CN107505187A - 一种新型橡胶磨耗试验机 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种检测橡胶磨耗性能的新型橡胶磨耗机。新型橡胶磨耗机采用立式结构，主要部分包括机座、机箱、传热转毂、砂带与带轮、摩擦砧、机轴与机台系统及相应配套设备，配套设备包括老化测试系统、机箱内部干燥装置、制动系统、控制面板、振打装置、减震装置、电路及温控总成。胶轮试样固定于传热转毂上，通过制冷制热系统及温控总成控制测试温度；机轴与机台系统控制调节测试摩擦正压力和摩擦偏角；振打装置实现无粉砂除屑；减震装置、老化测试装置、机箱内部干燥装置、制动系统用于更精准地模拟及测试橡胶在老化磨损、刹车制动实际情况下的磨耗。

Description

一种新型橡胶磨耗试验机

技术领域

本发明涉及一种材料测试设备，特别涉及一种检测橡胶材料磨耗参数的全自动磨耗机。

背景技术

橡胶磨耗试验机是橡胶行业广泛使用的用于测试橡胶材料磨耗性能的一种设备。多是使橡胶试样进行摩擦，通过测量实验前后橡胶试样减轻的重量来评估橡胶的磨耗性能。

在作为轮胎使用时，由于橡胶本身的物化特性，在往复变形的情况下橡胶内部会产生热量，由于橡胶内部产热将会改变橡胶的多种特性，其中也包括橡胶的磨耗特性。由此得出，橡胶的磨好实验必须考虑到橡胶的内部产热这种特点，但是目前现有的多数磨耗机并没有考虑到橡胶内部产热这一实事，即使有也是通过实验时升高橡胶试样所处的外部环境温度来实现改变橡胶试样的温度，但是通过实验证明，橡胶试样在从外部加热的条件下检测到的磨耗参数与橡胶作为轮胎在实际生活中的磨耗参数有较大差别。

橡胶试样在磨耗实验中会掉落胶屑，有些会沾粘到摩擦物上，比如砂轮、砂带等。当摩擦物上沾粘的胶屑过多时将会影响橡胶试样的磨耗参数的测量。

目前的磨耗试验机大多性能较为单一且实验过程较为繁琐，有些高端的产品功能较为完全，但是价格较高，且关键的橡胶内部产热的情况模拟不到位。综上原因，现如今急需一种集合橡胶试样高低温调节，能模拟出橡胶内部产热特性，无粉砂除屑，橡胶试样正压力添加，橡胶试样摩擦角的添加，橡胶试样老化条件模拟，橡胶试样在实验时能实现制动摩擦模拟等综合实验模式的机器。

发明内容

发明技术方案中，新型橡胶磨耗机采用立式结构，主要部分包括有：机座、机箱、胶轮试样固定部分的传热转毂、胶轮试样摩擦部分的砂带与带轮和摩擦砧、胶轮试样实验状态控制装置的机轴与机台系统、老化测试系统、胶轮试样温度控制部分的机箱内部干燥装置和温控总成、制动装置、控制面板、振打装置、减震装置、磨耗机总体控制部分。

机箱用玻璃、硬质亚克力或者其他透明可观测箱体内部状况且拥有足够强度的材料构成，箱体上与胶轮试样平行的靠近转毂夹持装置的壁板上开有胶轮试样装卸操作门，门的大小以可方便人工更换胶轮试样为准来确定。机箱中安装有测试装置与系统。机座与机箱相邻，机座中装有电机、压缩机、控制芯片等辅助装置与系统。传热转毂同机轴与机台系统固定连接。机台通过丝杆带动传热转毂靠近与远离砂带。机轴通过电机带动齿轮箱偏转，同时机台连同传热转毂以机轴为中心轴转动。与传热转毂相对的一侧为砂带，砂带另一侧为摩擦砧，摩擦砧为一滚轮，滚轮圆心与胶轮试样圆心的连线与二者之间的砂带垂直，滚轮可随砂带自由滚动。作为摩擦砧的进一步改进，摩擦砧与砂带接触面可为一纯平面，此平面表面镀光铬以增加表面硬度和光洁度或其他类似作用的镀料。砂带运行时将保持一部分砂带位于传热转毂与摩擦砧之间，形成传热转毂-砂带-摩擦砧的空间关系。传热转毂上的胶轮试样可靠砂带的转动所带动而旋转。纯平面摩擦砧与砂带轮共用一个固定背板，摩擦平面紧贴砂带为砂带提供有效支撑；滚轮摩擦砧随着砂带转动做无滑动滚动，其作用是为砂带提供有效支撑。当传热转毂靠近砂带并且贴紧并挤压砂带时，由于砂带会产生较大的挠曲变形，将紧贴于摩擦砧上表面，摩擦砧的作用是为砂带提供一个可依附的受力面。砂带经由砂带电机带动的主动轮实现运动，同时砂带带动传热转毂上的胶轮试样转动产生磨耗。磨耗机顶部所安装的机轴步进电机机轴端装有机轴蜗杆，与机轴蜗杆相配合的机轴蜗轮安装并固定于机轴顶端，机轴的旋转使胶轮试样与砂带相对运动时二者接触面的线速度不同而产生角度差。以砂带轮作为砂带的分界点，砂带在运动到摩擦砧段之后进入到两个砂带轮之间的分段，振打装置固定于此段砂带内侧，振打装置上的振打击锤可以高速往复运动，不断高速击打此段砂带内侧，振打频率以每分钟180次到220次为佳。减震装置外形为圆柱形，连接机台与固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架，外部为弹簧定位管，内部装有弹簧，弹簧定位管两端分别为一个内法兰和一个外法兰，外法兰通过螺栓螺母固定于机台，固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架与减震装置配合处，固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架的柱状尾端设置有外法兰，此外法兰与弹簧定位管内法兰相配合，弹簧定位管内法兰卡住固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架使固定架被弹簧挤压，弹簧另一侧与机台表面接触并且在此状态下弹簧的弹力保持在为30牛上下浮动3牛为佳。减震装置安装于传热转毂与机台连接部分，内部通过弹簧实现两部分的软连接。减震装置另一部分位于齿轮箱通出的四根丝杆与通出四根丝杆的齿轮箱壁板相对的另一侧齿轮箱壁板相接处处，丝杆与此壁板之间经过加装弹簧与弹簧固定法兰使丝杆与齿轮箱此侧背板实现软连接。

所述传热转毂部分，其结构两侧对称，两侧由外向内依次排列为固定端、活动端转股夹持装置固定把手、固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架、固定端、活动端胶轮试样夹持片，对称中心线处安装固定垫和与其配合的胶轮试样。固定垫材质采用铜、镁等热导率高，比热容低，力学强度高的材料。传热转毂整体由外向内留有通道，转毂内部中空。固定垫为薄圆筒状，圆筒壁厚取2mm为宜其轴向厚度略小于胶轮试样的轴向厚度，二者的轴向厚度差以1mm到2mm为佳，此结构使固定端、活动端胶轮试样夹持片向内加紧胶轮试样和与之配合的固定垫时，固定端、活动端胶轮试样夹持片与固定垫接触之前已经与胶轮试样接触，接触固定端、活动端胶轮试样夹持片时胶轮试样产生微小形变，增大固定端、活动端胶轮试样夹持片与胶轮试样之间的摩擦力，防止胶轮试样发生滑动。固定垫外表面加工为锯齿状锯齿顶角为60度，轴向截面为等边三角形状高为0.5mm的凸牙。胶轮试样为内径略大于固定垫的中空短圆柱外径，胶轮试样外形为圆环状，胶轮试样的厚度取7mm±0.2mm，轴向厚度为25mm±0.2mm，经计算尺寸控制在此范围内的胶轮试样在实验时内外表面温差不会过大，避免了当胶轮试样外表温度达到所预期温度时，胶轮试样内表面温度过高而引起橡胶变质的状况；同时轴向厚度取25mm，保证胶轮试样在大载荷的情况下不会由于受力面过小产生扭曲变形。固定垫外径与胶轮试样内经相等，胶轮试样内表面加工为可以与固定垫良好咬合的锯齿。固定垫外表面锯齿与胶轮试样内表面锯齿相配合，从而实现胶轮试样的固定和增加换热面积的作用。固定端、活动端胶轮试样夹持片为圆形片状结构，片状结构厚度为4mm，中心部位有圆柱状凸台，在圆柱状凸台的背面有一与夹持片同心的圆形凸起，目的是与固定垫内表面相配合防止固定垫和与其配合的胶轮试样滑动。固定端、活动端胶轮试样夹持片凸台中心有孔贯穿，孔的内表面有螺纹来与固定端、活动端转股夹持装置固定把手连接。固定端、活动端胶轮试样夹持片与固定端、活动端转股夹持装置固定把手通过内外螺纹相连接并且与固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架上的孔相配合，使一体的转毂夹持片与夹持装置固定把手的主体部分分别位于转毂固定架的两侧，传热转毂两侧结构相对于胶轮试样中心镜面对称；其中一侧靠近机箱门的活动端转股夹持装置固定把手上固定有插销状的限位杆，并且这侧的活动端传热转毂包括传热转毂固定架上开有转毂定位孔和限位杆运动轨迹的圆弧状凹槽，凹槽一端与定位孔联通以转毂夹持装置固定把手的中心轴为中心，圆弧凹槽的方向与胶轮试样在实验时的回转方向相同，凹槽的深度随着远离定位孔而变浅，此结构的目的是为了在装胶轮试样时，扭转活动端转股夹持装置固定把手可使固定端、活动端胶轮试样夹持片不断向内夹紧胶轮试样，并且在实验时随着胶轮试样的旋转，活动端转股夹持装置固定把手存在锁紧胶轮试样的旋转趋势，防止胶轮试样在实验时松脱。装卸胶轮试样时将活动端转股夹持装置固定把手扭转一定角度使限位杆沿着凹槽运动，当限位杆对准活动端传热转毂包括传热转毂固定架上的转毂固定孔后向外抽把手，可使与活动端转股夹持装置固定把手连接的活动端胶轮试样夹持片以胶轮试样为中心向外松动，方便装卸胶轮试样。装卸胶轮试样时，先将活动端转股夹持装置固定把手转到转毂固定孔处抽出，再把胶轮试样与固定垫一同抽出即可。固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架与固定端、活动端转股夹持装置固定把手相配合连接后两者内部有通道与传热转毂内部空腔相连通，管道经由传固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架内部通出，并经配套管道与温控部分相连接。传热转毂部分的管道结构关于传热转毂中心镜面对称，两侧通道分别作为进、出气体通道口。位于有卸件限位杆的一侧，活动端传热转毂包括传热转毂固定架中有一带小腔室支管，带小腔室支管一端经由活动端传热转毂包括传热转毂固定架通出，另一端为一带有小腔室的结构，小腔室沿着径向开有通孔，使活动端转股夹持装置固定把手的管型气道部分可贯穿小腔室，两者相接的接口处做密封，活动端转股夹持装置固定把手位于小腔室部分开有气孔，使活动端转股夹持装置固定把手内部气道与小腔室连通，同时在抽拉活动端转股夹持装置固定把手时，把手上的气孔始终位于小腔室内。进气端在传热转毂内部空腔内设有一喷嘴，喷嘴的出气孔对准胶轮试与砂带接触方向，喷嘴上设置的出气孔可让气流集中喷于胶轮试样所摩擦部分下方的固定垫内壁，使胶轮试样滚动时与砂带接触部位由内向外换热以达到更真实的模拟环境。

所述摩擦砧，用于测定胶轮试样与砂带的接触压力并给胶轮试样提供有效支撑。摩擦砧为一滚轮，滚轮轴心与传热转毂轴心连接线同二者之间的砂带相互垂直。滚轮经轴与轴承固定于滚轮固定架上。滚轮固定架为一水平U型滚轮固定架，U型滚轮固定架两脚上开有对称孔，滚轮轴穿过小孔，U型滚轮固定架与滚轮的位置关系类似于U型滚轮固定架夹住滚轮，但U型滚轮固定架两脚不直接与滚轮侧面相接触，两脚平行于滚轮。U型滚轮固定架底部为一平面，压力传感器与此平面贴紧固定，当滚轮受到压力时经U型滚轮固定架将压力传给压力传感器。滚轮轴在穿过U型滚轮固定架后两端与滚轮固定壳动联，滚轮固定壳为一四方体，其长略大于滚轮半径，宽略大于滚轮轴向厚度，其高略高于滚轮直径与压力传感器厚度之和，其中一个长乘宽的面不密封，形成一无盖盒状。滚轮和滚轮固定架可装入滚轮固定壳，并且滚轮可有三分之一左右露出盒体，与滚轮固定架紧贴的压力传感器底面紧贴滚轮固定壳。固定壳内与滚轮轴垂直的两个面上设置有滑轨用来固定滚轮轴，滑轨运动方向同传热转毂与滚轮连心线共线，滚轮轴两端固联于滑轨。滚轮固定壳固定于砂带轮背板上，安装位置以能够使滚轮在不受压力作用下与砂带内侧相切为准。如此当滚轮受力，滚轮将力经滚轮固定架传导至压力传感器，压力传感器挤压滚轮固定壳，滚轮固定壳将力通过砂带轮背板传递给磨耗机整体结构框架，如此即给了胶轮试样一个有效支撑又实现了正压力的测量。作为摩擦砧的进一步改进，摩擦砧内部设有水冷通道，与砂带内表面的接触面为一表面镀有铬或者其他摩擦系数小表面硬度高不易脱落的材料的纯平面镀层。摩擦砧镀层下整合有压力传感器。摩擦砧的纯平面部分直接与砂带背板固联，连接位置以能够使摩擦砧工作平面与砂带背面无压力良好贴合为准。

所述机轴与机台系统，机轴系统包括机轴步进电机与机轴。机轴为一管型结构，外部为套管，套管一端有外法兰。套管内部为内轴、与内轴配合的一对圆锥滚子轴承和内轴上隔开两圆锥滚子轴承的轴套构成。内轴一端设有外法兰，两个圆锥滚子轴承大圆面全部面向内轴无外法兰一侧。套管与内轴通过圆锥滚子轴承正装相互配合，套管外法兰一侧靠近内轴无法兰一侧。内轴无法兰一侧通过螺栓和轴端盖与机轴蜗轮固定，使轴端盖向内挤压机轴蜗轮，机轴蜗轮沿轴向挤压与内轴配合的两个圆锥滚子轴承和两轴承之间的轴套，内轴上零件的相对位置为轴端盖-机轴蜗轮-圆锥滚子轴承-轴套-圆锥滚子轴承-内轴外法兰，使圆锥滚子轴承、轴套、内轴和机轴蜗轮成为一个整体。套管在与内部两个圆锥滚子轴承相对位置开两圈螺栓孔，通过螺栓向内挤压圆锥滚子轴承使轴承外圈固定在套管内侧。内轴固定机轴蜗轮一侧设有机轴步进电机，机轴步进电机输出轴通过联轴器与机轴蜗杆连接，机轴蜗杆与内轴固定的机轴蜗轮相配合。内轴外法兰与机台系统的齿轮箱经由螺栓螺母连接，套管外法兰固定于磨耗机整机结构框架上。机轴步进电机位于磨耗机最顶部，固定于磨耗机整机结构框架上，套管外法兰位于机轴步进电机输出轴所指方向并与机轴步进电机固定于同一框架的相对面上。机台系统主体包括齿轮箱与机台。齿轮箱为一长方体，齿轮箱其中一箱壁与机台内轴相连，与此箱壁垂直的四个箱壁之中有一个在箱体外表面固定有机台步进电机。机台步进电机将扭矩输入到齿轮箱内部，通过联轴器与机台步进电机输出轴相连。此轴上设有两个齿轮箱蜗杆，轴体与机台步进电机所固定的齿轮箱壁板垂直并且贯穿齿轮箱但不伸出齿轮箱，固定机台步进电机的齿轮箱壁板的对侧壁板上固定有齿轮箱壁板轴承座与轴承，轴一端与机台步进电机相连，另一端与对侧箱壁上的轴承相配合。齿轮箱内另设有四根丝杆同齿轮箱与机轴内轴固定的齿轮箱壁板相垂直，并凭借此处的减震装置向此壁板相对的方向延伸，通过与机轴内轴相对的齿轮箱壁板的四个孔伸出齿轮箱外，丝杆上固定有丝杆蜗轮，固定位置以能够和机台步进电机输出轴上的齿轮箱蜗杆配合为准确定，齿轮箱壁板上四个丝杆伸出口上的壁板内侧设有与丝杆配合的丝杆螺母，丝杆由丝杆螺母通出齿轮箱。四根丝杆伸出齿轮箱后分别与机台上固定的四个丝杆螺母相配合并且使机台与齿轮箱丝杆伸出的壁板相平行。

温控总成分为两个循环，包括内循环和外循环。内外循环共用一个加热制冷模块。加热模块主体为电热丝，制冷模块主体为压缩机与蒸发器，整个温控总成除必要传感器和导管外全部设置在与机箱相邻的机座内。电热丝与蒸发器分别安置于两个空腔内，并且两空腔内部安置有温度传感器，将温度转换为电信号输入到温控总成微处理器，两空腔结构类似，在这以制热腔为例说明：制热腔体两端各通出两根输气管，一端为一个内循环制热进气支管和外循环制热进气支管，另一端为内循制热环出气支管和外循环制热出气支管。加热模块的内循环制热进气支管和制冷模块的内循环制冷进气支管相汇合成为内循环进气管。以此类推温控总成的输气管汇合成内循环进气管，外循环进气管，内循环出气管，外循环出气管。加热、制冷空腔与导管相连处设置有控制阀门——外循环制冷进气支管阀门、内循环制冷进气支管阀门、外循环制热进气支管阀门、内循环制热进气支管阀门、外循环制冷出气支管阀门、内循环制冷出气支管阀门、外循环制热出气支管阀门、内循环制热出气支管阀门，并且进气支管加装有鼓风装置——制热腔鼓风装置和制冷腔鼓风装置。内循环与外循环结构类似，内循环进出气管与传热转毂所留气道相连，外循环进出气管与机箱相连，机箱内外循环进出气开口位置的确定以能够使机箱内部空气良好循环为准。内外循环整体结构类似只有小部分不同，二者的循环回路顺序分别为，内循环：制热腔(或制冷腔)→内循环制热(或制冷)出气支管→内循环出气管→传热转毂内部空腔→内循环进气管→内循环制热(或制冷)进气支管→制热腔(或制冷腔)；外循环：制热腔(或制冷腔)→外循环制热(或制冷)出气支管→外循环出气管→机箱→外循环进气管→外循环制热(或制冷)进气支管→制热腔(或制冷腔)加热制冷模块的开启与关闭，阀门的开合与风机的开关统一由温控总成微处理器下达指令，处理器判断标准除依据制热腔与制冷腔内部的温度传感器传回的温度信号外还有机箱内部感应胶轮试样表面温度的温度传感器和机箱内感应机箱内部空气温度的温度传感器传回的信号。机箱内测定胶轮试样表面温度的温度传感器应为红外温度传感器或其他可不接触胶轮试样表面测量其温度的温度传感器。以高温实验中的内循环为例，其控温逻辑为：实验开始时，输入实验所需温度，加热模块电热丝与制冷模块蒸发器开始工作，加热模块经由制热腔内部温度传感器传输制热腔内部的温度给温控总成微处理器，处理器处理信号决定电热丝电流大小，使制热腔保持在一个高于设定温度的温度并保持恒定；制冷模块使制冷腔内蒸发器持续工作保证制冷腔内蒸发器可制造的最低温度并保持恒定。机箱内测定胶轮试样表面温度的传感器传回胶轮试样表面温度信号给温控总成微处理器，经微处理器处理将回馈信号给加热模块风机和加热制冷两空腔的八个进出口阀门，当胶轮试样表面温度低于所设定温度时，制热腔鼓风装置和制热腔进出气阀门开启，制冷腔进出气阀门和制热外循环进出气阀门关闭，热气流经导气管进入传热转毂内部并在传热转毂和制热腔之间循环，加热胶轮试样。当胶轮试样表面温度超过设定温度一定温度时，机箱温度传感器传输信号给微处理器，微处理器下达指令使制热模块鼓风装置停止工作，使制热腔和传热转毂空腔内热气流循环停止循环，使胶轮试样自然冷却，当温度低于设定温度一定温度时，机箱温度传感器传信号给微处理器，微处理器下达指令使制热模块鼓风装置开始工作，使制热腔和传热转毂空腔内热气流循环开始循环，使胶轮试样升温。两个过程循环进行，使胶轮试样表面温度稳定在设定温度附近的温度区间。当胶轮试样与砂带接触进行摩擦时，胶轮试样的表面温度会迅速升高，如果温度超过设定温度过大时，机箱内胶轮试样温度传感器传输温度信号给微处理器，微处理器下达指令使加热模块鼓风装置和进出气阀门关闭；制冷模块鼓风装置和进出气阀门开启，快速冷却胶轮试样。当胶轮试样表面温度接近设定温度后关闭制冷模块鼓风装置与进出气阀门，重新回到加热模式，加热模块内循环进出气阀打开，加热模块鼓风装置根据胶轮试样表面温度情况间歇开启与关闭，使胶轮试样表面温度恒定在设定温度周围。而外循环所需要控制的温度为机箱内部的空气温度，使机箱内部保持一个恒定的温度，所设定温度应为所设想的橡胶试样使用时的环境温度。控温逻辑与内循环类似。外循环除了控制机箱内的温度外还有除去机箱内水汽的作用：在实验开始前外循环的制冷回路不断循环，使机箱内空气不断通入制冷腔内使空气内的水蒸气凝结到制冷腔内蒸发器外部翅片上，外循环进气管与机箱连接处设置有湿度感应器并与温控总成微处理器连接，向其输送湿度信号，当湿度降低到实验所需范围后，停止初始循环，进入正式实验模式。

所述老化测试系统，包括臭氧测试系统与紫外线照射装置。臭氧测试系统主要部件为臭氧发生装置，臭氧发生装置与外循环出气管(相整合，实验开始之前加热制冷模块预热时，鼓风装置开启，将臭氧发生装置内产生臭氧吹送至机箱内，并且在实验时由于外循环的鼓风装置带动。由于臭氧有易分解的特点，实验时外循环鼓风装置不停歇将臭氧吹入机箱内使机箱内臭氧浓度保持恒定。老化装置紫外线灯与控温模块在机箱内部的红外温度传感器共用一个固定架，使紫外线可以良好的照射到胶轮试样外表面。

所述制动装置，采用电磁制动或机械制动等可使传热转毂胶轮试样旋转时产生一定阻尼的装置，使胶轮试样带阻力旋转或与砂带之间相对运动时接触面存在线速度差。电磁制动器被制动片与固定端胶轮试样夹持片同心固定与转股空腔外侧，电磁制动器制动片与固定端传热转毂固定架固定，固定位置要求能与固定端胶轮试样夹持片上电磁制动器被制动片相互配合为准。此制动装置结构主体也可选择液压制动装置，液压制动固定固定盘固定于固定端传热转毂固定架靠近胶轮试样的内侧，液压制动器的液压制动片与固定端胶轮试样夹持片同心，通过挤压固定端胶轮试样夹持片与固定端转股夹持装置固定把手连接部位附近的轴体来达到制动作用。无论是电磁制动器还是液压制动器所提供的制动力都可通过磨耗机控制板面板输入实验参数来调节。本型磨耗机不仅提供无线速度差和有线速度差两类磨耗实验，还可提供不存在线速度差但带有阻尼的磨耗类型，并且通过内部处理器的控制可精确调控制动力使制动力可以无级调节。不但如此，本发明还可将上述制动类型综合使胶轮试样在规定时间内的旋转从无阻尼状态经过一定的阻尼变动直到完全抱死；反之从完全抱死经过一定得阻尼变动直到完全无阻尼的运动，以此来模拟汽车启动阶段与刹车阶段的模拟实验。

附图说明

图1为传热转毂结构、温控总成气路循环示意图和老化装置图。

图中1.老化装置紫外线灯，2.胶轮试样，3.固定垫，4.固定端胶轮试样夹持片，5.固定端传热转毂固定架，6.固定端转股部位轴承，7.转毂夹持装置固定把手内侧气道，8.固定端转股夹持装置固定把手，9.臭氧发生装置，10.外循环出气管，11.内循环出气管，12.内循环制热出气支管，13.外循环制热出气支管，14.内循环制冷出气支管，15.外循环制冷出气支管，16.内循环制热进气支管阀门，17.制热腔，18制冷腔，19.制热腔鼓风装置，20.制冷腔鼓风装置，21.活动端传热转毂固定架定位孔示意图，22.活动端胶轮试样夹持片，23.活动端传热转毂固定架，24.活动端转股部位轴承，25.限位杆，26.带小腔室支管，27.活动端转毂夹持装置固定把手，28.喷嘴，29.外循环进气管，30.内循环进气管，31.内循环制热进气支管，32.外循环制热进气支管，33.内循环制冷进气支管，34.外循环制冷进气支管，35.固定端把手固定管，36.活动端把手固定管，81.定位孔，82.凹槽，83外循环制热进气支管阀门，84.内循环制冷进气支管阀门，85.外循环制冷进气支管阀门，86.内循环制热出气支管阀门，87.外循环制热出气支管阀门，88.内循环制冷出气支管阀门，89外循环制冷出气支管阀门

图2为带电磁制动装置的传热转毂。

图中37.电磁制动器被制动片，38.电磁制动器制动片

图3为带液压制动装置的传热转毂。

图中39.液压制动固定盘，40.液压制动制动片，41.液压制动汽缸

图4为胶轮试样和固定垫拆解图。

图中3.固定垫，2.胶轮试样

图5为纯平面摩擦砧内部示意图。

图中42.镀层，43.水冷通道，44.薄片压力传感器

图6为滚轮型摩擦砧示意图。

图中45.滚轮，46.滚轮固定壳，47.滚轮轴，48.U型滚轮固定架，49.滑轨，50.滚轮摩擦砧压力传感器

图7为砂带及带轮部分。

图中摩擦砧以纯平面摩擦砧来示例，51.从动轮，52.摩擦砧，53.振打器，54.带轮悬臂，55.带轮张紧从动轮，56.砂带，57.砂带轮电机，58.皮带，59.主动轮

图8为机轴与机台示意图。

图中60.机轴步进电机，61.磨耗机最顶部盖板，62.机轴蜗杆，63.机轴蜗轮，64.机轴固定框架，65.丝杆，66.机台，67.圆锥滚子轴承，68.轴套，69.套管，70.内轴，71.齿轮箱，74.机台步进电机

图9为齿轮箱内部结构示意图。

图中72.丝杆蜗轮，73.齿轮箱蜗杆，74.机台步进电机，75.齿轮箱箱壁轴承座，76.机台步进电机输出轴，65.丝杆，

图10为机台部分减震装置示意图。

图中78.弹簧定位管，79.传热转毂固定架与减震装置配合端，80.弹簧

具体实施方案

以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细的描述。

发明技术方案中，新型橡胶磨耗机采用立式结构，主要部分包括有：机座、机箱、胶轮试样(2)固定部分的传热转毂、胶轮试样(2)摩擦部分的砂带(56)与带轮和摩擦砧(52)、胶轮试样实验状态控制装置的机轴与机台系统、老化测试系统、胶轮试样温度控制部分的机箱内部干燥装置和温控总成、制动装置、控制面板、振打装置、减震装置、磨耗机总体控制部分。

机箱用玻璃、硬质亚克力或者其他透明可观测箱体内部状况且拥有足够强度的材料构成，箱体上与胶轮试样(2)平行的靠近转毂夹持装置的壁板上开有胶轮试样装卸操作门，门的大小以可方便人工更换胶轮试样(2)为准来确定。机箱中安装有测试装置与系统。机座与机箱相邻其中装有电机、压缩机、控制芯片等辅助装置与系统。传热转毂同机轴与机台系统固定连接。机台通过丝杆(65)带动传热转毂靠近与远离砂带(56)。机轴通过电机带动齿轮箱(71)偏转，同时机台连同传热转毂以机轴为中心轴转动。与传热转毂相对的一侧为砂带(56)，砂带另一侧为摩擦砧(52)，摩擦砧为一滚轮(45)，滚轮(45)圆心与胶轮试样(2)圆心的连线与二者之间的砂带垂直，滚轮(45)可随砂带自由滚动。作为摩擦砧(52)的进一步改进，摩擦砧(52)与砂带(56)接触面可为一纯平面，此平面表面镀光铬以增加表面硬度和光洁度或其他类似作用的镀料。砂带(56)滚动时将保持一部分砂带(56)位于传热转毂与摩擦砧(52)之间，形成传热转毂-砂带(56)-摩擦砧(52)的空间关系。传热转毂上的胶轮试样(2)可靠砂带(56)的转动所带动而旋转。纯平面摩擦砧(52)与砂带轮共用一个固定背板，摩擦平面紧贴砂带(56)为砂带(56)提供有效支撑；滚轮摩擦砧随着砂带(56)转动做无滑动滚动，其作用是为砂带(56)提供有效支撑。当传热转毂靠近砂带(56)并且贴紧并挤压砂带(56)时，由于砂带(56)所产生大的挠曲，将紧贴于摩擦砧上(52)表面，摩擦砧(52)的作用是为砂带(56)提供一个可依附的受力面。砂带(56)经由砂带电机(57)带动的主动轮(59)实现运动，同时砂带(56)带动传热转毂上的胶轮试样(2)转动产生磨耗。磨耗机顶部所安装的机轴步进电机(60)机轴端装有机轴蜗杆(62)，与机轴蜗杆(62)相配合的机轴蜗轮(63)安装并固定于机轴顶端，机轴的旋转使胶轮试样(2)与砂带(56)相对运动时二者接触面的线速度产生角度差。以砂带轮作为砂带(56)的分界点，砂带(56)在运动到摩擦砧(52)段之后进入的两个砂带轮之间的分段，振打装置(53)固定于此段砂带(56)内侧，振打装置(53)上的振打击锤可以高速往复运动，不断高速击打此段砂带(56)内侧，振打频率以每分钟180次到220次为佳。减震装置外形为圆柱形，连接机台(66)与固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架(5)(23)，外部为弹簧定位管(78)，内部装有弹簧(80)，弹簧定位管(78)两端分别为一个内法兰和一个外法兰，外法兰通过螺栓螺母固定于机台(66)，固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架(5)(23)与减震装置配合处，固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架(5)(23)的柱状尾端设置有外法兰，此外法兰与弹簧定位管(78)内法兰相配合，弹簧定位管(78)内法兰卡住固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架(5)(23)使固定架被弹簧(80)挤压，弹簧(80)另一侧与机台(66)表面接触并且在此状态下弹簧(80)的弹力保持在为30牛上下浮动3牛为佳。减震装置安装于传热转毂与机台(66)连接部分，内部通过弹簧(80)实现两部分的软连接。减震装置另一部分位于齿轮箱(71)通出的四根丝杆(65)与通出四根丝杆(65)的齿轮箱(71)壁板相对的一侧齿轮箱(71)壁板相接处处，丝杆(65)与此壁板之间经过加装弹簧与弹簧固定法兰使丝杆与齿轮箱此侧背板实现软连接。

所述传热转毂部分，其结构两侧对称，两侧由外向内依次排列为固定端、活动端转股夹持装置固定把手(8)(27)、固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架(5)(23)、固定端、活动端胶轮试样夹持片(4)(22)，对称中心线处安装固定垫(3)和与其配合的胶轮试样(2)。固定垫(3)材质采用铜、镁等热导率高，比热容低，力学强度高的材料。传热转毂整体由外向内留有通道，转毂内部中空。固定垫(3)为薄圆筒状，圆筒壁厚取2mm为宜其轴向厚度略小于胶轮试样(2)的轴向厚度，二者的轴向厚度差以1到2mm为佳，此结构使固定端、活动端胶轮试样夹持片(4)(22)向内加紧胶轮试样(2)和与之配合的固定垫(3)时，固定端、活动端胶轮试样夹持片(4)(22)与固定垫(3)接触之前已经与胶轮试样(2)接触，接触固定端、活动端胶轮试样夹持片(4)(22)时胶轮试样(2)产生微小形变，增大固定端、活动端胶轮试样夹持片(4)(22)与胶轮试样(2)之间的摩擦力，防止胶轮试样(2)发生滑动。固定垫(3)外表面加工为锯齿状锯齿顶角为60度，轴向截面为等边三角形状高为0.5mm的凸牙。胶轮试样(2)为内径略大于固定垫(3)的中空短圆柱，胶轮试样(2)外形为圆环状，胶轮试样(2)的厚度取7mm±0.2mm，轴向厚度为25mm±0.2mm，经计算在此尺寸下胶轮试样(2)在实验时内外表面温差不会过大导致胶轮试样(2)外表温度达到所预期温度时，胶轮试样(2)内表面温度过高而引起橡胶变质；同时轴向厚度取25mm，胶轮试样(2)在大载荷的情况下不会由于受力面过小产生扭曲变形。固定垫(3)外径与胶轮试样(2)内经相等，胶轮试样(2)内表面加工为可以与固定垫(3)良好咬合的锯齿。固定垫(3)外表面锯齿与胶轮试样(2)内表面锯齿相配合，从而实现胶轮试样(2)的固定和增加换热面积的作用。固定端、活动端胶轮试样夹持片(4)(22)为圆形片状结构，片状结构厚度为4mm，中心部位有圆柱状凸台，在圆柱状凸台的背面有一与夹持片同心的圆形凸起，目的是与固定垫(3)内表面相配合防止固定垫和与其配合的胶轮试(2)样滑动。固定端、活动端胶轮试样夹持片(4)(22)凸台中心有孔贯穿，孔的内表面有丝来与固定端、活动端转股夹持装置固定把手(8)(27)连接。固定端、活动端胶轮试样夹持片(4)(22)与固定端、活动端转股夹持装置固定把手(8)(27)通过内外丝相连接并且与固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架(5)(23)上的孔相配合，使一体的转毂夹持片与夹持装置固定把手的主体部分分别位于转毂固定架的两侧，传热转毂两侧结构相对于胶轮试样中心镜面对称，其中一侧靠近机箱门的活动端转股夹持装置固定把手(27)上固定有插销状的限位杆(25)，并且本侧的活动端传热转毂包括传热转毂固定架(23)上开有转毂定位孔(81)和限位杆运动轨迹的圆弧状凹槽(82)，凹槽(82)一端与定位孔(81)联通以转毂夹持装置固定把手的中心轴为中心，圆弧凹槽(82)的方向与胶轮试样(2)在实验时的回转方向相同，凹槽(82)的深度随着远离定位孔(81)而变浅，此结构的目的是为了在装胶轮试样(2)时，扭转活动端转股夹持装置固定把手(27)可使固定端、活动端胶轮试样夹持片(4)(22)不断向内夹紧胶轮试样(2)，并且在实验时随着胶轮试样(2)的旋转，活动端转股夹持装置固定把手(27)存在锁紧胶轮试样(2)的旋转趋势，防止胶轮试样(2)在实验时松脱。装卸胶轮试样(2)时将活动端转股夹持装置固定把手(27)扭转一定角度使限位杆(25)沿着凹槽(82)运动，当限位杆(25)对准活动端传热转毂包括传热转毂固定架(23)上的转毂固定孔(81)后向外抽把手，可使与活动端转股夹持装置固定把手(27)连接的活动端胶轮试样夹持片(22)以胶轮试样(2)为中心向外松动，方便装卸胶轮试样(2)。装卸胶轮试样(2)时，先将活动端转股夹持装置固定把手(27)转到转毂固定孔(81)处抽出，再把胶轮试样(2)与固定垫(3)一同抽出即可。固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架(5)(23)与固定端、活动端转股夹持装置固定把手(8)(27)相配合连接后两者内部有通道与传热转毂内部空腔相连通，管道经由传固定端、活动端传热转毂包括传热转毂固定架(5)(23)内部通出，并经配套管道与温控部分相连接。传热转毂部分的管道结构关于传热转毂中心镜面对称，两侧通道分别作为进、出气体通道口。位于有卸件限位杆的一侧，活动端传热转毂包括传热转毂固定架(23)中有一带小腔室支管(26)，带小腔室支管(26)一端经由动端传热转毂包括传热转毂固定架(23)通出，另一端为一带有小腔室的结构，小腔室沿着径向开有通孔，使活动端转股夹持装置固定把手(27)的管型气道部分可贯穿小腔室，两者相接的接口处做密封，活动端转股夹持装置固定把手(27)位于小腔室部分开有气孔，使活动端转股夹持装置固定把手(27)内部气道与小腔室连通，同时在抽拉活动端转股夹持装置固定把手(27)时，把手上的气孔始终位于小腔室内。进气端在传热转毂内部空腔内设有一喷嘴(28)，喷嘴的出气孔对准胶轮试样(2)与砂带(56)接触方向，喷嘴(28)上设置的出气孔可让气流集中喷于胶轮试样(2)所摩擦部分下方的固定垫(3)内壁，使胶轮试样(2)滚动时与砂带(56)接触部位由内向外换热以达到更真实的模拟环境。

所述摩擦砧(52)，用于测定胶轮试样(2)与砂带(56)的接触压力并给胶轮试样(2)提供有效支撑。摩擦砧(52)为一滚轮(45)，滚轮(45)轴心与传热转毂轴心连接线同二者之间的砂带(56)相互垂直。滚轮(45)经轴与轴承固定于滚轮固定架上。滚轮固定架为一U型滚轮固定架(48)，U型滚轮固定架(48)两脚上开有对称孔，滚轮轴(47)穿过小孔，U型滚轮固定架(48)与滚轮(45)的位置关系类似于U型滚轮固定架(48)夹住滚轮，但U型滚轮固定架(48)两脚不直接与滚轮(45)侧面相接触，两脚平行于滚轮(45)。U型滚轮固定架(48)底部为一平面，滚轮摩擦砧压力传感器(50)与此平面贴紧固定，当滚轮(45)受到压力时经U型滚轮固定架(48)将压力传给滚轮摩擦砧压力传感器(50)。滚轮轴在穿过U型滚轮固定架(48)后两端与滚轮固定壳(46)动联，滚轮固定壳(46)为一四方体，其长略大于滚轮(45)半径，宽略大于滚轮(45)轴向厚度，其高略高于滚轮(45)直径与滚轮摩擦砧压力传感器(50)厚度之和，其中一个长乘宽的面不密封，形成一无盖盒状。滚轮(45)和U型滚轮固定架(48)可装入滚轮固定壳(46)，并且滚轮(45)可有三分之一左右露出盒体，与U型滚轮固定架(48)紧贴的滚轮摩擦砧压力传感器(50)底面紧贴滚轮固定壳(46)。固定壳内与滚轮轴(47)垂直的两个面上设置有滑轨(49)用来固定滚轮轴(47)，滑轨(49)运动方向同传热转毂与滚轮(45)连心线共线，滚轮轴(47)两端固联于滑轨(49)。滚轮固定壳(46)固定于砂带轮背板上，安装位置以能够使滚轮(45)在不受压力作用下与砂带(56)内侧相切为准。如此当滚轮(45)受力，滚轮(45)将力经U型滚轮固定架(48)传导至滚轮摩擦砧压力传感器(50)，滚轮摩擦砧压力传感器(50)挤压滚轮固定壳(46)，滚轮固定壳(46)将力通过砂带轮背板传递给磨耗机整体结构框架，如此即给了胶轮试样(2)一个有效支撑又实现了正压力的测量。作为摩擦砧(52)的进一步改进，摩擦砧内部设有水冷通道(43)，与砂带(56)内表面的接触面为一表面镀有铬或者其他摩擦系数小表面硬度高不易脱落的材料的纯平面镀层(42)。摩擦砧镀层(42)下整合有薄片压力传感器(44)。摩擦砧(52)的纯平面部分直接与砂带背板固联，连接位置以能够使摩擦砧(52)工作平面与砂带(56)背面无压力良好贴合为准。

所述机轴与机台系统，机轴系统包括机轴步进电机(60)与机轴。机轴为一管型结构，外部为套管(69)，套管(69)一端有外法兰。套管(69)内部为内轴(70)、与内轴(70)配合的一对圆锥滚子轴承(67)和内轴(70)上隔开两圆锥滚子轴承的轴套(68)构成。内轴(70)一端设有外法兰，两个圆锥滚子轴承(67)正装相互配合。套管(69)与内轴(70)通过圆锥滚子轴承(67)相互配合，内轴(70)外法兰贴近套筒(69)无法兰一侧，套管(69)外法兰一侧靠近内轴(70)无法兰一侧。内轴(70)无法兰一侧通过螺栓和轴端盖与机轴蜗轮(63)固定，使轴端盖向内挤压机轴蜗轮(63)，机轴蜗轮(63)向轴向挤压与内轴(70)配合的两个圆锥滚子轴承(67)和两轴承之间的轴套(68)，内轴(70)上零件的相对位置为轴端盖-机轴蜗轮(63)-圆锥滚子轴承(67)-轴套(68)-圆锥滚子轴承(67)-内轴(70)外法兰，使圆锥滚子轴承(67)、轴套(68)、内轴(70)和机轴蜗轮(63)成为一个整体。套管(69)在与内部两个圆锥滚子轴承(67)相对位置开两圈螺栓孔，通过螺栓向内挤压圆锥滚子轴承(67)使轴承外圈固定在套管(69)内侧。内轴(70)固定机轴蜗轮(63)一侧设有机轴步进电机(60)，机轴步进电机(60)输出轴通过联轴器与机轴蜗杆(62)连接，机轴蜗杆(62)与内轴(70)固定的机轴蜗轮(63)相配合。内轴(70)外法兰与机台系统的齿轮箱(71)经由螺栓螺母连接，套管(69)外法兰固定于磨耗机整机结构框架上。机轴步进电机(60)位于磨耗机最顶部，固定于磨耗机整机结构框架上，套管(69)外法兰位于机轴步进电机(60)输出轴所指方向并与机轴步进电机(60)固定于同一框架的相对面上。机台系统主体包括齿轮箱(71)与机台。齿轮箱(71)为一长方体，齿轮箱(71)其中一箱壁与机台内轴(70)相连，与此箱壁垂直的四个箱壁之中有一个在箱体外表面固定有机台步进电机(74)。机台步进电机(74)将扭矩输入到齿轮箱(71)内部，通过联轴器与机台步进电机输出轴(76)相连。此轴上设有两个齿轮箱蜗杆(73)，轴体与机台步进电机(74)所固定的齿轮箱壁板垂直并且贯穿齿轮箱(71)但不伸出齿轮箱(71)，固定机台步进电机(74)的齿轮箱壁板的对侧壁板上固定有齿轮箱壁板轴承座(75)与轴承，轴一端与机台步进电机(74)相连，另一端与对侧箱壁上的轴承相配合。齿轮箱(71)内另设有四根丝杆(65)同齿轮箱(71)与机轴内轴(70)固定的齿轮箱(71)壁板相垂直，并由其上的减震装置向此壁板相对的方向延伸，并通过与机轴内轴(70)相对的齿轮箱(71)壁板的四个孔伸出齿轮箱(71)外，丝杆(65)上固定有丝杆蜗轮(72)，固定位置以能够和机台步进电机输出轴(76)上的齿轮箱蜗杆(73)配合为准确定，齿轮箱(71)壁板上四个丝杆(65)伸出口上的壁板内侧设有与丝杆配合的丝杆螺母，丝杆(65)由丝杆螺母通出齿轮箱(71)。四根丝杆(65)伸出齿轮箱(71)后分别与机台(66)上固定的四个丝杆螺母相配合并且使机台与齿轮箱丝杆(65)伸出的壁板相平行。

温控总成分为两个循环，包括内循环和外循环。内外循环共用一个加热制冷模块。加热模块主体为电热丝，制冷模块主体为压缩机与蒸发器，整个温控总成除必要传感器和导管外全部设置在与机箱相邻的机座内。电热丝与蒸发器分别安置于两个空腔内，并且两空腔内部安置有温度传感器，将温度转换为电信号输入到温控总成微处理器，两空腔结构类似，在这以制热腔(17)为例说明：制热腔(17)体两端各通出两根输气管，一端为一个内循环制热进气支管(31)和外循环制热进气支管(32)，另一端为内循制热环出气支管(12)和外循环制热出气支管(13)。加热模块的内循环制热进气支管(31)和制冷模块的内循环制冷进气支管(33)相汇合成为内循环进气管(30)。以此类推温控总成的输气管汇合成内循环进气管(30)，外循环进气管(29)，内循环出气管(11)，外循环出气管(10)。加热、制冷腔(17)(18)与导管相连处设置有控制阀门——外循环制冷进气支管阀门(85)、内循环制冷进气支管阀门(84)、外循环制热进气支管阀门(83)、内循环制热进气支管阀门(16)、外循环制冷出气支管阀门(89)、内循环制冷出气支管阀门(88)、外循环制热出气支管阀门(87)、内循环制热出气支管阀门(86)，并且进气支管加装有鼓风装置——制热腔鼓风装置(19)和制冷腔鼓风装置(20)。内循环与外循环结构类似，内循环进出气管(30)(11)与传热转毂所留气道相连，外循环进出气管(29)(10)与机箱相连，机箱内外循环进出气开口位置的确定以能够使机箱内部空气良好循环为准。内外循环整体结构类似只有小部分不同，二者的循环回路顺序分别为，内循环：制热腔(17)(或制冷腔(18))→内循环制热(或制冷)出气支管(12)(14)→内循环出气管(11)→传热转毂内部空腔→内循环进气管(30)→内循环制热(或制冷)进气支管(31)(33)→制热腔(17)(或制冷腔(18))；外循环：制热腔(17)(或制冷腔(18))→外循环制热(或制冷)出气支管(13)(15)→外循环出气管(10)→机箱→外循环进气管(29)→外循环制热(或制冷)进气支管(32)(34)→制热腔(17)(或制冷腔(18))加热制冷模块的开启与关闭，阀门的开合与风机的开关统一由温控总成微处理器下达指令，处理器判断标准除依据制热腔(17)与制冷腔(18)内部的温度传感器传回的温度信号外还有机箱内部感应胶轮试样(2)表面温度的温度传感器和机箱内感应机箱内部空气温度的温度传感器传回的信号。在此以内循环为例：机箱内测定胶轮试样(2)表面的温度的温度传感器应为红外温度传感器或其他可不接触胶轮试样(2)表面测量其温度的温度传感器。以高温实验为例，其控温逻辑为：实验开始时，输入实验所需温度，加热模块电热丝与制冷模块蒸发器开始工作，加热模块经由制热腔(17)内部温度传感器传输制热腔(17)内部的温度给温控总成微处理器，处理器处理信号决定电热丝电流大小，使制热腔(17)保持在一个高于设定温度的温度并保持恒定；制冷模块使制冷腔(18)内蒸发器持续工作保证制冷腔(18)内蒸发器可制造的最低温度并保持恒定。机箱内测定胶轮试样(2)表面温度的传感器传回胶轮试样(2)表面温度信号给温控总成微处理器，经微处理器处理将回馈信号给加热模块风机(19)和加热制冷两空腔的八个进出口阀门，当胶轮试样(2)表面温度低于所设定温度时，制热腔鼓风装置(19)和制热腔进出气阀门开启，制冷腔进出气阀门和制热外循环进出气阀门关闭，热气流经导气管进入传热转毂内部并在传热转毂和制热腔(17)之间循环，加热胶轮试样(2)。当胶轮试样(2)表面温度超过设定温度一定温度时，机箱温度传感器传信号给微处理器，微处理器下达指令使制热模块鼓风装置(19)停止工作，使制热腔(17)和传热转毂空腔内热气流循环停止循环，使胶轮试样(2)自然冷却，当温度低于设定温度一定温度时，机箱温度传感器传信号给微处理器，微处理器下达指令使制热模块鼓风装置(19)开始工作，使制热腔(17)和传热转毂空腔内热气流循环开始循环，使胶轮试样(2)升温。两个过程循环进行，使胶轮试样(2)表面温度稳定在设定温度附近的温度区间。当胶轮试样(2)与砂带(56)接触进行摩擦时，胶轮试样(2)的表面温度会迅速升高，如果温度超过设定温度过大时，机箱内胶轮试样(2)温度传感器传输温度信号给微处理器，微处理器下达指令使加热模块鼓风装置(19)和进出气阀门；制冷模块鼓风装置(20)和进出气阀门开启，快速冷却胶轮试样(2)。当胶轮试样(2)表面温度接近设定温度后关闭制冷模块鼓风装置(20)与进出气阀门，重新回到加热模式，加热模块内循环进出气阀打开，加热模块鼓风装置(19)根据胶轮试样(2)表面温度情况间歇开启与关闭，使胶轮试样(2)表面温度恒定在设定温度周围。而外循环所需要控制的温度为机箱内部的空气温度，使机箱内部保持一个恒定的温度，所设定温度应为所设想的橡胶试样(2)使用时的环境温度。控温逻辑与内循环类似。外循环除了控制机箱内的温度外还有除去机箱内水汽的作用。在实验开始前外循环的制冷回路不断循环，使机箱内空气不断通入制冷腔(20)内使空气内的水蒸气凝结到制冷腔(20)内蒸发器外部翅片上。外循环进气管(29)与机箱连接处设置有湿度感应器并与温控总成微处理器连接，向其输送湿度信号，当湿度降低到实验所需范围后，停止初始循环，进入正式实验模式。

所述老化测试系统，包括臭氧测试系统与紫外线照射装置。臭氧测试系统主要部件为臭氧发生装置(9)，臭氧发生装置(9)与外循环出气管(10)相整合，实验开始之前加热制冷模块预热时，鼓风装置开启，将臭氧发生装置(9)内产生臭氧吹送至机箱内，并且在实验时由于外循环的鼓风装置带动。由于臭氧有易分解的特点，实验时外循环鼓风装置不停歇将臭氧吹入机箱内使机箱内臭氧浓度保持恒定。老化装置紫外线灯(1)与控温模块在机箱内部的红外温度传感器共用一个固定架，使紫外线可以良好的照射到胶轮试样(2)外表面。

所述制动装置，采用电磁制动或机械制动等可使传热转毂胶轮试样(2)旋转时产生一定阻尼的装置，使胶轮试样(2)带阻力旋转或与砂带(56)之间相对运动时接触面存在线速度差。电磁制动器被制动片(37)与固定端胶轮试样夹持片(4)同心固定与转股空腔外侧，电磁制动器制动片(38)与固定端传热转毂固定架(5)固定，固定位置要求能与固定端胶轮试样夹持片(4)上电磁制动器被制动片(37)相互配合为准。此制动装置结构主体也可选择液压制动装置，液压制动固定固定盘(39)固定于固定端传热转毂固定架(5)靠近胶轮试样(2)的内侧，液压制动器的液压制动制动片(40)与固定端胶轮试样夹持片(4)同心，通过挤压固定端胶轮试样夹持片(4)与固定端转股夹持装置固定把手(8)连接部位附近的轴体来达到制动作用。无论是电磁制动器亦或是液压制动器所提供的制动力都可通过磨耗机控制板面板输入实验参数来调节。本型磨耗机不仅提供无线速度差和有线速度差两类磨耗实验，还可提供不存在线速度差但带有阻尼的磨耗类型，并且通过内部处理器的控制可精确调控制动力使制动力可以无级调节。不但如此，本发明还可将上述制动类型综合使胶轮试样(2)在规定时间内的旋转从无阻尼状态经过一定的阻尼变动直到完全抱死；反之从完全抱死经过一定得阻尼变动直到完全无阻尼的运动，以此来模拟汽车启动阶段与刹车阶段的模拟实验。

Claims (10)

1.一种新型橡胶磨耗试验机，本发明专利提出了一种检测橡胶磨耗性能的新型橡胶磨耗机。新型橡胶磨耗机采用立式结构，主要部分包括机座、机箱、传热转毂、砂带与带轮、摩擦砧、机轴与机台系统、温度控制部分及相应配套设备，配套设备包括老化测试系统、机箱内部干燥装置、制动系统、控制面板、振打装置、减震装置、电路及温控总成。

2.根据权利要求1所述的传热转毂，其特征在于：传热转毂包括内表面有锯齿状凸起的胶轮试样(2)、固定端胶轮试样夹持片(4)、活动端胶轮试样夹持片(22)、外表面有锯齿状凸起且与胶轮试样相配合的固定垫(3)、活动端转毂夹持装置固定把手(27)、固定端转毂夹持装置固定把手(8)、活动端传热转毂部位轴承(24)、固定端转股部位轴承(6)、限位杆(25)和带小腔室支管(26)。

3.根据权利要求1所述的传热转毂的结构，其特征在于：传热转毂以胶轮试样为中心两侧分别为固定端和活动端。传热转毂中心以胶轮试样(2)和固定垫(3)为中心两侧对称，由中心向外部依次为固定端、活动端胶轮试样夹持片(27)(22)、固定端、活动端把手固定管(35)(36)、固定端、活动端传热转毂固定架(5)(23)和固定端、活动端转毂夹持装置固定把手(8)(27)；固定端转毂夹持装置固定把手(8)一部分穿过固定端传热转毂固定架(5)后和固定端把手固定管(35)相配合，固定端把手固定管(35)再与固定端胶轮试样夹持片(4)相连接，固定端胶轮试样夹持片(4)与固定端传热转毂固定架(5)之间有固定端转毂部位轴承(6)相配合；活动端转毂夹持装置固定把手(27)在活动端传热转毂固定架(23)内侧部分固定有限位杆(25)与活动端传热转毂固定架(23)上轴孔配合，活动端转毂夹持装置固定把手(27)与活动端把手固定管(36)相配合，活动端把手固定管(36)外部有丝与活动端胶轮试样夹持片(22)相配合，之后再通过活动端转毂部位轴承(24)与活动端传热转毂固定架(23)相配合。

4.根据权利要求3所述的活动端、固定端传热转毂固定架(23)(5)，其特征在于：活动端传热转毂固定架(23)内开有与带气道的活动端转毂夹持装置固定把手(27)上的限位杆(25)相配合的转毂定位孔(81)，定位孔(81)侧有开有作为限位杆(25)运动轨道的圆弧状凹槽(82)，凹槽(82)从定位孔到圆弧末尾，凹槽的深度不断减小，直到圆弧终点，凹槽(82)消失；活动端传热转毂固定架(23)内的气道为带小腔室支管(26)，小腔室将活动端转毂夹持装置固定把手(27)的气孔包在腔内，使活动端转毂夹持装置固定把手(27)内部气道与小腔室连通，同时在抽拉活动端传热转毂固定把手(27)时，活动端传热转毂固定把手(27)上的气孔始终位于小腔室内。

5.根据权利要求1所述的摩擦砧，其特征在于：滚轮摩擦砧通过滚轮轴(47)与U型滚轮固定架(58)连接，U型滚轮固定架(58)与滚轮固定壳(46)之间固定有滚轮摩擦砧压力传感器(50)，滚轮固定壳(46)与滚轮轴(47)经由滑轨(49)相连，使滚轮固定壳(46)内滚轮(45)和U型滚轮固定架(48)可小范围滑动，使滚轮摩擦砧压力传感器(50)能够测量到滚轮(45)上受到的压力；作为摩擦砧的进一步改进，摩擦砧与砂带(56)的接触的接触面为一纯平面，摩擦砧(52)摩擦面镀有起到减小摩擦系数和增加强度功能的镀层(42)，正对胶轮试样的镀层(42)下整合有薄片压力传感器(44)。

6.根据权利要求1所述的机轴系统和机台系统，其特征在于：机轴系统包括机轴步进电机(60)、磨耗机最顶部盖板(61)、机轴蜗杆(62)、机轴蜗轮(63)、机轴固定框架(64)、圆锥滚子轴承(67)、轴套(68)、套管(69)和内轴(70)，机轴内轴(70)与外部套管(69)通过圆锥滚子轴承(67)相配合，通过机轴步进电机(60)经由机轴蜗轮(63)和机轴蜗杆(62)将扭矩输出给内轴(70)，内轴带动所连接的齿轮箱(71)绕机轴中心线旋转；机台系统包括丝杆(65)、机台(66)和齿轮箱(71)，齿轮箱(71)通过丝杆(65)连接机台(66)。机台上设置有四个丝杆螺母与齿轮箱(71)通出的齿轮箱爱那个丝杆(65)相配合。负载通过机台系统将固定于机台(66)上的传热转毂推向砂带(56)方向，使胶轮试样(2)、砂带(56)和摩擦砧(52)三者之间产生挤压。

7.根据权利要求6所述的齿轮箱，其特征在于：齿轮箱内部包括四个丝杆蜗轮(72)、两个齿轮箱蜗杆(73)、机台步进电机(74)、一个齿轮箱箱壁轴承座(75)、机台步进电机输出轴(76)，齿轮箱(71)内部设置有机台步进电机输出轴(76)和四根丝杆(65)，机台步进电机输出轴(76)和四根丝杆上根据需要设置有丝杆涡轮(72)和齿轮箱蜗杆(73)并由齿轮箱外侧机台步进电机(74)与机台步进电机输出轴(76)相连，将机台步进电机(74)的扭矩经过齿轮箱内部结构通过四根丝杆(65)输出到齿轮箱外。机台步进电机输出轴(76)上设置有两个齿轮箱蜗杆(73)，两齿轮箱蜗杆(73)分别与两个丝杆涡轮(72)相配合，四个丝杆涡轮(72)固定于四根丝杆(65)上，四根丝杆与机轴与齿轮箱(71)连接壁板相垂直；通过齿轮箱将机台步进电机扭矩均分到四根丝杆上。

8.根据权利要求1所述的温度控制部分，其特征在于：分为两个循环，内循环和外循环。内外循环共用一个加热制冷模块，加热模块主体为电热丝，制冷模块主体为压缩机与蒸发器，电热丝与蒸发器分别安置于两个空腔内，并且两空腔内部安置有温度传感器，两循环分别具有独立的进出气支管、进出气阀门和鼓风系统，加热模块的内循环制热进气支管(31)和制冷模块的内循环制冷进气支管(33)相汇合成为内循环进气管(30)。内循环导气管与传热转毂内部空腔相连通，形成一个循环通路，通过改变由温控总成经内循环气道通向传热转毂内部空腔的气流温度来由内部改变胶轮试样(2)的表面温度。

9.根据权利要求8所述的内循环控温逻辑，其特征在于：实验开始时，输入实验所需温度，加热模块电热丝与制冷模块蒸发器开始工作，加热模块经由制热腔(17)内部温度传感器传输制热腔(17)内部的温度给温控总成微处理器，处理器处理信号决定电热丝电流大小，使制热腔(17)保持在一个高于设定温度的温度并保持恒定；制冷模块使制冷腔(18)内蒸发器持续工作，使制冷腔内温度保持在蒸发器可制造的最低温度。当胶轮表面温度低于所设定温度时，制热腔鼓风装置(19)、内循环制热进气支管阀门(16)和内循环制热出气支管阀门(86)开启，内循环制冷出气支管阀门(88)和内循环制冷进气支管阀门(84)和关闭，热气流经导气管进入传热转毂内部并在传热转毂和制热腔(17)之间循环，加热胶轮试样(2)；当胶轮试样(2)表面温度超过设定温度一定温度时，机箱内胶轮试样(2)温度传感器传信号给微处理器，微处理器下达指令使制热腔鼓风装置(19)停止工作，使加热腔(17)和传热转毂空腔内热气流循环停止循环，使胶轮试样(2)自然冷却，当温度低于设定温度一定温度时，机箱内胶轮试样(2)温度传感器传信号给微处理器，微处理器下达指令使制热腔鼓风装置(19)开始工作，使制热腔(17)和传热转毂空腔内热气流循环开始循环，使胶轮试样(2)升温。两个过程循环进行，使胶轮试样(2)表面温度稳定在设定温度附近的温度区间；外循环控温逻辑与内循环控温逻辑相似，内循环所设定的胶轮试样(2)表面的温度在外循环控温逻辑中改为实验所需胶轮试样所需的外部环境试验温度。

10.根据权利要求1所述的相应的配套设备，其特征在于：在机箱内固定老化装置紫外线灯(1)，保证让紫外线良好照射到胶轮试样(2)外表面；在温控总成外循环气流流入机箱的输气管处整合臭氧发生装置(9)，随着外循环的气流循环，臭氧弥漫在机箱内；在砂带轮背板上固定砂带振打器(53)，振打击锤以180到220次每分钟的频率击打砂带(56)背面；制动装置采用电磁制动器或液压制动器。