Page 42 - 《橡塑智造与节能环保》2025年6期

节能环保新技术与产品

使用Ueshima FPS磨损测试装置

评估材料磨损性能

章羽 编译
( 全国橡塑机械信息中心， 北京 100143）

除了柔韧性外，硫化橡胶的耐用性是其在19世纪 转或非旋转状态，或选择哪种参考材料作为对照。至
和20世纪迅速普及的主要原因之一。尽管其在轮胎中 于Taber磨损测试，虽然可以使用不同重量的轮子和旋
的应用是最为人熟知的用途，但橡胶固有的耐磨性是 转速度，但测试结果和失效模式保持不变。这两种方

该材料整体特征的重要组成部分。 对于动态应用，数 法均依赖于测试前后的重量测量来确定磨损抵抗力，
十年的研究致力于延长橡胶制品的使用寿命，而耐磨 但它们在中间数据收集方面毫无建树。
性至今仍是行业技术资源的重要关注点。 然而，橡胶
耐久性研究与开发领域中最大的空白之一，仍是实验 1 上岛精密机械株式会社(Ueshima) FPS 磨
室规模的台式测试与产品现场测试之间的关联性。 损测试装置
要弥补这一差距，可以采取多种途径。只要有 该测试技术的一项重要进展体现在上岛精密机械
足够的时间和资金，就可以收集到足够的数据，将实 株式会社（Ueshima Seisakusho Co., Ltd.）的 AB-2012

验室结果与预测的使用寿命相关联。然而，这种方法 FPS（现场性能模拟）磨损测试装置（图1）中。该设
往往存在局限性，需要大量数据，且通常需要较长时 备采用的测试方法被视为根据ISO 23794标准改进的兰
间。零件设计的一点小改动就可能导致建模失效，从 伯恩磨损测试方法，其采用两个独立旋转的轮子：一
而不得不回到数据收集阶段。 另一方面，基本标准化 个轮子具有磨料表面，另一个轮子由测试材料制成。
测试（如ASTM、ISO等）可产生可用于制定材料质量 磨料轮的尺寸为宽30 mm，外径（OD）为250 mm，
保证要求的比较数据，但这些方法往往缺乏所需的定 而模压橡胶测试轮的宽度为20 mm，外径为70 mm。
制化，无法生成更稳健的数据集以理解材料在各种条 值得注意的是，某些机器还可选配稍小的测试轮，
件下的性能。 这两种方法各有优缺点，但在意图和执 其宽度为10 mm，外径为50 mm。 该机器设计用于同
行方面往往相互排斥。 时控制磨料轮和测试轮的速度，并测量滑移比、载荷

基于此，橡胶配方师的一项常见任务是评估材料 （力）、扭矩（摩擦力）、测试轮直径及表面温度等
的耐磨性，以及配方变化对这一性能的影响。 除轮 数据。 此外，还可测量测试前后质量损失及外观变
胎外，其他需要耐磨性的弹性体材料包括输送带、辊 化。
筒、减震支架和软管应用等。随着对产品耐用性预测 本类测试的指南详述于ISO 23337标准中，该标
需求的增加，磨损测试技术也取得了诸多进展。 这些 准包含通用操作说明及推荐的标准测试设置。 然而，
新型测试技术的先进功能可帮助显示材料的耐磨性特 FPS装置可针对多种输入设置进行完全定制，例如正
征，这是传统方法（如旋转鼓磨损或旋转平面(Taber) 常负载、滑移比、车轮速度、测试环境温度及运行时

磨损）无法实现的。 间。输入范围列表见表1。此前提到的临时数据输出将
这些传统方法在测试输入变量方面相对静态。例 记录在机器的软件程序中。示例输出见表2。
如，鼓式磨损测试的选项仅限于测试过程中试品的旋

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