Page 81 - 《橡塑技术与装备》2024年8期
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工艺与设备 李帛儒 等·全自动兰伯恩橡胶磨耗试验机的使用研究
橡胶磨损量及砂纸使用寿命是确保后续各项试验结果
可信的前提。FPS 配套 80 目、120 目、240 目三种背
胶砂纸，对每种砂纸在显微镜下随机选取 30 个区域（单
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个区域面积约 30 mm ），计算轮廓算数平均偏差 S a 值，
不同目数砂纸的三维形貌与 S a 值如图 3 所示，可以看
出三种砂纸表面粗糙度稳定性较好。
使用炭黑 N134 补强的配方在相同的条件下探索
砂纸磨损寿命，如图 4 所示，不同目数的砂纸使用里
程处于相同数量等级，约 30 km，单位里程下 240 目
砂纸下试样的磨损量小，120 目和 80 目砂纸磨损量较
大且接近。相同载荷下，砂纸粗糙度不同反映了橡胶
与表面微凸体接触时的局部应力集中程度的不同 [6] ，
一般低粗糙度应力集中程度较小而高粗糙度应力集中
图 2 滑石粉淋洗速率对磨损量及加载稳定性的影响
图 3 三种目数砂纸三维形貌图及表面粗糙度
程度较大，进而可能导致磨损过程中试样的弹性与塑
对磨损体积与摩擦系数的影响规律。如图 5 所示，用
性响应发生变化，磨损形貌与磨损速率产生改变。除
N134 炭黑补强胎面胶为研究对象，发现滑移率绝对值
此以外，应力集中程度还受试样本身硬度的影响 [7] ，
越大，摩擦系数与磨损量越高，当滑移率为 0 时，此时
达到一定限度后将减小。这两种情况综合导致磨损速
摩擦系数最小，但不为 0，这源于橡胶的滞后，在设定
率并不随砂纸粗糙度的增加而单调增加，而是取决于
的磨损时间（3 min）下，磨损前后并未发生明显的体
配方及设置的加载条件。
积变化。磨损体积与滑移率的绝对值表现出类似幂函数
的依赖规律，另外，值得注意的是，相同绝对值下的滑
移率，正滑移率下的磨损体积明显高于负滑移率，这可
能是由于黏附摩擦力与橡胶滞后力的方向发生了反转，
进而导致了表观摩擦力绝对值发生变化。
图 4 不同粗糙度砂纸使用寿命
2.3 滑移率
FPS 中定义，滑移率（slip ratio）=（Sample spe
ed-Drum speed）/Sample speed×100%，因此通过固
定试样轮转速，改变路面轮转速可以获得不同滑移率 图 5 滑移率对磨损体积与摩擦系数的影响
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