淺談橡膠鞋底磨耗試驗(yàn)及其影響的相關(guān)因素

張勇，李衛(wèi)平（西安市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，陜西 西安 710065）

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淺談橡膠鞋底磨耗試驗(yàn)及其影響的相關(guān)因素

張勇，李衛(wèi)平
（西安市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，陜西 西安 710065）

摘要：隨著人們生活品質(zhì)的提高，質(zhì)量好穿著舒適的鞋是人們購(gòu)鞋首要考慮的因素，鞋底的耐摩擦性能被稱為磨耗，其直接影響著鞋底的整體質(zhì)量，磨耗主要是摩擦導(dǎo)致的破壞。磨耗關(guān)系到絕緣及防酸膠鞋的安全性能及其使用時(shí)間，但膠鞋底磨耗數(shù)值與其所處的外部環(huán)境有很大關(guān)系。本文分析了橡膠鞋底磨耗試驗(yàn)及其影響因素，并提出了實(shí)用性應(yīng)用策略，為我國(guó)橡膠生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的理論性依據(jù)。

關(guān)鍵詞：橡膠鞋底；磨耗試驗(yàn)；影響因素

著眼于阿克隆磨耗而言，其均屬莫仕磨耗，此類磨耗是因磨耗導(dǎo)致橡膠表面出現(xiàn)微觀破壞脫落的情況。橡膠鞋底試片會(huì)在一定壓力下和摩擦砂輪形成相應(yīng)的角度，從而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)摩擦，往往砂輪表面尖銳處的摩擦?xí)?dǎo)致膠料表面出現(xiàn)較小的應(yīng)力集中，且于應(yīng)力集中位置的橡膠極易被強(qiáng)力扯斷，從而出現(xiàn)微小顆粒脫落，最終出現(xiàn)磨損。如果砂輪表面尖銳處極為鋒利，這時(shí)就會(huì)導(dǎo)致橡膠表面被劃破，還會(huì)出現(xiàn)許多和活動(dòng)方向平行狀態(tài)的痕跡，此類痕跡屬于切削磨耗及擦傷磨耗的具體特征，這也屬于磨蝕磨耗常見表現(xiàn)形式。因此，對(duì)橡膠鞋底磨耗試驗(yàn)及其影響的相關(guān)因素分析，對(duì)我國(guó)橡膠生產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著極大促進(jìn)意義。

1　橡膠底料的重要性

從物理機(jī)械性能方面來(lái)講，橡膠底料與磨耗性能高低息息相關(guān)，橡膠自身耐磨性主要是其內(nèi)聚力及摩擦表面黏著力決定的，可以是底料扯斷強(qiáng)度及扯斷伸長(zhǎng)率和耐疲勞性能與黏彈性能等方面綜合因素。具體來(lái)講，不可以說(shuō)磨耗及某個(gè)物性是相關(guān)的，實(shí)際測(cè)試所獲得數(shù)據(jù)表明，扯斷強(qiáng)度及磨耗并不存在線性關(guān)系，如果在含膠率底料中摻入順丁橡膠底料，這時(shí)其比天然橡膠的底料扯斷強(qiáng)度偏低，不過(guò)其磨耗性能高。應(yīng)該說(shuō)橡膠鞋底耐磨性能主要是其內(nèi)聚力及摩擦表面黏著力決定的，這也就是說(shuō)其主要是底料配方設(shè)計(jì)決定的，低含膠率底料配方設(shè)計(jì)有效時(shí)，其磨耗性能并不會(huì)超過(guò)高含膠率底料，這時(shí)的內(nèi)聚力強(qiáng)和黏著力弱的底料，于固體表面進(jìn)行摩擦?xí)r，其極易呈現(xiàn)出低磨耗數(shù)據(jù)及高耐磨性能。

2　試驗(yàn)條件與磨耗性能的關(guān)系

2.1試驗(yàn)結(jié)果影響的因素

高低壓絕緣鞋或是耐酸堿膠鞋等類鞋子，其多采用標(biāo)準(zhǔn)的阿克隆磨耗試驗(yàn)方式進(jìn)行底料試驗(yàn)，如果要想獲得更高的重現(xiàn)率就務(wù)必具備嚴(yán)格的試驗(yàn)條件。試驗(yàn)結(jié)果的影響原因主要是基于各類試驗(yàn)條件下進(jìn)行環(huán)境溫度對(duì)比試驗(yàn)，而最終可顯示其膠輪軸及砂輪軸之間會(huì)出現(xiàn)夾角，且此夾角會(huì)存在較大的誤差，亦或者是膠輪硬度高低及膠底試片厚度等，還有就是試驗(yàn)環(huán)境問(wèn)題對(duì)其檢驗(yàn)結(jié)果都有較大的影響。再是膠輪軸和砂輪軸間夾角越大則其磨耗減量就大，且膠輪硬度大和試片厚度增加，將其試驗(yàn)溫度升高，其最終結(jié)果還是增加了磨耗減量。

2.2試驗(yàn)結(jié)果重現(xiàn)性差的因素

此類問(wèn)題的出現(xiàn)多與儀器設(shè)備有關(guān)，尤其是其間膠輪軸及砂輪軸夾角關(guān)系很大，且與其試驗(yàn)所承受的負(fù)荷更是息息相關(guān)，這對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響很大，也就是兩輪軸間夾角大則其所能承受的負(fù)荷就越大，這也說(shuō)明其試驗(yàn)?zāi)p量大。其間標(biāo)準(zhǔn)要求是試驗(yàn)之前全面校準(zhǔn)阿克隆磨耗試驗(yàn)機(jī)，盡可能較少其間存在的誤差。再是環(huán)境條件亦可影響到試驗(yàn)，試驗(yàn)之前應(yīng)對(duì)儀器嚴(yán)格校正，且全面對(duì)比分析試片厚度及膠輪硬度和膠輪直徑與環(huán)境溫度等方面的影響，基于此進(jìn)行各項(xiàng)試驗(yàn)，積極探尋其間存在的相關(guān)規(guī)律。

3　試驗(yàn)實(shí)施

3.1試驗(yàn)原理及要求

該項(xiàng)試驗(yàn)中所采用的原理是GB/T 1689—2014《硫化橡膠耐磨性能的測(cè)定》中的阿克隆磨耗機(jī)來(lái)測(cè)定硫化橡膠耐磨性能，將試樣及砂輪于相應(yīng)傾斜角度及負(fù)荷作用下展開摩擦，其測(cè)定試樣于相應(yīng)里程下的磨耗體積。再是其膠輪回轉(zhuǎn)速度應(yīng)保持為76 r/ min±2 r/min，且其砂輪軸回轉(zhuǎn)速度應(yīng)確保為34 r/ min±1 r/min，兩軸夾角應(yīng)為0°，確保其平行且水平，試樣應(yīng)可承受26.7 N±0.2 N的負(fù)荷量，兩軸夾角應(yīng)是15°±0.5°，試樣夾板直徑應(yīng)是56 mm，厚度為12 mm，砂輪直徑應(yīng)為150 mm，再是其中心孔徑為32 mm，厚度也應(yīng)保持為25 mm，還有其間的磨料要選擇氧化鋁，粒度則是36號(hào)，其硬度應(yīng)確保為硬2。

3.2儀器校正

其間各種儀器的校正應(yīng)著眼于下述三方面：其一，調(diào)整機(jī)座至水平位置；其二，采用角度校正器來(lái)測(cè)定膠輪軸和砂輪軸間的夾角，將其嚴(yán)格調(diào)整為15°±0.5°；其三，采用負(fù)荷校正器進(jìn)行調(diào)整，促使其試樣承受負(fù)荷應(yīng)是26.7 N±0.2 N。

3.3試樣和環(huán)境溫度

試樣寬度應(yīng)確保為12.7 mm±0.2 mm，厚度應(yīng)是3.2 mm±0.2 mm，同時(shí)把試樣黏著于膠輪上，其黏接不可受到任何的張力，黏接之后的試樣應(yīng)停放16 h上，標(biāo)準(zhǔn)溫度務(wù)必確保為23℃±2℃之間，濕度則應(yīng)是50%±5%。膠輪厚度要確保為12.7 mm±0.2 mm，硬度則是75～80（紹爾A），再是其中心孔徑應(yīng)適應(yīng)于膠輪回轉(zhuǎn)軸直徑。

3.4試驗(yàn)步驟

把黏好的試驗(yàn)輪預(yù)磨時(shí)間保持在15～20 min之間，之后再將其取下，同時(shí)仔細(xì)清理并稱重，以預(yù)磨之后的試樣進(jìn)行試驗(yàn)，試樣行駛約1.61 km之后，取下試樣進(jìn)行清理，1 h之內(nèi)進(jìn)行稱重。

3.5試驗(yàn)結(jié)果

于相同試驗(yàn)條件下，膠輪硬度高則磨耗量大，因?yàn)槟z輪在試驗(yàn)中為其試樣主要載體，所涉及到的參數(shù)會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果。對(duì)不同直徑膠輪試驗(yàn)進(jìn)行比較分析，結(jié)果顯示其膠輪直徑大則磨損量大。不過(guò)隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，膠輪使用壽命亦隨之延長(zhǎng)，但這會(huì)逐漸形成老化磨損，這其間硬度及直徑會(huì)隨之變化，往往檢驗(yàn)人員并不注重此類問(wèn)題。最終結(jié)果顯示，試片厚度越大則磨耗量越大，試片厚度則關(guān)系到絕緣膠鞋的大底厚度，這時(shí)就很難確保其3.2 mm±0.2 mm，最終影響到試驗(yàn)結(jié)果。上述問(wèn)題均是由于膠輪直徑變大，或者是膠片厚度增大而增加了磨耗量，這時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制操作中的膠輪預(yù)磨之后直徑尺寸，其膠輪直徑應(yīng)確保為64 mm，膠片厚度則應(yīng)是3.2 min±0.2 mm，將其預(yù)磨15～20 min后，確保其直徑于67. 5 mm+3.2 mm=70.7 mm，以此降低其對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響。環(huán)境條件對(duì)結(jié)果的影響則是其溫度問(wèn)題，其間溫度高則磨耗量大，若溫度過(guò)高則極易出現(xiàn)脫輪等問(wèn)題，再是一般溫度偏離問(wèn)題極易被條件不高的企業(yè)忽視。試樣檢驗(yàn)中應(yīng)嚴(yán)格控制試驗(yàn)條件進(jìn)行，且根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格校正各種試驗(yàn)儀器設(shè)備及試樣，以確保其試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確有效。

4　結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)家社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)鞋的質(zhì)量提出了更高的要求。磨耗關(guān)系到絕緣及防酸膠鞋的安全性能及其使用時(shí)間，但膠鞋底磨耗數(shù)值與其所處的外部環(huán)境有著很大關(guān)系。橡膠鞋底耐磨性能主要是其內(nèi)聚力及摩擦表面粘著力決定的，這也就是說(shuō)其主要是底料配方設(shè)計(jì)決定的，低含膠率底料配方設(shè)計(jì)有效時(shí)，其磨耗性能并不會(huì)超過(guò)高含膠率底料，這時(shí)的內(nèi)聚力強(qiáng)和粘著力弱的底料，于固體表面進(jìn)行摩擦?xí)r，其極易呈現(xiàn)出低磨耗數(shù)據(jù)及高耐磨性能。本文分析了橡膠底料的重要性，探討了試驗(yàn)條件與磨耗性能的關(guān)系，詳細(xì)說(shuō)明了試驗(yàn)實(shí)施，對(duì)相應(yīng)的影響因素進(jìn)行了分析，為我國(guó)橡膠生產(chǎn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的理論性依據(jù)。

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(P-01)

Rubber soles wear test and its impact factors

中圖分類號(hào)：TS943

文章編號(hào)：1009-797X（2016）12-0017-02

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.13520/j.cnki.rpte.2016.12.007

作者簡(jiǎn)介：張勇（1979－），男，在職研究生，研究方向?yàn)檩p工產(chǎn)品檢驗(yàn)和質(zhì)檢信息化建設(shè)。

收稿日期：2016-05-06