[發明專利]一種橡膠鋼絲粘合疲勞強度的動態測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201810399721.2
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108375517A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 李利;萬呈呈;賈海波;楊林彬;謝添
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G01N3/34
• 分類號: G01N3/34
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

本發明公開一種橡膠鋼絲粘合疲勞強度的動態測量裝置及方法，包括：上箱體、I號電機、曲柄滑塊機構、立柱、I號工作臺、固定鉸支、上夾具、II號工作臺、下夾具、曲柄搖桿機構、擊錘、II號電機、下箱體。本發明既可以實現對橡膠鋼絲試樣的軸向或徑向進行單一方向的加載，又可以實現對橡膠鋼絲試樣的軸向和徑向同時加載，且兩個方向的加載頻率和加載時間相對獨立、可調，通過調節可以更加接近汽車行駛過程中輪胎骨架材料的受力情況，對輪胎使用的壽命預測起到一定的指導作用。本發明可以同時對4個試樣進行實驗，提高效率，夾具便于拆卸、可根據不同的實驗要求及試樣形狀更換，適應性強。

技術領域

本發明屬于橡膠鋼絲粘合性能檢測技術領域，涉及一種橡膠輪胎行業動態測量的多試件加載技術設備和方法。

背景技術

汽車行業的快速發展對子午線輪胎性能提出了更高的要求，其中安全性和耐用性非常重要。輪胎骨架材料—橡膠鋼絲界面的粘合疲勞強度不足，在汽車行駛過程中會造成硫化橡膠與鋼絲間的界面逐漸剝離，出現裂紋缺陷及應力集中源，容易造成爆胎，存在安全隱患。因此，行之有效橡膠鋼絲粘合疲勞強度測量及輪胎壽命預測至關重要。目前，國內外對橡膠鋼絲粘合疲勞強度的測量主要采用靜態軸向抽出的方法，常用的有歐洲共同體試驗標準法(EC法)和美國材料試驗學會標準法(ASTM法)。本質上說EC法和ASTM法均為抽出法，即將鋼絲簾線包埋在一定形狀的橡膠膠料中，經硫化后在拉力試驗機上測量從橡膠中直線抽出每根鋼絲簾線所需的力，并觀察鋼絲表面的覆膠量，用抽出力和覆膠量來表征粘合水平。但是，這兩種方法都只局限于靜態軸向抽出測量，而汽車行駛過程中輪胎鋼絲所承受的載荷不僅僅有軸向力，還有地面對輪胎施加的交變徑向載荷，因此這種靜態軸向抽出的測量方法是存在明顯缺陷的。

國內外目前對橡膠鋼絲粘合疲勞強度的動態測量主要有三種方法：亨利實驗法、超聲波法和波茲南工業大學法。三種方法的原理都是對橡膠鋼絲試樣施加可變頻率的載荷或變形，持續特定時間或次數后，在拉力試驗機上測量抽出力并觀察覆膠量，然后與靜態參數進行對比分析。三種方法的缺陷是都只進行了單一的軸向加載或單一的徑向加載，且都處于研究階段，并沒有形成公認的測試標準。

發明內容

本發明的目的在于克服現有測量方法的不完善，設計一種可以對橡膠鋼絲試樣同時進行軸向加載和徑向加載的動態測量裝置，更真實地模擬汽車行駛過程中輪胎骨架材料的受載，使測量結果更加準確、有效。另外，該裝置可以對多個試樣同時加載，提高效率。

為實現以上目的，本發明的主體結構包括：上箱體、I號電機、曲柄滑塊機構、立柱、I號工作臺、固定鉸支、上夾具、II號工作臺、下夾具、曲柄搖桿機構、擊錘、II號電機、下箱體。所述擊錘與所述曲柄搖桿機構為一體，所述曲柄搖桿機構和所述II號電機安裝在所述下箱體內，所述下箱體的上表面和所述II號工作臺在相對應的位置開通孔，以便對稱的兩個所述擊錘伸出和擺動；所述II號工作臺正上方位置開16個螺紋通孔，以便在正上方通過沉頭內六角螺紋連接安裝4個所述下夾具，每個所述下夾具的底座相對于所述II號工作臺開螺紋孔位置開4個螺紋孔，另外，所述下夾具在所述擊錘一側開孔，以便所述擊錘進入，對試樣進行加載，所述下夾具的夾持部分為槽式結構，用于夾持橡膠鋼絲試樣的橡膠部分；所述上、下箱體、所述I號工作臺和所述II號工作臺通過4根所述立柱連接在一起，其中所述I號工作臺與所述立柱通過過渡配合連接，同時安裝滑動軸承以減少磨耗，所述上、下箱體和所述II號工作臺與所述立柱通過螺紋連接，其中所述下箱體與所述立柱采用直接螺紋連接，所述上箱體和所述II號工作臺側邊開孔與所述立柱螺紋連接；所述I號工作臺的正下方安裝4個所述上夾具，安裝方式同所述II號工作臺與所述下夾具之間的安裝，所述上夾具的夾持部分作滾花處理，用于夾持橡膠鋼絲試樣的鋼絲部分，采用螺栓推動的方式夾緊，所述I號工作臺對應每個所述上夾具夾持鋼絲位置開小通孔，總共開4個小通孔，以便鋼絲穿過，拉緊夾持；所述曲柄滑塊機構和所述I號電機安裝在所述上箱體內，所述曲柄滑塊機構通過所述固定鉸支帶動所述I號工作臺，所述I號工作臺與所述固定鉸支的底座為一體，所述I號工作臺采用異形形狀，目的是減輕重量，便于上下移動。