Page 43 - 《橡塑智造与节能环保》2025年6期

节能环保新技术与产品

转塔转移至测试轴。试品就位后，根据选定的负载设
置，试品与磨料轮被同步靠近，各电机同时将试品加
速至预设旋转速度。 采用专利送料装置以受控速率
向接触区域施加滑石粉，有助于防止磨损颗粒聚结并
形成堆积物附着于试品或磨料轮表面。运行时间结束
后，磨料轮停止并分离，机械臂将使用过的试品部件
移回试品转塔进行最终分析，随后予以丢弃。
本研究的目的是探讨上岛FPS磨损测试装置的功

能，并将磨损结果与标准实验室方法（如旋转鼓磨损
和基本力学性能）进行比较。研究探讨了FPS参数如
何影响不同材料的磨损率。在此情况下，施加的载荷
和滑移比被评估为输入变量。 本研究还对比了FPS数
据与其他常用机械性能及轮胎性能指标，旨在识别不
同测试方法之间的趋势或相关性。
图1 上岛FPS磨损测试装置

2 实验
表1 FPS输入变量 对两种不同类型的配方进行了磨损性能评估。首
最低 最大值
载荷（N） 10 80 先，使用了硅胶填充的 SSBR/BR 胶料（例如客车轮
滑移率（%） -30 +30
表面温度（℃） 环境温度+10 80 胎胎面胶中可能使用的胶料），并调整了硅胶和炭黑
试验速度（m/min） 10 210 的总添加量，以观察其对性能的影响。 其次，选取了
一种通用型SBR输送带覆盖层橡胶，通过使用聚丁二
表2 FPS输出变量，示例
试品名称 1 烯（BR）替代部分SBR来观察性能变化。SSBR/BR橡
时间 60 minutes 胶由商业化原料制成的75/25比例SSBR/BR混合胶料组
滑移比 10 %
载荷 40 N 成（表3）。胎面胶经过三道混炼工序。同样，传送
滑石速度 0.4 rpm
试品速度 79.94 (m/minute) 带胶料也是 100%SBR 炭黑填充胶料，经过两道混炼
路面速度 71.95 (m/minute) 工序；完整的配方见表4。 按照 ASTM D3182、ASTM
滑移比 9.98 （%）
载荷 39.9 (N) D3183 和 ACE 实验室内部程序，遵循了混炼、硫化和
扭矩 1.517 (Nm)
试品温度 36.2 （℃） 试品制备的一般做法。配方并未根据硬度或模量值进
路面温度 34.5 （℃） 行调整，而是进行了简单的替换，以尽量减少本研究
试品直径 68.4 (mm)
切向力（FY） 44.33 (N) 中评估的变量数量。
径向磨损深度（V） 81.36 (mm/1, 000km) 对这些材料进行了标准物理测试，以便将测试
磨损能量（eW） 0.1029 (N/cm ) 2
运行前重量 107.6126 (g) 数据作为与FPS磨损结果进行比较的依据。 这些测
运行后重量 106.1023 (g)
损失 1.5103 (g) 试包括拉伸强度和伸长率（ASTM D412）、A型硬
磨损率 25.20 (mg/minute)
度（ASTM D2240）以及旋转鼓磨损测试（ASTM
D5963，方法A，非旋转）。 硫化性能也按照 ASTM
上岛FPS磨损测试装置采用独特的轮形试品，其
D5289 标准，在 160℃ 下使用移动模流变仪 （MDR）
中心设有带槽的开口，可安装金属嵌件。这确保了试
进行了 30 min的测量。为了减少旋转鼓测试中由于
品的正确旋转和控制。最多可将24个试品（包括对照
磨料表面不一致而导致的结果差异，报告了耐磨指
试品）装入机器的转塔部分，随后可编程使其连续运
数（ARI）。 ARI是标准材料与试品之间的体积损失
行多个测试循环。 每次循环中，机械臂将新试品从

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