專利名稱：一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量高分子材料如硫化橡膠、塑料抵抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)方 法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，還沒有表征硫化橡膠抗刺扎性能的測(cè)試方法，與之相近的僅有硫化橡膠抗 切割試驗(yàn)方法，但此方法僅能表征硫化橡膠抗切割性能，同時(shí)，在本技術(shù)之前，目前還沒有 實(shí)用的與抗刺扎性能測(cè)試方法相匹配的測(cè)試設(shè)備，即便與抗刺扎性能相近的如RCP-I橡膠 抗切割試驗(yàn)機(jī)，在實(shí)際應(yīng)用中，由于該機(jī)器的切割刀具的切割頻率與試樣的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率很難 達(dá)到試驗(yàn)所要求的一致性，因此，其反映的性能僅是硫化橡膠的抗切刮性能，而與硫化橡膠 的抗刺扎性能沒有較好的相關(guān)性，加上RCP-I橡膠抗切割試驗(yàn)機(jī)不能調(diào)節(jié)試樣的負(fù)荷壓 力、剪切角度，更不能模擬不同尖銳物界面，因此，很難正確表征硫化橡膠的抗刺扎性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種測(cè)量橡 膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)方法，本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供上測(cè)量橡膠材料抗尖 銳物刺扎性能的試驗(yàn)方法的裝置。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了硫化橡膠的抗刺扎性能的表征，具有方法 簡(jiǎn)單、裝置簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述的第一個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)方法，該方法包括以下的步驟①將橡膠材料制成圓環(huán)形，硫化成型；②將圓環(huán)形橡膠材料固定在旋轉(zhuǎn)物料固定桿上，并設(shè)置有尖銳物模擬輪，尖銳物 模擬輪在承受載荷下轉(zhuǎn)動(dòng)并對(duì)圓環(huán)形橡膠材料的外表面進(jìn)行刺扎；③刺扎達(dá)到要求后，記錄時(shí)間和尖銳物模擬輪的轉(zhuǎn)數(shù)；④稱量圓環(huán)形橡膠材料刺扎后體積質(zhì)量的減少量，從而表征橡膠材料抗尖銳物刺 扎的性能。作為優(yōu)選，調(diào)整尖銳物模擬輪表面設(shè)有不同刺扎針模擬的不同的尖銳物表面可以 對(duì)試樣施加不同的刺扎。作為優(yōu)選，調(diào)整旋轉(zhuǎn)物料固定桿的傾斜位置模擬的不同的切割角度。作為優(yōu)選，調(diào)整尖銳物模擬輪的承受載荷模擬使用時(shí)輪胎的工作路面載荷。應(yīng)用上述的方法可以模擬不同負(fù)荷、不同刺扎工作界面、不同表面形狀、不同刺扎 剪切角度、不同刺扎切割距離，定性與定量的測(cè)定硫化橡膠抵抗一定壓力的尖銳物刺扎后 其體積質(zhì)量的減少量，從而表征硫化橡膠抵抗尖銳物刺扎的性能。為了實(shí)現(xiàn)上述的第二個(gè)目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)裝置，該裝置包括機(jī)座、尖銳物模擬 輪、輪盤安裝座、材料固定桿、電機(jī)和變速箱；電機(jī)設(shè)置在機(jī)座的左側(cè)，電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器連接所述的變速箱，材料固定桿與變速箱的輸出軸相連接，材料固定桿上設(shè)有兩個(gè)材料 固定盤；機(jī)座的右側(cè)凸出設(shè)置有兩塊安裝板，所述的輪盤安裝座由兩塊三角鐵架連接構(gòu)成， 輪盤安裝座的上端左側(cè)鉸接設(shè)置在兩塊安裝板之間；所述的尖銳物模擬輪的外表面徑向設(shè) 置有多根刺扎針，刺扎針正對(duì)材料固定盤的位置，尖銳物模擬輪通過轉(zhuǎn)軸設(shè)置在兩塊三角 鐵架之間，輪盤安裝座的上端右側(cè)設(shè)有荷重加載構(gòu)件；轉(zhuǎn)軸的外端設(shè)有尖銳物模擬輪轉(zhuǎn)動(dòng) 圈數(shù)計(jì)算傳感器，計(jì)算傳感器連接設(shè)有數(shù)顯裝置。作為進(jìn)一步改進(jìn)，上述的尖銳物模擬輪的外表面徑向設(shè)置有多個(gè)螺孔，所述的刺 扎針上設(shè)有螺紋，刺扎針通過旋接設(shè)置在尖銳物模擬輪的外表面。刺扎針通過螺紋連接設(shè) 置在尖銳物模擬輪上，具有安裝更換方便的特點(diǎn)。作為進(jìn)一步改進(jìn)，上述的刺扎針的針尖為圓錐形。圓錐形用于模擬最為苛刻的路 面條件。對(duì)于模擬普通路面或緩和路面條件的，刺扎針的針尖為扁平型。作為進(jìn)一步改進(jìn)，上述的輪盤安裝座的左側(cè)上方設(shè)置有凸出的配重桿，配重桿上 方設(shè)置有配重塊，配重塊通過螺紋設(shè)置配重桿上。作為進(jìn)一步改進(jìn)，該裝置還包括傾斜模擬構(gòu)件，傾斜模擬構(gòu)件由固定板、擺動(dòng)板、 擺動(dòng)板安裝架和頂桿構(gòu)成，所述的電機(jī)和變速箱設(shè)置在固定上，擺動(dòng)板設(shè)置在固定板的一 側(cè)，擺動(dòng)板的下端與固定板固定連接，擺動(dòng)板的上端鉸接設(shè)置在擺動(dòng)板安裝架上，并在擺動(dòng) 板安裝架的下方設(shè)有螺桿套，頂桿穿設(shè)在螺桿套內(nèi)，頂桿的內(nèi)端與擺動(dòng)板相抵。上述的試驗(yàn)裝置可以同時(shí)根據(jù)不同試驗(yàn)要求，變更試驗(yàn)負(fù)荷、模擬不同刺扎表面、 調(diào)節(jié)不同工作角度，給配方設(shè)計(jì)人員與過程質(zhì)量控制人員帶來了表征性極好的高聚物抗刺 扎性能試驗(yàn)方法，同時(shí)，整機(jī)小巧、外形合理、占用試驗(yàn)室面積小，因此，具有廣闊的應(yīng)用前
旦
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圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為二配方膠料在不同負(fù)荷下抗刺扎性能對(duì)比圖。圖3為橡膠中摻用Kevlar短纖維對(duì)橡膠抗刺扎性能的影響。
具體實(shí)施例方式如圖1所示一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)裝置，該裝置包括機(jī)座1、 尖銳物模擬輪12、輪盤安裝座9、材料固定桿6、電機(jī)3和變速箱5 ；電機(jī)3設(shè)置在機(jī)座1的 左側(cè)，電機(jī)3的轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器4連接所述的變速箱5，材料固定桿6與變速箱5的輸出軸 相連接，材料固定桿6上設(shè)有兩個(gè)材料固定盤7 ；機(jī)座1的右側(cè)凸出設(shè)置有兩塊安裝板8，所 述的輪盤安裝座9由兩塊三角鐵架連接構(gòu)成，輪盤安裝座9的上端左側(cè)鉸接設(shè)置在兩塊安 裝板8 ；所述的尖銳物模擬輪12的外表面徑向設(shè)置有多根刺扎針13，尖銳物模擬輪12的外 表面徑向設(shè)置有多個(gè)螺孔，螺孔內(nèi)設(shè)有徑向設(shè)置有刺扎針13，刺扎針13的針尖為圓錐形或 扁平型，刺扎針13正對(duì)材料固定盤7的位置，尖銳物模擬輪12通過轉(zhuǎn)軸11設(shè)置在兩塊三 角鐵架之間，輪盤安裝座9的上端右側(cè)設(shè)有荷重加載構(gòu)件10 ；轉(zhuǎn)軸11的外端設(shè)有尖銳物模 擬輪12轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)算傳感器，計(jì)算傳感器連接設(shè)有數(shù)顯裝置。如圖1所示，該裝置還包括傾斜模擬構(gòu)件，傾斜模擬構(gòu)件由固定板2、擺動(dòng)板動(dòng)板17、擺動(dòng)板動(dòng)板安裝架16和頂桿19構(gòu)成，所述的電機(jī)3和變速箱5設(shè)置在固定板2上，擺 動(dòng)板動(dòng)板17設(shè)置在固定板2的一側(cè)，擺動(dòng)板動(dòng)板17的下端與固定板2固定連接，擺動(dòng)板動(dòng) 板17的上端鉸接設(shè)置在擺動(dòng)板動(dòng)板安裝架16上，并在擺動(dòng)板動(dòng)板安裝架16的下方設(shè)有螺 桿套18，頂桿19穿設(shè)在螺桿套18內(nèi)，頂桿19的內(nèi)端與擺動(dòng)板動(dòng)板17相抵。并且，輪盤安 裝座9的左側(cè)上方還設(shè)置有凸出的配重桿15，配重桿15上方設(shè)置有配重塊14，配重塊14 通過螺紋設(shè)置配重桿15上。本發(fā)明使用的時(shí)候，包括以下的步驟①將橡膠材料制成圓環(huán)形，硫化成型；②將圓環(huán)形橡膠材料20通過材料固定盤7固定在材料固定桿6上，將尖銳物模擬 輪12在承受載荷下轉(zhuǎn)動(dòng)并對(duì)圓環(huán)形橡膠材料20的外表面進(jìn)行刺扎；③刺扎達(dá)到要求后，記錄時(shí)間和尖銳物模擬輪12的轉(zhuǎn)數(shù)；④稱量圓環(huán)形橡膠材料20刺扎后體積質(zhì)量的減少量，作參數(shù)變化圖并出報(bào)表，從 而表征橡膠材料20抗尖銳物刺扎的性能。圖2為二配方膠料在不同負(fù)荷下抗刺扎性能對(duì)比圖。圖3為橡膠中摻用Kevlar短纖維對(duì)橡膠抗刺扎性能的影響。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)方法，其特征在于該方法包括以下的步驟①將橡膠材料制成圓環(huán)形，硫化成型；②將圓環(huán)形橡膠材料(20)固定在旋轉(zhuǎn)物料固定桿(6)上，并設(shè)置有尖銳物模擬輪 (12)，尖銳物模擬輪(12)在承受載荷下轉(zhuǎn)動(dòng)并對(duì)圓環(huán)形橡膠材料(20)的外表面進(jìn)行刺 扎；③刺扎達(dá)到要求后，記錄時(shí)間和尖銳物模擬輪(12)的轉(zhuǎn)數(shù)；④稱量圓環(huán)形橡膠材料(20)刺扎后體積質(zhì)量的減少量，從而表征橡膠材料抗尖銳物 刺扎的性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)方法，其特征在 于調(diào)整尖銳物模擬輪(12)表面設(shè)有不同刺扎針(13)模擬的不同的尖銳物表面可以對(duì)試 樣施加不同的刺扎。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)方法，其特征在 于調(diào)整旋轉(zhuǎn)物料固定桿(6)的傾斜位置模擬的不同的切割角度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)方法，其特征在 于調(diào)整尖銳物模擬輪(12)的承受載荷模擬使用時(shí)輪胎的工作路面載荷。
5.一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置包括機(jī)座 (1)、尖銳物模擬輪(12)、輪盤安裝座(9)、材料固定桿(6)、電機(jī)(3)和變速箱(5)；電機(jī)(3) 設(shè)置在機(jī)座(1)的左側(cè)，電機(jī)(3)的轉(zhuǎn)軸通過聯(lián)軸器(4)連接所述的變速箱(5)，材料固定 桿(6)與變速箱(5)的輸出軸相連接，材料固定桿(6)上設(shè)有兩個(gè)材料固定盤(7)；機(jī)座 (1)的右側(cè)凸出設(shè)置有兩塊安裝板(8)，所述的輪盤安裝座(9)由兩塊三角鐵架連接構(gòu)成， 輪盤安裝座(9)的上端左側(cè)鉸接設(shè)置在兩塊安裝板(8)之間；所述的尖銳物模擬輪(12)的 外表面徑向設(shè)置有多根刺扎針(13)，刺扎針(13)正對(duì)材料固定盤(7)的位置，尖銳物模擬 輪(12)通過轉(zhuǎn)軸(11)設(shè)置在兩塊三角鐵架之間，輪盤安裝座(9)的上端右側(cè)設(shè)有荷重加 載構(gòu)件(10)；轉(zhuǎn)軸(11)的外端設(shè)有尖銳物模擬輪(12)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)計(jì)算傳感器，計(jì)算傳感器 連接設(shè)有數(shù)顯裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)裝置，其特征在 于尖銳物模擬輪(12)的外表面徑向設(shè)置有多個(gè)螺孔，所述的刺扎針(13)上設(shè)有螺紋，刺 扎針(13)通過旋接設(shè)置在尖銳物模擬輪(12)的外表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)裝置，其特 征在于刺扎針(13)的針尖為圓錐形。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)裝置，其特 征在于刺扎針(13)的針尖為扁平型。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)裝置，其特征在 于輪盤安裝座(9)的左側(cè)上方設(shè)置有凸出的配重桿(15)，配重桿(15)上方設(shè)置有配重塊 (14)，配重塊(14)通過螺紋設(shè)置配重桿(15)上。
10.根據(jù)權(quán)利要求5或6或9所述的一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)裝置， 其特征在于該裝置還包括傾斜模擬構(gòu)件，傾斜模擬構(gòu)件由固定板(2)、擺動(dòng)板(17)、擺動(dòng) 板安裝架(16)和頂桿(19)構(gòu)成，所述的電機(jī)(3)和變速箱(5)設(shè)置在固定板(2)上，擺動(dòng)板(17)設(shè)置在固定板(2)的一側(cè)，擺動(dòng)板(17)的下端與固定板(2)固定連接，擺動(dòng)板(17) 的上端鉸接設(shè)置在擺動(dòng)板安裝架(16)上，并在擺動(dòng)板安裝架(16)的下方設(shè)有螺桿套(20)， 頂桿(19)穿設(shè)在螺桿套(20)內(nèi)，頂桿(19)的內(nèi)端與擺動(dòng)板(17)相抵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)量高分子材料如硫化橡膠、塑料抵抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)方法和裝置。一種測(cè)量橡膠材料抗尖銳物刺扎性能的試驗(yàn)方法，該方法包括以下的步驟①將橡膠材料制成圓環(huán)形，硫化成型；②將圓環(huán)形橡膠材料固定在旋轉(zhuǎn)物料固定桿上，并設(shè)置有尖銳物模擬輪，尖銳物模擬輪在承受載荷下轉(zhuǎn)動(dòng)并對(duì)圓環(huán)形橡膠材料的外表面進(jìn)行刺扎；③刺扎達(dá)到要求后，記錄時(shí)間和尖銳物模擬輪的轉(zhuǎn)數(shù)；④稱量圓環(huán)形橡膠材料刺扎后體積質(zhì)量的減少量，從而表征橡膠材料抗尖銳物刺扎的性能。本發(fā)明還公開了上述方法專用的設(shè)備。本發(fā)明具有方法簡(jiǎn)單、裝置簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N5/04GK102004060SQ20101028006
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月10日
發(fā)明者周羅興, 徐世傳, 許仁昌 申請(qǐng)人:杭州中策橡膠有限公司