1、前言
    在眾多的橡膠制品試驗(yàn)中，磨耗試驗(yàn)是一種不可缺少的試驗(yàn)。對(duì)許多橡膠制品而言，磨耗性能直接關(guān)系到其使用壽命，實(shí)用意義很大，是很重要的技術(shù)指標(biāo)之一。因此磨耗性能的測(cè)試，是橡膠工業(yè)中一個(gè)很重要的問題，多年來我國(guó)在測(cè)試橡膠磨耗性能上所采用的儀器常為阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)和格拉西里磨耗試驗(yàn)機(jī)等，這兩種磨耗試驗(yàn)機(jī)都雖能測(cè)定橡膠的磨耗性能，但存有試驗(yàn)周期過長(zhǎng)和試驗(yàn)途徑重復(fù)等不足，旋轉(zhuǎn)式輥筒磨耗機(jī)是參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4649-1985和根據(jù)GB9867-88及引進(jìn)的德國(guó)產(chǎn)的ZWICK磨耗試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行研制的。該機(jī)與常用的阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)和格拉西里磨耗試驗(yàn)機(jī)相比，具有所需試樣小、試驗(yàn)周期短和磨擦途徑不重復(fù)等優(yōu)點(diǎn)，是目前國(guó)際上較為流行通用的磨耗機(jī)。旋轉(zhuǎn)式輥筒磨耗試驗(yàn)機(jī)的研制，為我國(guó)橡膠制品試驗(yàn)測(cè)試橡膠磨耗性能上提供了一種新式的試驗(yàn)儀器，為我國(guó)橡膠制品的發(fā)展將起到一定的作用。

2、儀器結(jié)構(gòu)概述及主要性能規(guī)格
  旋轉(zhuǎn)式輥筒磨耗試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)如圖一所示：

   該機(jī)主要由動(dòng)力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動(dòng)輥筒、試樣夾轉(zhuǎn)器、自動(dòng)停機(jī)系統(tǒng)和用于試樣轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪與小傳動(dòng)齒輪裝置、基座及粉塵收集器等組成。其主要原理是：在某個(gè)載荷下，在一定級(jí)別的砂布上，柱狀試樣在砂布表面上橫切研磨一確定的行程，通過測(cè)量試樣的質(zhì)量磨耗量，再由試樣的密度計(jì)算出體積磨耗量。為了使試驗(yàn)有可比性，*后須得用標(biāo)準(zhǔn)橡膠，把試驗(yàn)結(jié)果表示為以校驗(yàn)過的砂布為基準(zhǔn)的相對(duì)體積磨耗量或是表示為相對(duì)于某種標(biāo)準(zhǔn)膠的磨耗量的耐磨指數(shù)，其主要技術(shù)參數(shù)如下：
滾筒直徑：150±0.2mm
滾筒長(zhǎng)度：460mm
滾筒轉(zhuǎn)速：40±1 r/min
所用試樣：直徑：16±0.2mm  厚度不小于6mm
試樣夾持器橫移速度：4.2±0.04 mm/r
研磨行程長(zhǎng)度：20m或40m
試樣旋轉(zhuǎn)速度：0.9r/min或不轉(zhuǎn)動(dòng)
自負(fù)荷重：2.5N（通過試樣夾持器和懸臂產(chǎn)生）
試樣載荷用可調(diào)至重量：5N  7.5N  10N  12.5N  15N  17.5N  20N
輸出功率：AC22V、50HZ
電機(jī)轉(zhuǎn)速：3000r/min
 

3、儀器各部件介紹
   功力系統(tǒng)：由同步電機(jī)和變速箱組成，安裝在機(jī)器左邊的防護(hù)罩內(nèi)，由同步電機(jī)通過一級(jí)蝸輪，蝸桿傳動(dòng)和一級(jí)2：3的齒輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。
   轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒：用于粘貼砂布，由一直徑Ф150輥筒和固定座組成。上面有三條橫紋標(biāo)記，為雙面膠帶的粘貼位置。
  試樣橫移驅(qū)動(dòng)裝置：由導(dǎo)向絲桿（19）、橫移塊螺母（18）、導(dǎo)桿（17），懸臂（16）以及“0”錘組成，“0”錘為基錘。
  試樣夾持器：由導(dǎo)向套筒（11）、試樣緊固器（4）、試樣定位螺絲（10）、小傳動(dòng)齒輪（5）和備用砝碼（7）（8）（9）組成，用于完成砝碼的固定試樣夾持器等功能。
  用于試樣轉(zhuǎn)動(dòng)的齒條及小傳動(dòng)齒輪裝置：由小齒輪和齒條組成，以實(shí)現(xiàn)試樣在橫移過程中的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或不旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
  試驗(yàn)完成后的自動(dòng)停機(jī)系統(tǒng)：由升降滾輪（12）、鉸式罩蓋（15）和位于右邊防護(hù)罩上的接近開關(guān)組成。在試驗(yàn)開始時(shí)執(zhí)行將試樣放在輥筒上的動(dòng)作，當(dāng)移動(dòng)滾輪（12）滾至右邊后，接近開關(guān)自動(dòng)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)，試樣夾持器停止運(yùn)動(dòng)。
  粉塵收集器：由裝配支架（23）和吸塵器接管部件（26）組成。主要用于清理粘在轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒上的橡膠粉塵和收集磨下的橡膠塵屑。
  復(fù)位桿：復(fù)位桿（14）的作用是在試驗(yàn)完成后，使試樣夾持器滑回到起始位置
去，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作，必須首先使夾持器折向后面，這樣才能使得橫移塊上的螺母與驅(qū)動(dòng)絲桿脫開。
  砂布：砂布用60號(hào)粒度的氧化鋁制成，寬度*小為400mm，長(zhǎng)度為473mm，平均厚度為1mm，在每張新砂布首次使用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行級(jí)別鑒定。

4、試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

（1）粘貼砂布
   按輥筒上的三條橫紋標(biāo)記、等距離的貼上三條雙面膠帶紙，然后將砂布粘貼到滾筒上并固定就位。粘貼時(shí)應(yīng)注意：砂布的兩頭不可過長(zhǎng)，要是過長(zhǎng)，應(yīng)適當(dāng)予以剪短。另外粘貼時(shí)，應(yīng)使砂紙兩頭的接縫壓在同一膠帶上，且砂布兩接頭之間的空隙應(yīng)不超過2mm。

（2）試樣的制備
   硫化一張?jiān)嚻�，然后用旋轉(zhuǎn)裁刀裁取試樣，不允許沖裁，也可直接用模具硫化試樣。

（3）磨耗行程的調(diào)節(jié)
   旋轉(zhuǎn)輥筒磨耗機(jī)磨耗行程為4m（即試樣從*左邊磨耗到*右邊停止的行程），具體行程由用戶選擇并確定磨耗次數(shù)。

（4）試樣靜態(tài)試驗(yàn)或旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)試樣夾持器的調(diào)節(jié)
   用該儀器作試驗(yàn)，如果采用試樣旋轉(zhuǎn)的試驗(yàn)時(shí)，則要將小齒輪（5）與齒條（2）相嚙合，要完成這個(gè)調(diào)整，須先將緊固齒軌的兩個(gè)螺釘擰松，將齒條向前方推移，直至與齒軌嚙合，然后將螺釘緊固螺釘擰緊，這樣做試驗(yàn)時(shí)試樣就會(huì)處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果采用試樣不轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，將齒條向后推移與小齒輪脫開即成。

（5）試樣載荷的選擇
   用該儀器做試驗(yàn)時(shí)，必須使試樣在10±0.2N的載荷下與砂布接觸，可以通過在試樣夾持器裝置（本身重2.5N）上放兩個(gè)備用砝碼（2.5N和5N的砝碼）來達(dá)到此負(fù)荷值。本儀器隨機(jī)也備有10N的砝碼，當(dāng)某特殊情況下，試樣載荷可達(dá)12.5N、15N、
17.5N、20N的重量。

（6）試樣裝入試樣夾持器的安裝說明
   用本儀器做試驗(yàn)時(shí)，試樣必須伸出夾持器2±0.2mm，安裝試樣時(shí)，須將懸臂（16）朝試驗(yàn)機(jī)后方旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，將試樣定位螺絲（10），再松開試樣夾持器的鎖緊螺母（3），把試樣放入隨機(jī)所附帶的試樣定位卡規(guī)中，然后將試樣楔入夾持器里，再使卡規(guī)與試樣夾持器相接觸。把試樣夾持器鎖緊螺母（3）擰緊，到此試樣已準(zhǔn)確定位，對(duì)于厚度都一樣的試樣，不再需要重新調(diào)節(jié)。

5、砂布鑒定說明

    用本儀器在試驗(yàn)時(shí)，所用的砂布都必須使用標(biāo)準(zhǔn)試樣來決定其摩擦等級(jí)。為了保證砂布的磨損性在容許的偏差范圍內(nèi)，要經(jīng)常重復(fù)做這個(gè)試驗(yàn)。砂布鑒定程序如下：
（1）稱量所購(gòu)買的標(biāo)準(zhǔn)膠試樣精確到1mg
（2）在夾持器上放置5N、2.5N重的砝碼
（3）將懸臂轉(zhuǎn)向儀器后方，并松開試樣夾持器鎖緊螺母。
（4）用試樣定位卡規(guī)將試樣固定在夾持器里，并擰緊鎖緊螺母，此時(shí)試樣外露長(zhǎng)度為2±0.2mm。
（5）參照“試驗(yàn)步驟”進(jìn)行磨耗試驗(yàn)，行程為40m。取出試樣。注意：不要用試樣定位螺絲去推頂試樣，以免攪亂試樣伸出部分長(zhǎng)度。
（6）稱量已試驗(yàn)過的試樣，比較試樣試驗(yàn)前后的質(zhì)量差，做為磨損性指標(biāo)。
（7）至少用三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行三次試驗(yàn)，把三次磨損性指標(biāo)的平均值，做為砂布的磨損性等級(jí)。
   本儀器規(guī)定磨耗試驗(yàn)應(yīng)在40m磨耗行程內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)試樣質(zhì)量損失為180-220mg的砂布上進(jìn)行，若新提供的原始砂布的磨耗質(zhì)量大于220mg時(shí)，那須得用隨機(jī)所附帶的金屬試驗(yàn)樣塊，將砂布研磨一至二次（金屬試驗(yàn)塊裝入夾持器的方法同橡膠試樣），然后用尼龍毛刷將砂布仔細(xì)進(jìn)行清理，再用兩標(biāo)準(zhǔn)試樣做鑒定試驗(yàn)，直至試樣的質(zhì)量損失在220mg時(shí)，方可使用，當(dāng)砂布使用一段時(shí)間后，在用標(biāo)準(zhǔn)試樣做鑒定試驗(yàn)時(shí)，若試樣質(zhì)量損失值小于180mg時(shí)，則該砂布做廢。

6、試驗(yàn)步驟

   當(dāng)確定了砂布的等級(jí)后，就可以正式在該機(jī)上做試驗(yàn)，需說明的是：測(cè)量相對(duì)體積磨耗量時(shí)，應(yīng)采用試樣不轉(zhuǎn)動(dòng)試驗(yàn)，測(cè)量耐磨指數(shù)時(shí)，應(yīng)采用試樣旋轉(zhuǎn)的試驗(yàn)。
（1）用尼龍毛刷，清理粘在砂布上的膠屑；
（2）用精度±0.001g的天平稱量試樣的重量；
（3）將試樣放放夾持器中，使試樣外露的長(zhǎng)度為2±0.1mm；
（4）把帶有試樣的夾持器從滑道移到輥筒的起點(diǎn)處，并放在輥筒上。
（5）用10±0.2N的垂直力把試樣壓在輥筒上，也可采用10±0.1N的作用力，但在試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)特別注明。
（6）選擇試驗(yàn)方式是采用旋轉(zhuǎn)式的還是采用不旋轉(zhuǎn)式的，須在報(bào)告中注明。
（7）開動(dòng)機(jī)器進(jìn)行試樣，當(dāng)磨耗行程大于40m時(shí)，自動(dòng)停機(jī)。如在40m行程內(nèi)試樣磨耗量大于400mg時(shí)，試驗(yàn)可在20m行程，然后把試樣伸出長(zhǎng)度重新調(diào)到2.0±0.1mm后再進(jìn)行試驗(yàn)，直到40m停止試驗(yàn)，若在40m行程中，試樣磨耗量大于600mg時(shí)，則只需進(jìn)行20m行程的試驗(yàn)，然后將其結(jié)果乘以2，就可得40m行程的磨耗量。
（8）試驗(yàn)結(jié)束，把夾持器移動(dòng)到起始位置，取出試樣除去毛邊膠屑稱取試樣的重量。
（9）按上述步驟，每一種膠料都必須測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)膠和試驗(yàn)?zāi)z的磨耗量。試驗(yàn)?zāi)z作三個(gè)試樣，標(biāo)準(zhǔn)膠要在試驗(yàn)?zāi)z的前面和后面各作三個(gè)試樣。測(cè)定膠料相對(duì)體積磨耗量時(shí)采用B1.1條的標(biāo)準(zhǔn)膠，測(cè)定耐磨指數(shù)時(shí)采用B2.1條的標(biāo)準(zhǔn)膠。（標(biāo)準(zhǔn)膠見附錄）
（10）按GB533的方法，分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)膠與試驗(yàn)?zāi)z的密度。

7、試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算及表示方法：

（1） 耐磨指數(shù)ARI按下式計(jì)算：
ARL=Vs/Vt×100
式中：ARL：耐磨指數(shù)；％
Vs：標(biāo)準(zhǔn)膠的體積磨耗量mm3
Vt：試驗(yàn)?zāi)z的體積磨耗量mm3
（2）相對(duì)體積磨耗量ΔV按下式計(jì)算：
ΔV=Vt（200/ms）
式中：ΔV：相對(duì)體積磨耗量mm3
Vt：試驗(yàn)?zāi)z的體積磨耗量mm3
ms：使用非旋轉(zhuǎn)試樣的標(biāo)準(zhǔn)膠的質(zhì)量磨耗量mg
200：用非旋轉(zhuǎn)試樣測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)膠（附錄B中B1規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)膠）的質(zhì)量損失值，mg
（3）分別用試驗(yàn)?zāi)z的三個(gè)試樣的算術(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)膠的六個(gè)試樣的算術(shù)平均值計(jì)算結(jié)果,并以整數(shù)位表示。

8、維護(hù)與保養(yǎng)

   為了保證無故障運(yùn)行和穩(wěn)定的精確試驗(yàn)結(jié)果，應(yīng)定期仔細(xì)地對(duì)該試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行各種維護(hù)與保養(yǎng)。每日應(yīng)將膠料收集盤中的膠粉碎屑倒掉，并洗刷干凈，導(dǎo)桿和導(dǎo)向絲杠應(yīng)定期滴入機(jī)油進(jìn)行潤(rùn)滑，并擦拭干凈，對(duì)于滾筒清潔裝置上的毛刷，在用40m磨耗行程試驗(yàn)150-200次后，應(yīng)更換新的毛刷。