一种橡胶钢丝粘合性能的动态测量方法

摘要

本发明属于橡胶钢丝粘合性能检测技术领域，涉及一种橡胶轮胎行业动态测量的多试件加载技术设备和方法，适用于在运动过程中对径向反复受载的橡胶钢丝复合体进行动态测量，预测轮胎行驶过程中橡胶钢丝粘合力强度的疲劳寿命，真实反映轮胎在行驶过程中橡胶钢丝间粘合强度的变化情况，预测钢丝在变载荷作用下的实际使用寿命，对其他径向受载的试样进行变载荷加载，可同时单次对多个试样进行受力，减少试验次数，缩短试验周期，提高效率，降低成本，通过调节磁力座在工作台的位置和螺帽的长度，调节加载范围，其装置的总体结构新颖，造价低，使用寿命长，动态测量原理可靠，数据科学合理，分析与计算准确。

主权项

一种橡胶钢丝粘合性能的动态测量方法，其特征在于实现对被测橡胶钢丝试件的横向加载并对被测多试件进行变载变频时，采用动态测量装置，装置的主体结构包括上工作台、立柱、调节螺丝、导柱、螺栓、磁力座、下工作台、凸轮、支撑装置；上、下对应结构的两个直径相等的圆形上、下工作台的材料为碳素钢，在上、下工作台的表面均匀分布制有以上、下工作台的中心为圆心向四周均匀发散的锥形孔；上工作台的两端制有两个垂直于上工作台平面的立柱，立柱两圆心之间的距离小于上、下工作台的直径，每个立柱外侧处开有沿立柱的轴线方向均匀分布的螺纹孔与调节螺丝配合；立柱中间段处外套式制有导柱，导柱由左右两个环形圆柱组成，两个导柱的圆心间的距离等于立柱两圆心的距离，导柱的内径大于立柱的外径，导柱与立柱相配合，并通过调节螺丝调节导柱与立柱的相对高度，从而调节上工作台的高度；在每个导柱的外侧制有沿导柱的轴线方向按立柱上螺纹孔相同尺寸均匀布置的圆孔，其孔径大于螺纹孔径，防止摩擦；立柱插入导柱的内筒中，将立柱上的螺纹孔与导柱上的一个圆孔相对齐，用调节螺丝将两者固定起来，从而调节上、下工作台的间距；在磁力座的底端中心位置制有锥形凸起，与上工作台上的锥形孔相配合，利用磁力将磁力座固定在上工作台上，磁力座的上端由两个夹板组成，试件放在两夹板之间，利用螺栓将两个夹板夹紧，达到固定试件的作用；凸轮的外轮廓根据正弦函数曲线进行绘制，凸轮上均匀布置制有四个相同形状的外轮廓曲线；横架在两个导柱之间的支撑装置包括上盖板、下盖板、推杆、弹簧和螺帽，上盖板的底侧周向均匀布置制有半圆形的凹槽，凹槽的数量与试件的数量相同；下盖板结构为将上盖板嵌入的圆筒型，圆筒的内径大于上盖板的外径，便于装卸，圆筒内侧底部布置制有与上盖板上的同样形状和大小的半圆形的凹槽，上盖板和下盖板配合起来形成一个完整的圆形孔腔，其端部分别制有一个圆形孔，其直径大于导柱的外径，便于安装，在下盖板的外 侧开有侧孔，侧孔的直径等于导柱外侧的圆孔孔径；推杆的一端为半球形，与凸轮接触，另一端开制有螺纹，在靠近半球形的一侧制有圆形凸台，圆形凸台的直径小于上盖板上的凹槽的直径，便于推杆在上、下盖板围成的孔腔中往复运动，同时减少磨损；螺帽的一端为螺纹孔与推杆一端的螺纹相配合，螺帽的另一端为平面；先采用复合式凸轮结构，凸轮运行一周对同一试件加载多次，实现多次加载的功效；凸轮外轮廓根据正弦函数进行绘制，凸轮对试件加载时，使得外轮廓上的不同点引起试件不同的变形程度，由于凸轮轮廓的连续性，使得试件的加载过程为动态且连续的加载过程；或采用复合式曲柄滑块机构，利用曲柄的旋转带动滑块的直线往复运动，实现对同一被测试件的多次加载功效；变频的实现是通过改变电机的型号实现，电机转速的变化使凸轮在单位时间内转动次数变化，改变单位时间内试件的受载次数；实现变载变频，或通过更换不同的凸轮外轮廓，使得试件受载力发生变化，进而试件的变形发生变化；或通过调整试件的位置，试件距离凸轮的远近影响试件的受载力大小；或根据实验的需要在工作台上更换试件的数量；其具体的测量步骤包括：（1）、先将六个磁力座均匀放置在下工作台上，磁力座处于水平的没有磁力位置，磁力座的底端的锥形凸起与下工作台的锥形孔相配合，放置好后将按钮顺时针拧90°，将磁力座利用电磁力固定在下工作台上；（2）、安装相同数量的磁力座在上工作台上，磁力座的位置与下工作台的位置对应一致，具体安装方法同步骤（1）；（3）、将上工作台下调，使其与下工作台的垂直距离小于试件的长度，以便试件的加紧；将上工作台两侧立柱上的调节螺丝拧出，使上工作台能够沿着立柱上下移动，达到要求的位置后将调节螺丝拧入到相对应的螺纹孔中，将上工作台固定到所要求的位置；（4）、将被测试件加紧在上下工作台之间，将磁力座上面的螺栓拧松形成缝隙，以便放进试件；将试件的一端放进下工作台的磁力座螺栓拧松后形成的缝隙中，再将螺栓拧紧将试件加紧；试件的另一端 加紧在与该磁力座垂直位置的上工作台上，使试件在加紧后处于竖直方向；（5）、调节上工作台的方位，使试件伸直，方法与步骤（3）相同，不同的是将上工作台向上移动到所要求的位置；（6）、对试件进行加载实验，先启动电机，利用电机的输出轴带动凸轮进行匀速旋转运动，凸轮的外轮廓按照正弦规律绘制，与凸轮相接触的推杆沿着凸轮的外轮廓实现往复运动，将凸轮的旋转运动变为推杆的直线运动；试件在受最大载荷时与垂直距离的最大偏差为4mm，试件的运动轨迹为半正弦波形，其横向坐标由电机的转速决定，转速越高，试件往复运动的次数越多，单位时间内的抛物线越集中；上述步骤完成后即可实现对被测试件的粘合性能的动态测量。