比图。
图3为橡胶中掺用Kevlar短纤维对橡胶抗刺扎性能的影响。

Claims (6)

1.一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验装置，其特征在于：该装置包括机座（1）、尖锐物模拟轮（12）、轮盘安装座（9）、旋转物料固定杆（6）、电机（3）和变速箱（5）；电机（3）设置在机座（1）的左侧，电机（3）的转轴通过联轴器（4）连接所述的变速箱（5），旋转物料固定杆（6）与变速箱（5）的输出轴相连接，旋转物料固定杆（6）上设有两个材料固定盘（7）；机座（1）的右侧凸出设置有两块安装板（8），所述的轮盘安装座（9）由两块三角铁架连接构成，轮盘安装座（9）的上端左侧铰接设置在两块安装板（8）之间；所述的尖锐物模拟轮（12）的外表面径向设置有多根刺扎针（13），刺扎针（13）正对材料固定盘（7）的位置，尖锐物模拟轮（12）通过转轴（11）设置在两块三角铁架之间，轮盘安装座（9）的上端右侧设有荷重加载构件（10）；转轴（11）的外端设有尖锐物模拟轮（12）转动圈数计算传感器，计算传感器连接设有数显装置。
2.根据权利要求1所述的一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验装置，其特征在于：尖锐物模拟轮（12）的外表面径向设置有多个螺孔，所述的刺扎针（13）上设有螺纹，刺扎针（13）通过旋接设置在尖锐物模拟轮（12）的外表面。
3.根据权利要求1或2所述的一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验装置，其特征在于：刺扎针（13）的针尖为圆锥形。
4.根据权利要求1或2所述的一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验装置，其特征在于：刺扎针（13）的针尖为扁平型。
5.根据权利要求1所述的一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验装置，其特征在于：轮盘安装座（9）的左侧上方设置有凸出的配重杆（15），配重杆（15）上方设置有配重块（14），配重块（14）通过螺纹设置配重杆（15）上。
6.根据权利要求1或2所述的一种测量橡胶材料抗尖锐物刺扎性能的试验装置，其特征在于：该装置还包括倾斜模拟构件，倾斜模拟构件由固定板（2）、摆动板（17）、摆动板安装架（16）和顶杆（19）构成，所述的电机（3）和变速箱（5）设置在固定板（2）上，摆动板（17）设置在固定板（2）的一侧，摆动板（17）的下端与固定板（2）固定连接，摆动板（17）的上端铰接设置在摆动板安装架（16）上，并在摆动板安装架（16）的下方设有螺杆套（20），顶杆（19）穿设在螺杆套（20）内，顶杆（19）的内端与摆动板（17）相抵。
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