CN103293074A

CN103293074A - 橡胶高温硬度动态测量装置

Info

Publication number: CN103293074A
Application number: CN2013102129099A
Authority: CN
Inventors: 吕晓仁; 王世杰; 张育增
Original assignee: Shenyang University of Technology
Current assignee: Shenyang University of Technology
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2033-05-31
Also published as: CN103293074B

Abstract

本发明涉及一种橡胶高温硬度动态测量装置，能够对橡胶在不同温度下的硬度进行动态测量，解决如何评价橡胶零部件在实际工况条件下温度变化导致其表面硬度改变的问题。包括温控箱、邵氏硬度计、加热板、加热板固定架、橡胶试样放置板、硬度计支架等部分。温控箱的温度调节范围是室温-300℃。硬度计支架中部开设一通孔，内置邵氏硬度计，两者间隙配合，实现邵氏硬度计的轴向移动。硬度计支架的高度可根据橡胶试样的厚度调节。为了使测量结果具有稳定性和准确性，排除人为影响，硬度计可下移的距离等于顶针的高度。采用本发明可进行不同橡胶配方材料的高温硬度测试。

Description

橡胶高温硬度动态测量装置

技术领域

本发明属于测量装置领域，涉及一种橡胶高温硬度动态测量装置，能够对橡胶试样在不同温度下的硬度进行动态测量。

背景技术

近年来，橡胶作为一种重要工程材料, 在汽车、采油和建筑等领域中的应用广泛。随着应用领域的不断拓宽,使用环境逐渐复杂,人们对橡胶制品的性能要求越来越高。

橡胶在使用过程中往往伴随温度的升高，温度的改变将影响材料的组织结构和应力，从而导致橡胶硬度的变化。硬度是材料承载和抗磨损能力的关键指标之一，因此了解不同温度下橡胶硬度是十分重要和必要的，但到目前为止还没有一套能够动态测量橡胶不同温度下硬度的试验装置。

发明内容

发明目的：

本发明的目的在于提供一种橡胶高温硬度动态测量装置，能够对橡胶在不同温度下的硬度进行动态测量，解决如何评价橡胶零部件在实际工况条件下温度变化导致其硬度改变的问题。

技术方案：

本发明是通过以下技术方案实施的：

一种橡胶高温硬度动态测量装置，其特征在于：该装置包括温控箱、邵氏硬度计、加热板、加热板固定架、橡胶试样放置板、硬度计支架；温控箱通过加热板电源线连接加热板，加热板下方设有加热板固定架；加热板上设有橡胶试样放置板，橡胶试样放置在橡胶试样放置板上；橡胶试样放置板上方设有硬度计支架，硬度计支架中部开设一通孔，内置邵氏硬度计，两者间隙配合，实现邵氏硬度计的轴向移动。

温控箱的面板上设有橡胶试样温度显示板，橡胶试样温度显示板下方为设定温度显示板，设定温度显示板下方为温度设置面板，温度设置面板下方还设有总开关，温控箱顶部连接有两股总电源线，第一股总电源线连接电源插头，第二股总电源线连接加热板，总电源线与温控箱顶部之间设有胶圈；第二股总电源线由加热板电源线和温度传感器信号线构成，加热板电源线包括加热板电源火线和加热板电源零线。

在第二股总电源线靠近加热板的位置处设有线夹。

邵氏硬度计支架和加热板固定架的结构采用分体式结构；邵氏硬度计支架包括邵氏硬度计支架横梁，在邵氏硬度计支架横梁两端连接有与其垂直的邵氏硬度计支架纵梁，在邵氏硬度计支架纵梁的两端下部设有邵氏硬度计支架立柱；加热板固定架包括加热板固定架立柱，加热板固定架立柱上方设有由其支撑的加热板固定架纵梁和加热板固定架横梁，加热板固定架纵梁与加热板固定架横梁垂直。

硬度计支架的高度能够根据橡胶试样的厚度调节，邵氏硬度计可下移的距离等于顶针的高度。

橡胶试样放置板采用铝合金制造。

温控箱的温度调节范围是室温-300℃。

热电偶焊接在橡胶试样放置板中间部位。

加热板固定架和邵氏硬度计支架均采用螺栓连接。

优点和效果：

本发明这种橡胶高温硬度动态测量装置，具有精度高、安装、拆卸、使用及维护方便的优点，主要技术指标如下：

（1）温度范围：室温-300℃；

（2）升温速率：10℃/min；

（3）样品尺寸：尺寸大于Φ20mm，厚度大于2mm即可；

（4）邵氏硬度范围：0-100。

附图说明：

图1是本发明的设计原理框图；

图2 是本发明的主视图；

图3是本发明的俯视图；

图4是加热板横梁与纵梁的连接方式示意图；

图5是本发明硬度计初始放置位置示意图；

图6是本发明立体图。

附图标记说明：

1.加热板固定架立柱；2.邵氏硬度计支架横梁；3.橡胶试样放置板；4.橡胶试样；5.邵氏硬度计；6.加热板；7.加热板电源零线；8.温控箱；9.橡胶式样温度显示板；10.胶圈；11.设定温度显示板；12.总电源线；13.温度设置面板；14.总开关；15.邵氏硬度计支架纵梁；16.邵氏硬度计支架立柱；17.加热板固定架纵梁；18.加热板固定架横梁；19. M5X8螺钉；20.电源插头；21.加热板电源火线；22.温度传感器信号线；23.线夹；24. M5X25螺钉；25. M5螺母；26.顶针；27.热电偶。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行具体说明：

本发明提供一种橡胶高温硬度动态测量装置，如图1-图6中所示：该装置包括温控箱8、邵氏硬度计5、加热板6、加热板固定架、橡胶试样放置板3、硬度计支架；温控箱8通过加热板电源线（加热板电源零线7和加热板电源火线21）连接加热板6，加热板6下方设有加热板固定架；加热板6上设有橡胶试样放置板3，橡胶试样4放置在橡胶试样放置板3上；橡胶试样放置板3上方设有硬度计支架，硬度计支架中部开设一通孔，内置邵氏硬度计5，两者间隙配合，实现邵氏硬度计的轴向移动。在温控箱面板上设定温度后，通过温度传感器将加热信号传递给加热板使其工作，当橡胶试样放置板的温度达到设定值后保温，同时温控箱实时显示橡胶试样放置板的实际温度，利用装配在邵氏硬度计支架上的邵氏硬度计测量橡胶试样硬度。

温控箱8的面板上设有橡胶试样温度显示板9，橡胶试样温度显示板9下方为设定温度显示板11，设定温度显示板11下方为温度设置面板13，温度设置面板13下方还设有总开关14，温控箱8顶部连接有两股总电源线12，第一股总电源线12-1连接电源插头20，第二股总电源线12-2连接加热板6，总电源线与温控箱8顶部之间设有胶圈10；第二股总电源线12-2由加热板电源线和温度传感器信号线22构成，加热板电源线包括加热板电源火线21和加热板电源零线7。

在第二股总电源线12-2靠近加热板6的位置处设有线夹23。

邵氏硬度计支架和加热板固定架的结构采用分体式结构设计，避免热损失及高温对邵氏硬度计的热损伤；邵氏硬度计支架包括邵氏硬度计支架横梁2，在邵氏硬度计支架横梁2两端连接有与其垂直的邵氏硬度计支架纵梁15，在邵氏硬度计支架纵梁15的两端下部设有邵氏硬度计支架立柱16；加热板固定架包括加热板固定架立柱1，加热板固定架立柱1上方设有由其支撑的加热板固定架纵梁17和加热板固定架横梁18，加热板固定架纵梁17与加热板固定架横梁18垂直。

加热板固定架和邵氏硬度计支架均采用螺栓连接，便于该装置的装拆。

硬度计支架的高度可以根据橡胶试样的厚度进行调节，邵氏硬度计5可下移的距离等于顶针26的高度。

橡胶试样放置板3采用铝合金制造，保证其优良的热传导能力。

温控箱8的温度调节范围是室温-300℃，满足常规橡胶试样温度要求。

热电偶27焊接在橡胶试样放置板3中间部位，并与温度传感器信号线22相连接，这样设置可以使测量的温度更加准确。

本发明的工作原理和工作过程，对照试验装置的设计原理框图（图1）和试验装置主视图和俯视图（图2和图3），说明如下：橡胶试样放置到铝合金制成的橡胶试样放置板上后，将温控箱接上电源，打开开关，温度设置面板上显示上次操作的设定温度，手动设置温度。通过温度传感器使加热板加热，当加热板温度达到设定值后保温。由于在橡胶试样内插入热电偶比较麻烦且容易损坏橡胶试样，因此将加热板上的温度近似于橡胶试样温度。移动邵氏硬度计支架到橡胶试样上方，邵氏硬度计安置到硬度计支架的通孔中，人工将邵氏硬度计压入橡胶试样，当邵氏硬度计底部和橡胶试样表面重合时，从邵氏硬度计的读表盘直接读取数值，完成测量；为了保证测量的准确性，应至少在试样上选取5个不同的测量位置。取出邵氏硬度计，移开邵氏硬度计支架，重新设定温度，重复上述步骤，进行下一个温度的硬度测量。

图2和图3为本发明试验装置的主视图和俯视图。温控箱组件的结构包括：温控箱、橡胶试样温度显示板、胶圈、设定温度显示板、总电源线、电源插头、温度设置面板、总开关。通过温度设置面板上的按键设定温度，通过温度传感器实现橡胶试验的加热。测量装置组件的结构包括：加热板固定架组件加热板、橡胶试样放置板、橡胶试样、硬度计支架组件、邵氏硬度计。温控箱和测量装置之间通过三根导线连接起来，构成一个闭环的温度控制回路。

图4是本发明的试验装置加热板固定架横梁与纵梁的连接方式。由横梁、纵梁、立柱通过螺钉和螺母连接组成，便于装拆和调整高度。

图5是本发明的试验装置硬度计初始放置位置。调整硬度计支架的位置，使硬度计可下移的距离d等于顶针26的高度h，从而保证硬度测量的稳定性和准确性，排除人为影响。

Claims

1.一种橡胶高温硬度动态测量装置，其特征在于：该装置包括温控箱（8）、邵氏硬度计（5）、加热板（6）、加热板固定架、橡胶试样放置板（3）、硬度计支架；温控箱（8）通过加热板电源线连接加热板（6），加热板（6）下方设有加热板固定架；加热板（6）上设有橡胶试样放置板（3），橡胶试样（4）放置在橡胶试样放置板（3）上；橡胶试样放置板（3）上方设有硬度计支架，硬度计支架中部开设一通孔，内置邵氏硬度计（5），两者间隙配合，实现邵氏硬度计的轴向移动。

2.根据权利要求1所述的橡胶高温硬度动态测量装置，其特征在于：温控箱（8）的面板上设有橡胶试样温度显示板（9），橡胶试样温度显示板（9）下方为设定温度显示板（11），设定温度显示板（11）下方为温度设置面板（13），温度设置面板（13）下方还设有总开关（14），温控箱（8）顶部连接有两股总电源线（12），第一股总电源线（12-1）连接电源插头（20），第二股总电源线（12-2）连接加热板（6），总电源线与温控箱（8）顶部之间设有胶圈（10）；第二股总电源线（12-2）由加热板电源线和温度传感器信号线（22）构成，加热板电源线包括加热板电源火线（21）和加热板电源零线（7）。

3.根据权利要求2所述的橡胶高温硬度动态测量装置，其特征在于：在第二股总电源线（12-2）靠近加热板（6）的位置处设有线夹（23）。

4.根据权利要求1所述的橡胶高温硬度动态测量装置，其特征在于：邵氏硬度计支架和加热板固定架的结构采用分体式结构；邵氏硬度计支架包括邵氏硬度计支架横梁（2），在邵氏硬度计支架横梁（2）两端连接有与其垂直的邵氏硬度计支架纵梁（15），在邵氏硬度计支架纵梁（15）的两端下部设有邵氏硬度计支架立柱（16）；加热板固定架包括加热板固定架立柱（1），加热板固定架立柱（1）上方设有由其支撑的加热板固定架纵梁（17）和加热板固定架横梁（18），加热板固定架纵梁（17）与加热板固定架横梁（18）垂直。

5.根据权利要求1所述的橡胶高温硬度动态测量装置，其特征在于：硬度计支架的高度能够根据橡胶试样的厚度调节，邵氏硬度计（5）可下移的距离等于顶针（26）的高度。

6.根据权利要求l 所述的橡胶高温硬度动态测量装置，其特征在于：橡胶试样放置板（3）采用铝合金制造。

7.根据权利要求l 所述的橡胶高温硬度动态测量装置，其特征在于：温控箱（8）的温度调节范围是室温-300℃。

8.根据权利要求l 所述的橡胶高温硬度动态测量装置，其特征在于：热电偶（27）焊接在橡胶试样放置板（3）中间部位。

9.根据权利要求l 或4所述的橡胶高温硬度动态测量装置，其特征在于：加热板固定架和邵氏硬度计支架均采用螺栓连接。