CN109073521B - 橡胶的选定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在选定传送带等对象物所使用的橡胶时，能选定与对象物的实际使用相符的适当的橡胶的、橡胶的选定方法。在规定的试验条件下进行使冲击赋予体10相对于物性不同的多种橡胶的试验样品S自由落下的冲击试验，获取在冲击赋予体10与试验样品S碰撞时由试验样品S吸收的损耗能E1、在试验样品S产生的热能E2以及冲击赋予体10相对于试验样品S的陷入量H这三个项目中的至少一个项目的数据，基于获取了数据的项目中的各试验样品S的优越性的排名，从各试验样品S中选定最适当的试验样品S。

Description

橡胶的选定方法
技术领域
本发明涉及一种橡胶的选定方法，更详细而言，涉及一种在选定传送带等对象物所使用的橡胶时，能选定与对象物的实际使用相符的适当的橡胶的、橡胶的选定方法。
背景技术
以铁矿石、石灰石等矿物资源为首的各种输送物通过传送带来输送。在输送物被投入至传送带的上覆盖橡胶时，上覆盖橡胶受到冲击，若该输送物的表面锋利，则有时也会在上覆盖橡胶的表面产生割伤。
以往，提出了各种评价传送带的耐冲击性的方法(例如，参照专利文献1～3)。一般而言，橡胶的耐冲击性通过掌握受到砝码等冲击赋予体碰撞后的试验样品的损伤状态来进行评价。
上覆盖橡胶的耐冲击性根据橡胶特性、使用环境等而不同。因此，对于上覆盖橡胶，需要考虑传送带的实际使用时的耐冲击性来选定适当的橡胶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-216852号公报
专利文献2：日本特开2011-257187号公报
专利文献3：日本特开2012-189533号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种在选定传送带等对象物所使用的橡胶时，能选定与对象物的实际使用相符的适当的橡胶的、橡胶的选定方法。
技术方案
为了实现上述目的，本发明的橡胶的选定方法是一边被碰撞物碰撞一边使用的对象物所使用的橡胶的选定方法，其特征在于，在规定的试验条件下进行使冲击赋予体相对于物性不同的多种橡胶的试验样品自由落下的冲击试验，获取在所述冲击赋予体与所述试验样品碰撞时由所述试验样品吸收的损耗能、在所述试验样品产生的热能、所述冲击赋予体相对于所述试验样品的陷入量这三个项目中的至少一个项目的数据，基于获取了数据的项目中的所述多种试验样品的优越性的排名，从所述多种试验样品中选定特定的试验样品。
本发明的另一橡胶的选定方法是一边被碰撞物碰撞一边使用的对象物所使用的橡胶的选定方法，其特征在于，在规定的试验条件下进行使冲击赋予体相对于物性不同的多种橡胶的试验样品自由落下的冲击试验，获取在所述冲击赋予体与所述试验样品碰撞时由所述试验样品吸收的损耗能、在所述试验样品产生的热能、所述冲击赋予体相对于所述试验样品的陷入量这三个项目的数据中的至少一个项目，预先掌握获取了数据的项目与各所述试验样品的粘弹性特性的相关关系和获取了数据的项目中的所述多种试验样品的优越性的排序，在选定橡胶时，基于作为候补的多种橡胶的粘弹性特性和预先掌握的所述相关关系以及所述排序，从作为候补的所述多种橡胶中选定特定的橡胶。
有益效果
根据本发明，使用多种物性不同的橡胶的试验样品，获取并利用在使冲击赋予体相对于这些试验样品自由落下而碰撞时由所述试验样品吸收的损耗能、在所述试验样品产生的热能以及所述冲击赋予体相对于所述试验样品的陷入量这三个项目中的至少一个项目的数据。这些项目与橡胶的耐久性(耐冲击性)密切关联。因此，通过基于这些项目中的所述多种试验样品的优越性的排名(排序)选定最适当的橡胶，能选定与对象物的实际使用相符的适当的橡胶。
附图说明
图1是对通过本发明选定适当的橡胶时的流程进行举例示出的说明图(流程图)。
图2是对冲击试验装置的基本构造进行举例示出的说明图。
图3是对通过自由落下的冲击赋予体进行变形的试验样品示意性地进行举例示出的说明图。
图4是对室温下的冲击力与陷入量的关系进行举例示出的曲线图。
图5是对70℃下的冲击力与陷入量的关系进行举例示出的曲线图。
图6是对试验样品的表面温度的经时变化进行举例示出的曲线图。
图7是对通过本发明的另一实施方式选定适当的橡胶时的流程进行举例示出的说明图(流程图)。
具体实施方式
以下，基于图中所示的实施方式，对本发明的橡胶的选定方法进行说明。在本发明中，选定一边被碰撞物碰撞一边使用的对象物所使用的橡胶。在实施方式中，以将对象物设为传送带、将选定的橡胶设为传送带的上覆盖橡胶的情况为例进行说明。
在本发明中，通过图1所举例示出的步骤，从物性(例如粘弹性特性)不同的多种橡胶的试验样品S中选定用作上覆盖橡胶的适当的试验样品(橡胶)。
因此，首先，使用图2所举例示出的冲击试验装置1，在规定的试验条件下进行使冲击赋予体10相对于物性不同的多种橡胶的试验样品S自由落下的冲击试验。理想的是，该试验条件设为与将选定的橡胶(试验样品S)实际用作传送带的上覆盖橡胶的情况下的环境对应的条件。
通过该碰撞试验，获取在冲击赋予体10与试验样品S碰撞时由试验样品S吸收的损耗能E1、在试验样品S产生的热能E2、冲击赋予体10相对于试验样品S的陷入量H这三个项目中的至少一个项目的数据。
冲击试验装置1具备：供试验样品S设置的设置台2、相对于试验样品S自由落下的冲击赋予体10、载荷计5、位移计6以及运算部8。进而，还具有温度传感器7以及温度调节器9。
作为冲击赋予体10，理想的是具备下端形状、重量等规格不同的多种冲击赋予体10a、10b、10c、10d。从这些多种规格中，选择与在实际使用中对上覆盖橡胶赋予冲击的输送物近似的规格的冲击赋予体10。
在冲击试验装置1中，梁部3a在直立设置的状态的框架3之间延伸，在该梁部3a设有保持机构4。梁部3a能以在高度位置任意移动的方式固定。通过保持机构4拆装自由地保持的冲击赋予体10a构成为：通过解除保持而朝向设置于平板状的设置台2的试验样品S自由落下。
载荷计5设置于设置台2的下方，测定作用于试验样品S的冲击力。如图3所举例示出，位移计6测定相对于试验样品S自由落下而碰撞后的冲击赋予体10a的陷入量H。在冲击赋予体10的下端形状锋利的情况下，该陷入量H为伤口深度。向运算部8输入载荷计5以及位移计6的测定数据。作为运算部8，可以使用各种计算机等。
温度传感器7测定试验样品S的表面温度。通过温度传感器7测定出的表面温度被输入至运算部8。作为温度传感器7，可以使用红外线热像仪(thermography)等。
温度调节器9对试验样品S进行加热或冷却，将试验样品S的温度设定为任意的温度。在该实施方式中，设置于设置台2的下表面的温度调节器9对设置台2进行加热或冷却，由此，间接地对试验样品S进行加热或冷却而设定为任意的温度。作为温度调节器9，除此之外，还可以使用利用罩体覆盖整个试验装置并能将该罩体内部设定为任意的环境温度的恒温箱等。
使用该冲击试验装置1获取各项目的数据的步骤如下。
在图2所举例示出的设置台2设置试验样品S。从多种冲击赋予体10中选择与传送带11的实际使用条件近似的适当的冲击赋予体10a安装至保持机构4。此外，使梁部3a移动而将冲击赋予体10设定于适当的高度位置(例如，距离试验样品S的表面为高度h的位置)。通过温度调节器9将试验样品S设定为规定温度。
接着，解除保持机构4对冲击赋予体10的保持，使冲击赋予体10自由落下而与试验样品S碰撞。此时，通过从距离试验样品S的表面为高度h的位置自由落下的冲击赋予体10赋予的冲击能E为Mgh(E＝Mgh)。在此，M为冲击赋予体10的已知的质量。
在自由落下的冲击赋予体与试验样品接触至弹回而远离试验样品的期间的碰撞过程中，通过载荷计5依次测定作用于试验样品S的冲击力。此外，通过位移计6依次测定图3所举例示出的冲击赋予体10相对于试验样品S的陷入量H。通过载荷计5测定出的冲击力以及通过位移计6测定出的陷入量H被输入至运算部8。该陷入量H根据橡胶物性而不同。
如图4、5所举例示出，通过该冲击试验来测定冲击力以及陷入量H。图4示出了以相同试验条件在室温下对四种试验样品S(S1～S4)进行试验的情况下(在试验样品S为20℃左右的情况下)的测定数据。图5示出了仅改变四种试验样品S(S1～S4)的温度而设为70℃进行试验的情况下的测定数据。
在运算部8中，基于所输入的测定数据，计算出在冲击赋予体10与试验样品S碰撞时由试验样品S吸收的损耗能E1。在图4、图5中，各试验样品S的数据曲线的向右上升的范围示出了冲击赋予体10与试验样品S接触至陷入至最深处的冲击力与陷入量H的关系。因此，通过在该范围对该数据曲线进行积分，能计算出陷入能Ea。
另一方面，这些数据曲线的向左下降的范围示出了冲击赋予体10在试验样品S陷入至最深处至弹回而远离试验样品10的冲击力与陷入量H的关系。因此，通过在该范围对该数据曲线进行积分，能计算出反弹能Eb。
因此，通过从陷入能Ea减去反弹能Eb，能计算出由试验样品S吸收的损耗能E1(E1＝Ea-Eb)。即，在图4、图5中，由各数据曲线S1、S2、S3、S4包围的面积为各试验样品S的损耗能E1。该损耗能E1(或者，损耗能E1/冲击能E)根据橡胶物性而不同。
当比较图4和图5的数据时，可知损耗能E1依赖于试验样品S的温度。因此，通过使试验样品S的温度在多个水平不同进行冲击试验来获取上述的各测定数据，掌握损耗能E的温度依赖性为好。
在该冲击试验装置1中，能通过温度传感器7依次测定冲击赋予体10弹回紧后的试验样品S的表面温度。通过温度传感器7测定出的表面温度被输入至运算部8。如图6所举例示出，可以测定出室温的试验样品的表面温度来掌握其经时变化。
在运算部8中，基于所测定的表面温度和陷入量H，计算出冲击赋予体10与试验样品S碰撞时在试验样品S产生的热能E2。热能E2可以通过E2＝mcΔT计算出来。m为温度上升后的试验样品S的质量，c为试验样品S的比热，ΔT为试验样品S的上升温度。
根据图6的测定数据可知，由与冲击赋予体10的碰撞引起的试验样品S的上升温度ΔT(最大上升温度ΔT)。试验样品S的比热c是预先已知的。
温度上升后的试验样品S的质量m例如如下计算出来。冲击赋予体10的陷入量H通过位移计6来测定。然后，由于冲击赋予体10的形状是预先已知的，因此，例如，将陷入至最深处时冲击赋予体10的陷入至试验样品S的部分的最大横截面积与最大陷入量H相乘而计算出的体积V设为温度上升后的试验样品S的体积V。由于试验样品S的比重ρ是预先已知的，因此，通过将体积V与比重ρ相乘，能计算出温度上升后的试验样品S的质量m。然后，通过将这些质量m、比热c以及上升温度ΔT相乘，能计算出热能E2。该热能E2根据橡胶物性而不同。
如图1所举例示出，在进行冲击试验并获取所需项目的数据之后，对获取了数据的各项目(损耗能E1、热能E、陷入量H)，进行实施了冲击试验的多种试验样品S的相对评价。
在具体的相对评价的方法中，对获取了数据的项目中的多种试验样品S的优越性进行排名。对于损耗能E1，例如，评价为：损耗能E1越大，耐冲击性越优异，按照损耗能E1大的顺序作为优异，排名为第一名、第二名、第三名、第四名。对于热能E2，例如，评价为：热能E2越大，耐冲击性越优异，按照热能E2大的顺序作为优异，进行排名(第一名～第四名)。对于陷入量H，例如，评价为：陷入量H越小，伤口深度越小，因此耐冲击性越优异，按照陷入量H小的顺序作为优异，进行排名(第一名～第四名)。
接着，如图1所举例示出，进行各试验样品S的综合评价。在该综合评价中，基于上述排名后的排名，从多种试验样品S1～S4中选定特定的试验样品S。在获取了数据的项目仅为一个项目的情况下，特定该项目中优越性最高的排名(第一名)的试验样品S，选定该试验样品S。
在获取了数据的项目为多个项目的情况下，对预先设定的各项目之间的优先排名进行预先设定。例如，将优先排名高的项目按损耗能E1、陷入量H、热能E2的顺序设定排名。然后，基于各项目中的多种试验样品S的优越性的排名和预先设定的各项目之间的优先排名，从多种试验样品S1～S4中选定特定的最适当的试验样品S(橡胶)。
具体而言，若在所有的项目中某一试验样品S1的优越性最高，则选定该试验样品S1。另一方面，还存在如下情况：在损耗能E1的项目中某一试验样品S2的优越性最高，在陷入量H的项目、热能E2的项目中另一试验样品S1、S3的优越性最高。在这样的情况下，重视优先排名最高的项目(损耗能E1)中的试验样品S的排名，选定试验样品S2。
如此，在本发明中，获取并利用与橡胶的耐久性(耐冲击性)密切相关的上述损耗能E1、热能E2以及陷入量H这三个项目中的至少一个项目的数据。因此，通过基于这些项目中的多种试验样品S的优越性的排名选定最适当的橡胶，能选定与对象物(传送带)的实际使用相符的适当的橡胶(上覆盖橡胶)。
通过本发明，也能选定与传送带的寿命对应的适当的上覆盖橡胶。此外，还能选定能使伤口深度在容许范围内的上覆盖橡胶。当利用上述的三个项目的数据进行选定时，易于高精度地选定与实际使用相符的适当的橡胶(上覆盖橡胶)。
接着，对本发明的橡胶的选定方法的另一实施方式进行说明。
在之前的实施方式中，在选定适当的橡胶时，使用多个试验样品S进行冲击试验。另一方面，在该实施方式中，在选定适当的橡胶时，不实施冲击试验而是利用已经实施冲击试验而积累的数据。
因此，在该实施方式中，获取在之前的实施方式中说明过的损耗能E1、热能E2、陷入量H这三个项目的数据中的至少一个项目，预先掌握获取了数据的项目与各试验样品S的粘弹性特性的相关关系。作为粘弹性特性，可以使用损耗因子(tanδ)、储能模量(E’)、损耗模量(E”)等。
此外，预先掌握获取了数据的项目中的多种试验样品S的优越性的排序。具体而言，对于损耗能E1，例如，评价为：损耗能E1越大，耐冲击性越优异，采用按照损耗能E1大的顺序作为优异的排序。对于热能E2，例如，评价为：热能E2越大，耐冲击性越优异，采用按照热能E2大的顺序作为优异的排序。对于陷入量H，例如，评价为：陷入量H越小，伤口深度越小，因此耐冲击性越优异，采用按照陷入量H小的顺序作为优异的排序。
如此，制成表示与各试验样品S的粘弹性特性的相关关系的数据库，并存储至计算机等运算装置。进而，在该数据库中，对各项目中的多种试验样品S的优越性的排序建立关联。此外，由于各项目的数据具有温度依赖性，因此，制成按照规定的温度的数据库为好。
接着，如图7所举例示出，在选定适当的橡胶为上覆盖橡胶时，将作为候补的多种橡胶的粘弹性特性输入至运算装置。在运算装置中，基于所输入的粘弹性特性和上述相关关系以及排序，从作为候补的多种橡胶中选定特定的橡胶。
具体而言，根据各项目(损耗能E1、热能E2、陷入深度H)与粘弹性特性的预先掌握的相关关系和所输入的粘弹性特性的值，对各橡胶计算出各项目的数据。由此可知，各橡胶的损耗能E1、热能E2、陷入深度H的程度。
接着，在各项目中，基于预先掌握的排序，对各橡胶的优越性进行相对评价。由此，确定各项目中的优越性的顺序。
接着，对单独评价的橡胶进行综合评价。在各项目之间预先设定优先排名。例如，将优先排名高的项目按损耗能E1、陷入量H、热能E2的顺序设定排名。
在综合评价中，若在所有的项目中某一橡胶的优越性最高，则选定该橡胶。另一方面，还存在如下情况：在损耗能E1的项目中某一橡胶的优越性最高，在陷入量H的项目、热能E2的项目中另一橡胶的优越性最高。在该情况下，重视优先排名最高的项目(损耗能E1)中的橡胶的排名，选定损耗能E1中优越性最高的橡胶。
在上述的各实施方式中，虽然以将对象物设为传送带、将选定的橡胶设为上覆盖橡胶进行举例示出，但并不限定于此。作为使用本发明选定的橡胶，除此之外，还可以举例示出传送带的下覆盖橡胶、轮胎的胎面橡胶等。
符号说明
1 冲击试验装置
2 设置台
3 框架
3a 梁部
4 保持机构
5 载荷计
6 位移计
7 温度传感器
8 运算部
9 温度调节器
10 冲击赋予体
S(S1、S2、S3、S4) 试验样品

Claims (4)

1.一种橡胶的选定方法，是一边被碰撞物碰撞一边使用的对象物所使用的橡胶的选定方法，其特征在于，
在规定的试验条件下进行使冲击赋予体相对于物性不同的多种橡胶的试验样品自由落下的冲击试验，获取在所述冲击赋予体与所述试验样品碰撞时由所述试验样品吸收的损耗能、在所述试验样品产生的热能、所述冲击赋予体相对于所述试验样品的陷入量这三个项目的数据，关于所述热能，基于测定出的所述试验样品的表面温度和所述陷入量，使用所述冲击赋予体与所述试验样品碰撞时温度上升后的所述试验样品的质量m、所述试验样品的比热c、以及所述试验样品的表面温度的最大上升温度ΔT，将所述热能作为E2通过E2＝mcΔT计算出，基于各项目中的所述多种试验样品的优越性的排名和预先设定的各项目之间的优先排名，从所述多种试验样品中选定特定的试验样品。
2.根据权利要求1所述的橡胶的选定方法，其中，所述物性至少包含粘弹性特性。
3.一种橡胶的选定方法，是一边被碰撞物碰撞一边使用的对象物所使用的橡胶的选定方法，其特征在于，
在规定的试验条件下进行使冲击赋予体相对于物性不同的多种橡胶的试验样品自由落下的冲击试验，获取在所述冲击赋予体与所述试验样品碰撞时由所述试验样品吸收的损耗能、在所述试验样品产生的热能、所述冲击赋予体相对于所述试验样品的陷入量这三个项目的数据，关于所述热能，基于测定出的所述试验样品的表面温度和所述陷入量，使用所述冲击赋予体与所述试验样品碰撞时温度上升后的所述试验样品的质量m、所述试验样品的比热c、以及所述试验样品的表面温度的最大上升温度ΔT，将所述热能作为E2通过E2＝mcΔT计算出，预先掌握各项目与各所述试验样品的粘弹性特性的相关关系、各项目中的所述多种试验样品的优越性的排序以及各项目之间的优先排名，
在选定橡胶时，基于作为候补的多种橡胶的粘弹性特性和预先掌握的所述相关关系、所述排序以及各项目之间的优先排名，从作为候补的所述多种橡胶中选定特定的橡胶。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的橡胶的选定方法，其中，所述对象物为传送带。
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