CN104749060B - 一种胎面胶磨耗测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于橡胶磨耗检测技术领域，涉及一种胎面胶磨耗测试方法，实现在负荷、转速、磨耗角等实验参数均可调节的模拟条件下，完成胎面胶的磨耗测试；具体包括试样的制作与固定、磨削机构的加荷、胶轮的回转、胶轮的偏转和试样颗粒的称量与结果比较，通过对磨削机构的加荷的控制以实现不同载荷的调节，通过对胶轮的回转的控制以实现不同转速的调节，通过对胶轮的偏转的控制以实现不同磨耗角的调节；该方法操作简单，条件易控，测试准确，适于广泛应用。

Description

一种胎面胶磨耗测试方法

技术领域：

本发明属于橡胶磨耗检测技术领域，涉及一种胎面胶磨耗测试方法，实现在负荷、转速、磨耗角等实验参数均可调节的模拟条件下，完成胎面胶的磨耗测试。

背景技术：

轮胎胎面的耐磨性能是衡量轮胎使用寿命的重要指标之一，也是每个轮胎厂的必检项目。目前为止，实验室内橡胶磨耗常见的测试方法有阿克隆磨耗、DIN磨耗和格拉西里磨耗等实验方法，所述阿克隆磨耗试验方法，是以环形试样，在一定速度、一定的负荷作用下，以一定的倾斜角与氧化铝砂轮进行滚动摩擦；该方法主要适用于邵氏硬度为55～80的橡胶材料，虽然涉及的装置结构简单、应用广泛，但是制备试样较麻烦，且相对滑动比例对不同的橡胶是不同的，导致对磨耗结果有一定的影响；所述DIN磨耗试样方法，是将圆柱形试样以一定的载荷压在旋转的砂纸辊筒上，试样在辊筒上做横向移动，测量一定行程后圆柱形试样的磨耗体积，该试验中，载荷和砂纸的粗糙度都对磨耗体积有决定性影响，因此需要定期校正载荷、更换砂纸，该试验方法具有所需试样小、试验方法简单易操作、数据误差小等优势，但是维护成本高、测试条件不可调；所述格拉西里磨耗试验方法是将试样压在以恒定速度旋转的砂纸圆盘上，测定一定行程(或功率)的体积磨耗量，该方法中试样的体积磨耗量随负荷、转速和温度的增加而增大，砂纸粒度对磨耗体积的影响较大，砂纸的粒子愈粗磨耗体积愈大。

上述测试方法均存在以下缺陷：测试条件不可调、影响测试的因素较多、测试结果精确度不够等，虽然中国专利200720048254.6和200710026737.0公开的一种橡胶磨耗测试设备，但是其并未公开一种通用性较强的胎面胶磨耗测试方法，而能够广泛应用于实验室或工厂中，因此，发明人经过长期潜心研究，设计出一种通用性较强的胎面胶磨耗测试方法，在模仿车胎的运行状态下，模拟滚动阻力与车胎转弯时的滑动摩擦力，以测试出胎面胶的耐磨耗性能。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种胎面胶磨耗测试方法，实现在负荷、转速、磨耗角等实验参数均可调节的条件下，对胎面胶进行磨耗测试，并根据实验数据预测出胎面胶的耐磨性。

为了实现上述目的，本发明涉及的胎面胶磨耗测试方法具体包括以下工艺步骤：

(1)试样的制作与固定：将硫化成型的胎面胶折弯成轮胎形状粘到胶轮上，注意粘接时不应受到张力，如果设计的胎面胶长度不能完全包住胶轮而存在有槽口，则用现有技术中阿克隆磨耗试验机固定试样的方法，用一个粘性橡胶条补上槽口使得胎面胶完全包在胶轮上，然后将胶轮套接在胶轮轴上并旋入胶轮挡板加以固定；

(2)磨削机构的加荷：尼龙辊对包覆在胶轮上试样的压力由砝码提供，根据杠杆比例关系通过调整挂设在砝码支架上砝码的质量以调节尼龙辊作用在胶轮试样上的荷载力；

(3)胶轮的回转：打开控制面板上的电源开关，将磨耗时间调至试验所需时间并按下“启动”按钮，由Ⅰ号电机通过Ⅰ号减速机控制的胶轮开始运转，由于磨削机构中的尼龙辊与胶轮紧密邻接，尼龙辊在与之等高且有压力接触的试样带动下一起回转；

(4)胶轮的偏转：打开角度调节机构的Ⅱ号电机，通过Ⅱ号减速机带动曲柄上的连杆摆动，在连杆的传动作用下，遥杆带动电机座一起摆动，胶轮随固定在电机座上的Ⅰ号电机和Ⅰ号减速机一体式做连续的偏移运动，使包覆在胶轮上的试样与尼龙辊产生相对的滑动以实现试样的磨削；

(5)试样颗粒的称量与结果比较：在包覆有试样的胶轮的下方底座上铺设纸张用于收集磨削下来的试样颗粒，在对结果进行比较时，将荷载、转速、磨耗角三个变量中的任意两个变量固定，调整另一个变量的大小并收集磨削下来的颗粒，然后进行分组称量对比，颗粒质量大的，说明此条件下耐磨性能差，颗粒质量小的，说明此条件下耐磨性能好。

优选的，通过对步骤(2)磨削机构的加荷的控制以实现不同载荷的调节；通过对步骤(3)胶轮的回转的控制以实现不同转速的调节；通过对步骤(4)胶轮的偏转的控制以实现不同磨耗角的调节。

本发明涉及的胎面胶磨耗测试方法是在胎面胶磨耗测试设备中实现的，该设备主体结构包括磨削机构、回转机构、角度调节机构和电控箱共四大部分，磨削机构具体包括底座、固定支架、角度调节支架、尼龙辊、砝码支架、尼龙辊支架和砝码，回转机构具体包括胶轮轴、胶轮挡板、胶轮、轴承、胶轮轴支架、Ⅰ号减速机、Ⅰ号电机和毛刷支架，角度调节机构具体包括摇杆、电机座、连杆、曲柄、Ⅱ号减速机、Ⅱ号电机和摇杆支架，电控箱具体包括控制箱和控制面板；内空式框体结构的固定支架通过螺栓固定在底座上，尼龙辊与尼龙辊支架的径向通过螺钉固定在固定支架上的螺孔中，尼龙辊上包有砂纸，尼龙辊支架的两端压在尼龙辊的中心轴上，固定支架的底端通过螺钉安装有角度调节支架，砝码支架通过铰链连接在尼龙辊支架上，砝码支架上挂设有砝码用于提供尼龙辊对试样的压力，砝码支架与尼龙辊支架之间为转动副结构以便于尼龙辊支架改变压力方向；立体式箱体结构的控制箱固定安放在底座上并与固定支架相邻，控制箱的顶端设置有与内部电器部件电连接的控制面板用于实现对整体装置的电控；Ⅰ号电机固定安装在电机座上并通过Ⅰ号减速机与控制箱电连接，Ⅰ号减速机的另一端通过轴承与胶轮轴支架上的胶轮轴连接，胶轮安装在胶轮轴上并通过外部的胶轮挡板和内侧自身的阶梯轴固定，胶轮与磨削机构中的尼龙辊紧密邻接；角度调节机构中摇杆与回转机构中电机座为一体式结构，固定在底座上的摇杆支架与摇杆通过销轴连接，连杆的一端通过铰链与摇杆活动式连接，另一端通过曲柄与带Ⅱ号减速机的Ⅱ号电机对接，Ⅱ号电机固定安装在底座上并通过Ⅱ号减速机与控制箱电连接；电机座上通过螺栓固定有毛刷支架，毛刷支架上带有的毛刷能够将磨耗测试时产生的粉末状胶粉刷下来以增加测试精度。

本发明与现有技术相比，Ⅰ号减速机和Ⅰ号电机相配合控制胶轮的转速，Ⅱ号减速机和Ⅱ号电机相配合控制胶轮的摆动磨耗角，不同砝码通过对尼龙辊的加载控制胶轮上试样的负荷，实现了对胎面胶的简便、有效、精准的磨耗测试；该方法操作简单，条件易控，测试准确，适于广泛应用。

附图说明：

图1为本发明涉及的测试方法的工艺流程示意框图。

图2为本发明的主体结构原理示意图。

图3为本发明的主体结构左视图。

图4为本发明中涉及的角度调节机构的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明作出进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下实施方式。

实施例：

本实施例涉及的胎面胶磨耗测试方法具体包括以下步骤：

(1)试样的制作与固定：将硫化成型的胎面胶(以下简称试样)折弯成轮胎形状粘到胶轮12上，注意粘接时不应受到张力，如果设计的试样长度不能完全包住胶轮12而存在有槽口，则用现有技术中阿克隆磨耗试验机固定试样的方法，用一个粘性橡胶条补上槽口使得试样完全包在胶轮12上，然后将胶轮12套接在胶轮轴10上并旋入胶轮挡板11加以固定；

(2)磨削机构的加荷：尼龙辊4对包覆在胶轮12上试样的压力由砝码7提供，根据杠杆比例关系通过调整挂设在砝码支架5上砝码7的质量以调节尼龙辊4作用在胶轮12试样上的荷载力，例如质量2000g的砝码作用在试样上的荷载力为49.44N；

(3)胶轮的回转：打开控制面板9上的电源开关，将磨耗时间调至试验所需时间并按下“启动”按钮，由Ⅰ号电机16通过Ⅰ号减速机15控制的胶轮12开始运转，由于磨削机构中的尼龙辊4与胶轮12紧密邻接，尼龙辊4在与之等高且有压力接触的试样带动下一起回转；

(4)胶轮的偏转：打开角度调节机构的Ⅱ号电机22，通过Ⅱ号减速机21带动曲柄20上的连杆19摆动，在连杆19的传动作用下，遥杆17带动电机座一起摆动，胶轮12随固定在电机座18上的Ⅰ号电机16和Ⅰ号减速机15一体式做连续的偏移运动，使包覆在胶轮12上的试样与尼龙辊4产生相对的滑动以实现试样的磨削；

(5)试样颗粒的称量与结果比较：在包覆有试样的胶轮12的下方底座1上铺设纸张用于收集磨削下来的试样颗粒，在对结果进行比较时，将荷载、转速、磨耗角三个变量中的任意两个变量固定，调整另一个变量的大小并收集磨削下来的颗粒，然后进行分组称量对比，颗粒质量大的，说明此条件下耐磨性能差，颗粒质量小的，说明此条件下耐磨性能好。

本实施例中通过磨削机构中砝码加荷的控制以实现不同载荷的调节；通过尼龙辊回转的控制以实现不同转速的调节；通过胶轮偏转的控制以实现不同磨耗角的调节。

本实施例中涉及的胎面胶磨耗测试方法是在胎面胶磨耗测试设备中进行，该设备主体结构包括磨削机构、回转机构、角度调节机构和电控箱共四大部分，磨削机构具体包括底座1、固定支架2、角度调节支架3、尼龙辊4、砝码支架5、尼龙辊支架6和砝码7，回转机构具体包括胶轮轴10、胶轮挡板11、胶轮12、轴承13、胶轮轴支架14、Ⅰ号减速机15、Ⅰ号电机16和毛刷支架24，角度调节机构具体包括摇杆17、电机座18、连杆19、曲柄20、Ⅱ号减速机21、Ⅱ号电机22和摇杆支架23，电控箱具体包括控制箱8和控制面板9；内空式框体结构的固定支架2通过螺栓固定在底座1上，尼龙辊4与尼龙辊支架6的径向通过螺钉固定在固定支架2上的螺孔中，尼龙辊4上包有砂纸，尼龙辊支架6的两端压在尼龙辊4的中心轴上，固定支架2的底端通过螺钉安装有角度调节支架3，砝码支架5通过铰链连接在尼龙辊支架6上，砝码支架5上挂设有砝码7用于提供尼龙辊4对试样的压力，砝码支架5与尼龙辊支架6之间为转动副结构以便于尼龙辊支架6改变压力方向；立体式箱体结构的控制箱8固定安放在底座1上并与固定支架2相邻，控制箱8的顶端设置有与内部电器部件电连接的控制面板9用于实现对整体装置的电控；Ⅰ号电机16固定安装在电机座18上并通过Ⅰ号减速机15与控制箱8电连接，Ⅰ号减速机15的另一端通过轴承13与胶轮轴支架14上的胶轮轴10连接，胶轮12安装在胶轮轴10上并通过外部的胶轮挡板11和内侧自身的阶梯轴固定，胶轮12与磨削机构中的尼龙辊4紧密邻接；角度调节机构中摇杆17与回转机构中电机座18为一体式结构，固定在底座1上的摇杆支架23与摇杆17通过销轴连接，连杆19的一端通过铰链与摇杆17活动式连接，另一端通过曲柄20与带Ⅱ号减速机21的Ⅱ号电机22对接，Ⅱ号电机22固定安装在底座1上并通过Ⅱ号减速机21与控制箱8电连接；电机座18上通过螺栓固定有毛刷支架24，毛刷支架24上带有的毛刷能够将磨耗测试时产生的粉末状胶粉刷下来以增加测试精度。

本实施例中涉及的角度调节机构(如图4所示)，当Ⅱ号电机22带动曲柄20旋转时，在连杆19的传动作用下，遥杆17带动电机座18上的Ⅰ号电机16和Ⅰ号减速机15逐渐升高，从而在电机座18与底座1之间形成夹角，装配在电机座18上的Ⅰ号减速机15和胶轮12整体摆动，从而改变胶轮12的平面与尼龙辊4的平面之间的角度(磨耗角)，该角度越小，试样与尼龙辊4之间的摩擦力越小，实现轮胎在平整路面的磨耗模拟；该角度越大，试样与尼龙辊4之间的摩擦力越大，实现轮胎在粗糙路面的磨耗模拟；胶轮12的平面与尼龙辊4的平面之间的角度调节范围为0-45°。

Claims (2)

1.一种胎面胶磨耗测试方法，其特征在于在胎面胶磨耗测试设备中实现，具体包括以下工艺步骤：

(1)试样的制作与固定：将硫化成型的胎面胶折弯成轮胎形状粘到胶轮上，注意粘接时不应受到张力，如果设计的胎面胶长度不能完全包住胶轮而存在有槽口，则用现有技术中阿克隆磨耗试验机固定试样的方法，用一个粘性橡胶条补上槽口使得胎面胶完全包在胶轮上，然后将胶轮套接在胶轮轴上并旋入胶轮挡板加以固定；

(2)磨削机构的加荷：尼龙辊对包覆在胶轮上试样的压力由砝码提供，根据杠杆比例关系通过调整挂设在砝码支架上砝码的质量以调节尼龙辊作用在胶轮试样上的荷载力；

(3)胶轮的回转：打开控制面板上的电源开关，将磨耗时间调至试验所需时间并按下启动按钮，由Ⅰ号电机通过Ⅰ号减速机控制的胶轮开始运转，由于磨削机构中的尼龙辊与胶轮紧密邻接，尼龙辊在与之等高且有压力接触的试样带动下一起回转；

(4)胶轮的偏转：打开角度调节机构的Ⅱ号电机，通过Ⅱ号减速机带动曲柄上的连杆摆动，在连杆的传动作用下，遥杆带动电机座一起摆动，胶轮随固定在电机座上的Ⅰ号电机和Ⅰ号减速机一体式做连续的偏移运动，使包覆在胶轮上的试样与尼龙辊产生相对的滑动以实现试样的磨削；

(5)试样颗粒的称量与结果比较：在包覆有试样的胶轮的下方底座上铺设纸张用于收集磨削下来的试样颗粒，在对结果进行比较时，将荷载、转速、磨耗角三个变量中的任意两个变量固定，调整另一个变量的大小并收集磨削下来的颗粒，然后进行分组称量对比，颗粒质量大的耐磨性能差，颗粒质量小的，耐磨性能好；

所述胎面胶磨耗测试设备主体结构包括磨削机构、回转机构、角度调节机构和电控箱四部分，磨削机构具体包括底座、固定支架、角度调节支架、尼龙辊、砝码支架、尼龙辊支架和砝码，回转机构具体包括胶轮轴、胶轮挡板、胶轮、轴承、胶轮轴支架、Ⅰ号减速机、Ⅰ号电机和毛刷支架，角度调节机构具体包括摇杆、电机座、连杆、曲柄、Ⅱ号减速机、Ⅱ号电机和摇杆支架，电控箱具体包括控制箱和控制面板；内空式框体结构的固定支架通过螺栓固定在底座上，尼龙辊与尼龙辊支架的径向通过螺钉固定在固定支架上的螺孔中，尼龙辊上包有砂纸，尼龙辊支架的两端压在尼龙辊的中心轴上，固定支架的底端通过螺钉安装有角度调节支架，砝码支架通过铰链连接在尼龙辊支架上，砝码支架上挂设有砝码用于提供尼龙辊对试样的压力，砝码支架与尼龙辊支架之间为转动副结构以便于尼龙辊支架改变压力方向；立体式箱体结构的控制箱固定安放在底座上并与固定支架相邻，控制箱的顶端设置有与内部电器部件电连接的控制面板用于实现对整体装置的电控；Ⅰ号电机固定安装在电机座上并通过Ⅰ号减速机与控制箱电连接，Ⅰ号减速机的另一端通过轴承与胶轮轴支架上的胶轮轴连接，胶轮安装在胶轮轴上并通过外部的胶轮挡板和内侧自身的阶梯轴固定，胶轮与磨削机构中的尼龙辊紧密邻接；角度调节机构中摇杆与回转机构中电机座为一体式结构，固定在底座上的摇杆支架与摇杆通过销轴连接，连杆的一端通过铰链与摇杆活动式连接，另一端通过曲柄与带Ⅱ号减速机的Ⅱ号电机对接，Ⅱ号电机固定安装在底座上并通过Ⅱ号减速机与控制箱电连接；电机座上通过螺栓固定有毛刷支架，毛刷支架上带有的毛刷能够将磨耗测试时产生的粉末状胶粉刷下来以增加测试精度。

2.根据权利要求1所述的胎面胶磨耗测试方法，其特征在于通过控制步骤(2)磨削机构的加荷实现不同载荷的调节；通过控制步骤(3)胶轮的回转实现不同转速的调节；通过控制步骤(4)胶轮的偏转实现不同磨耗角的调节。