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磨耗试验机评价载重轮胎胎面耐磨性能条件的确定赵 慧，陈家辉，戴仲娟，章阿伟（杭州朝阳橡胶有限公司，浙江 杭州 ）摘要：建立使用 实验室磨耗试验机评价载重轮胎胎面耐磨性能的方法。 试验条件的选择需在摩擦力不大于 的区域内，确立测试条件如下：（）负荷 ，速度 ，滑动角度 ，距离 ；（）负荷 ，速度 ，滑动角度 ，距离 。 所测耐磨性能指数采用修 正 系 数 修正后与路试耐磨 性能指数基本一致。关键词：磨耗试验机；载重轮胎；胎面胶；磨耗性能中图分类号： ；文献标志码：文章编号：（）磨耗性能测试可以反映胶料的耐磨性能。磨耗试验的 关 键 是 模拟产品实际使用时的磨耗方 式，试验方法包括阿克隆磨耗、 磨耗、皮克磨 耗和 实 验 室 磨 耗 等。 磨 耗 试 验 方 法 的 选择主要考虑试验的相关性和苛刻度。使用 磨 耗 试验机进行轮胎胎面胶 耐磨性能研究，将温度、负荷、路面条件和速度等 因素迭加在一起模拟磨耗现象，再对数据进行解 析、分类并利用计算机作出综合判断，试验的重复 性和准确性均较高，对轮胎耐磨性能研究具有很 好的指导意义，但多数文献直接使用磨耗试验 结果来评价胎面胶的耐磨性能，并未对其数据 的可靠性以及与路试的相关性进行分析。本工作研究负荷、速度和滑动角度与 胎 面 胶 磨耗量的相关性，确立了实验室磨耗测试的试验 条件，并评价试验结果与路试磨耗数据的相关性。测试仪器及条件实验室磨耗试验机，荷兰 公司产品。参数范围：橡胶磨轮试样直径 ；试验负荷 ；速度 ；滑动角 度 （倾 角）；行 驶 距 离；摩擦力 ；测试均在室温下进行。结果与讨论实验室磨耗性能测试影响因素接地比压轿车轮胎、轻型载重轮胎和载重轮胎 的 接 地比 压 范 围 分 别 为 ， 和 。磨耗试验机测试载重轮胎可 达到的接地比压如图和所示。实验试验样品选取种具有不同耐磨性能的载重轮胎胎面 胶。胎面胶 为 天 然 橡 胶中 超 耐 磨 炭 黑二 氧 化硅配合，胎 面 胶 为 天 然 橡 胶超 耐 磨 炭 黑 配 合，胎面胶 为天然橡胶中超耐磨炭黑配合。， 胎面胶 ；， 胎面胶 ；， 胎面胶 。滑动角度为。作者简介：赵慧（），女，山西阳泉人，杭州朝阳橡胶 有限公司工程师，硕士，主要从事轮胎配方设计和工艺管理工作。图不同负荷下载重轮胎的接地比压轮胎工 业 年第 卷胎胎面胶的磨耗性能。要进行载重轮胎磨耗性能评价，需从负荷、速度和滑动角度三方面进行试验 条件调整，以接近载重轮胎实际磨耗状态。负荷、速度和滑动角度磨耗试 验机是通过调节负荷、速 度和滑动角度个变量来测试胎面胶的磨耗损失，个变量对胎面胶磨耗量的影响如图所示。滑动角度（）： ； ； ； ； 。图不同负荷和滑动角度下载重轮胎的接地比压由图可见，随着负荷的增大， 种胎面胶的接地比压均增大，且趋近线性增加。由图可见， 同一负荷下滑动角度变化，接地比压变化很小，说 明 磨耗试 验 中接 地比压主要与负荷有 关。在 磨 耗 试 验 机 的 最 大 负 荷 下， 种 胎 面 胶 的 接 地 比 压 仅 有 。因此单从接地比压方面而言，磨耗试验机更适合于评价轿车轮胎和轻型载重轮图负荷、速度和滑动角度对胎面胶磨耗量的影响第 期赵慧等磨耗试验机评价载重轮胎胎面耐磨性能条件的确定由图可以看出：随着负荷的增大，磨耗量增大，负荷达到 以上时，磨耗量的增大幅度变 大；随着速度的提高，磨耗量也增大；随着滑动角 度的增大，磨耗量呈指数增大，在滑动角度为 左右有突变点，磨耗量急剧增大。 然而在滑动角 度为时，无 论 负 荷 和 速 度 如 何 变 化，均 未 产 生 磨耗（如图 所示），这与 磨耗试验机的 工作原理有关，即在旋转磨盘与试样间 给 予 一 定的角度，使试样滑移，因滑移而发生磨耗。滑动角度（）： ； ； ； 。 负荷为。图 胎面胶 不同速度和滑动角度下的磨耗量验机可测试的试验条件范围内，仍会出现无法测 试情况。分析发现这可能与摩擦力有关。不同试 验条件下胎面胶 的摩擦力见表。 由表 可以 看出：摩擦力随着负荷和滑动角度的增大而增大；测试范围在 磨耗试验机允许的测试范围内， 分别选取不同水平的负荷、滑动角度和速度，对胎 面胶 进行多元配置测试，结果见表。由表可以看出，随着试验速度的提 高 以 及 滑 动角度和负荷的增大 ，即使 在磨 耗 试表 不同试验条件下胎面胶 的磨耗测试运行情况速度（）条件负荷滑动角度（） 注： 表示可稳定测试； 表示测试时有跳动滑移产生； 表示试验机停止运行。表不同试验条件下胎面胶 的摩擦力速度（）条件负荷滑动角度（） 注： 同表。速度提高时，摩擦力也呈增加趋势，但不如负荷和滑动角度增加的明显。磨耗试验机在各 试验条件下测得的摩擦力并不是一个定值，而是 变化的，其波动情况由标准差（）表示（试验机自 带软件测定）。在一定的试验条件下，当 时， 试样与磨盘间发生跳动滑移，导致轮胎发生异常磨耗而影响磨耗量的准确测试。对 以 上 结 果 进 行 综 合 判 断 ，摩 擦 力 不 大 于 是 进行磨耗试验 的 稳 定 区 域 ；摩 擦 力 在 之 间 是 发 生 波 动 的 不 稳 定 区 域 ；摩擦 力大于 是不能进行磨耗试验的区域，如图 所示。轮胎工 业 年第 卷能，需要在可以进行测试的条件中找出与路试磨耗相关的试验条件。 磨耗试验结果与路试结果的相关性载重轮胎的路试磨耗性能选用 轮 胎 进 行 路 试磨耗性能 评 价，胎 面 采 用 三 分 割 胎 面 配 方 （， 和 ），结果显示胎面胶 的耐磨性能最佳，其次 为胎面胶 和胎面胶 。 若设 胶 面 胶 的 耐 磨 性能指数为，则胎面胶 和 的耐磨性能指 数分别为和。从配方角度考虑的耐磨性 能与路试结果相吻合。 磨耗试验机评价磨耗性能不同试验 条 件 下 磨耗试验机对胶 料耐磨性能评价结果见表。摩擦力： ； 。 稳定区域； 不稳定区域； 不能进行测试区域。图 磨耗试验机试验条件界限若滑动角度增大，试样与磨盘间的摩 擦 力 就 会增大，容易发生跳动摩擦，甚至会超过测试能力 而停止 试 验。 为 了 既 避 开 磨 耗 试 验 机 停止运行的条件，又要能大幅度地调整滑移角度， 只 能 在 负 荷 附 近 进 行 试 验 。然 而 在 负 荷 为 时，接地比压仅为 ，只能满 足轿车轮胎的测试要求。为评价载重轮胎磨耗性实验室与路试磨耗测试结果的相关性及修正系数磨耗试验机测试的耐磨性能指数与 路试结果的相关性如图所示。试验线性方程表 磨耗试验机测试不同条件下各胎面胶的耐磨性能试验条件序号试验条件耐磨性能指数跳动滑移负荷速度（）滑动角度（）距离胎面胶 胎面胶 胎面胶 无无 有 有 无 无 有为： ，相 关 因 数 （ ）为；试 验 线 性 方 程 为： ， 为 ；试 验 线 性 方 程 为：， 为 ；试 验 线 性方程为：， 为。由图可以看出，与路试磨耗结果线 性 相 关性最好的为试验条件 ，其次为试验 条 件 ， 和，而试验条件，和与路试磨耗结果并无线性 相 关性，这可能是由于试验过程中发生了跳动滑 移而导致数据异常。虽然试验条件下所测得磨 耗与路试磨耗结果的线性相关性最好，但是该试 验条件存在试验时间过长的问题，因此选取试验 条 件为 初 始 评 价 磨 耗 性 能 优 劣 的 条 件 ，试 验 条 ， 试验； ， 试验； 试验； 试验； ， 试验； ， 试验； 试验。图 磨耗试验机测试耐磨性能指数与 路试结果的相关性第 期赵慧等磨耗试验机评价载重轮胎胎面耐磨性能条件的确定件作为最终确认磨耗性能优劣的条件。同时为使各配方 通 过 磨 耗试验机测得的耐磨 性能指数差的绝对值与路试磨耗结果相一致，需 要利用修正系数进行修正，即修正后回归线的斜 率接近和截距接近为最好。对试验条件和进行修正后的结果见表 和 。 由表 和 可 以看出，经修正系数 修正后其结果与路试耐磨性能指数基本一致。表 磨耗试验机在试验条件 所测磨耗结果在不同修正系数下的耐磨性能指数及回归直线修正系数项目耐磨性能指数胎面胶 （基准）胎面胶 胎面胶 回归直线 斜率截距 评价不好好很好不好表 磨耗试验机在试验条件 所测磨耗结果在不同修正系数下的耐磨性能指数及回归直线注：同表。擦力不大于 的区域内。（）通 过 与 路 试 磨 耗 结 果 相 关 性 对 比，确 定磨耗试验机测试载重轮胎耐磨性能的试修正系数项目耐磨性能指数胎面胶 （基准）胎面胶 胎面胶 回归直线 斜率截距 评价验 条 件 如 下：（）负 荷 ，速 度，滑动角度 ，距离 ；（）负 荷，速度 ，滑动角度 ，距离。所得耐磨 性 能 指 数 使 用 修 正 系 数 修正后，与路试耐磨性能指数基本一致。不好好很好不好注：胎面胶 ， 和 的 路 试 耐 磨 性能指数分别为 ，和。参考文献： ，（）：蒋志强，梅周蟒系统磨耗和牵引力试验 机轮胎工业，（）：何毫 明，叶 李 青，张 建 军，等冬 季 轮 胎 的 开 发 及 性 能 测 试轮胎工业，（）：韩慧，李炜东，李大 为，等用室内磨耗试验机研究胎面胶的 耐磨性和抗湿滑性轮胎工业，（）：收稿日期：结论（）单从接地比压方面而言， 磨耗试 验机更适合于评价轿车轮胎和轻型载重轮胎胎面 胶的耐磨性能。磨耗试验机测得的磨耗 量与负荷、速度和滑动角度成正比，而在滑动角度 为时均不发生磨耗。（）就 磨 耗 试 验 机 设 备 条 件 而 言，试 验条件（负荷、滑动角度和速度）的选择需在摩玲珑新品比肩国际名牌（）花纹轮胎也 有 上 佳 表 现，在 抓 着 力 或 转 向方面比此次测试的主品稍逊色，但整体表现已相 当不错。 很 好 的 操 控 稳 定 性 在 湿 地 的 表 现 非 常 好，使极限操控变得容易。值得一提的是，两年前玲珑公司同类 的 欧 销 产品就已经在众多国际知名品牌中脱颖而出。在 芬兰测 试世界公司举 办 的 “ 年 夏 季 轮 胎 测 试”中，玲珑公司 轮胎的综合得分 与米其林和邓禄普并列第四。近年来，玲珑公司积极应