1、前言
    在眾多的橡膠制品試驗中，磨耗試驗是一種不可缺少的試驗。對許多橡膠制品而言，磨耗性能直接關(guān)系到其使用壽命，實用意義很大，是很重要的技術(shù)指標之一。因此磨耗性能的測試，是橡膠工業(yè)中一個很重要的問題，多年來我國在測試橡膠磨耗性能上所采用的儀器常為阿克隆磨耗試驗機和格拉西里磨耗試驗機等，這兩種磨耗試驗機都雖能測定橡膠的磨耗性能，但存有試驗周期過長和試驗途徑重復等不足，旋轉(zhuǎn)式輥筒磨耗機是參照國際標準ISO4649-1985和根據(jù)GB9867-88及引進的德國產(chǎn)的ZWICK磨耗試驗機進行研制的。該機與常用的阿克隆磨耗試驗機和格拉西里磨耗試驗機相比，具有所需試樣小、試驗周期短和磨擦途徑不重復等優(yōu)點，是目前國際上較為流行通用的磨耗機。旋轉(zhuǎn)式輥筒磨耗試驗機的研制，為我國橡膠制品試驗測試橡膠磨耗性能上提供了一種新式的試驗儀器，為我國橡膠制品的發(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)式輥筒磨耗試驗機結(jié)構(gòu)如圖一所示：

   該機主要由動力系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動輥筒、試樣夾轉(zhuǎn)器、自動停機系統(tǒng)和用于試樣轉(zhuǎn)動的齒輪與小傳動齒輪裝置、基座及粉塵收集器等組成。其主要原理是：在某個載荷下，在一定級別的砂布上，柱狀試樣在砂布表面上橫切研磨一確定的行程，通過測量試樣的質(zhì)量磨耗量，再由試樣的密度計算出體積磨耗量。為了使試驗有可比性，*后須得用標準橡膠，把試驗結(jié)果表示為以校驗過的砂布為基準的相對體積磨耗量或是表示為相對于某種標準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
研磨行程長度：20m或40m
試樣旋轉(zhuǎn)速度：0.9r/min或不轉(zhuǎn)動
自負荷重：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
電機轉(zhuǎn)速：3000r/min
 

3、儀器各部件介紹
   功力系統(tǒng)：由同步電機和變速箱組成，安裝在機器左邊的防護罩內(nèi)，由同步電機通過一級蝸輪，蝸桿傳動和一級2：3的齒輪傳動，驅(qū)動轉(zhuǎn)動滾筒轉(zhuǎn)動。
   轉(zhuǎn)動滾筒：用于粘貼砂布，由一直徑Ф150輥筒和固定座組成。上面有三條橫紋標記，為雙面膠帶的粘貼位置。
  試樣橫移驅(qū)動裝置：由導向絲桿（19）、橫移塊螺母（18）、導桿（17），懸臂（16）以及“0”錘組成，“0”錘為基錘。
  試樣夾持器：由導向套筒（11）、試樣緊固器（4）、試樣定位螺絲（10）、小傳動齒輪（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)動的齒條及小傳動齒輪裝置：由小齒輪和齒條組成，以實現(xiàn)試樣在橫移過程中的旋轉(zhuǎn)運動或不旋轉(zhuǎn)運動。
  試驗完成后的自動停機系統(tǒng)：由升降滾輪（12）、鉸式罩蓋（15）和位于右邊防護罩上的接近開關(guān)組成。在試驗開始時執(zhí)行將試樣放在輥筒上的動作，當移動滾輪（12）滾至右邊后，接近開關(guān)自動關(guān)閉驅(qū)動電機，試樣夾持器停止運動。
  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)動滾筒上的橡膠粉塵和收集磨下的橡膠塵屑。
  復位桿：復位桿（14）的作用是在試驗完成后，使試樣夾持器滑回到起始位置
去，要實現(xiàn)這個動作，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)動絲桿脫開。
  砂布：砂布用60號粒度的氧化鋁制成，寬度*小為400mm，長度為473mm，平均厚度為1mm，在每張新砂布首次使用時，應進行級別鑒定。

4、試驗前的準備工作

（1）粘貼砂布
   按輥筒上的三條橫紋標記、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。粘貼時應注意：砂布的兩頭不可過長，要是過長，應適當予以剪短。另外粘貼時，應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不超過2mm。

（2）試樣的制備
   硫化一張試片，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)試驗或旋轉(zhuǎn)試驗時試樣夾持器的調(diào)節(jié)
   用該儀器作試驗，如果采用試樣旋轉(zhuǎn)的試驗時，則要將小齒輪（5）與齒條（2）相嚙合，要完成這個調(diào)整，須先將緊固齒軌的兩個螺釘擰松，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，這樣做試驗時試樣就會處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果采用試樣不轉(zhuǎn)動試驗時，將齒條向后推移與小齒輪脫開即成。

（5）試樣載荷的選擇
   用該儀器做試驗時，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）上放兩個備用砝碼（2.5N和5N的砝碼）來達到此負荷值。本儀器隨機也備有10N的砝碼，當某特殊情況下，試樣載荷可達12.5N、15N、
17.5N、20N的重量。

（6）試樣裝入試樣夾持器的安裝說明
   用本儀器做試驗時，試樣必須伸出夾持器2±0.2mm，安裝試樣時，須將懸臂（16）朝試驗機后方旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，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，到此試樣已準確定位，對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

    用本儀器在試驗時，所用的砂布都必須使用標準試樣來決定其摩擦等級。為了保證砂布的磨損性在容許的偏差范圍內(nèi)，要經(jīng)常重復做這個試驗。砂布鑒定程序如下：
（1）稱量所購買的標準膠試樣精確到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，此時試樣外露長度為2±0.2mm。
（5）參照“試驗步驟”進行磨耗試驗，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度。
（6）稱量已試驗過的試樣，比較試樣試驗前后的質(zhì)量差，做為磨損性指標。
（7）至少用三個標準試樣進行三次試驗，把三次磨損性指標的平均值，做為砂布的磨損性等級。
   本儀器規(guī)定磨耗試驗應在40m磨耗行程內(nèi)，標準試樣質(zhì)量損失為180-220mg的砂布上進行，若新提供的原始砂布的磨耗質(zhì)量大于220mg時，那須得用隨機所附帶的金屬試驗樣塊，將砂布研磨一至二次（金屬試驗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進行清理，再用兩標準試樣做鑒定試驗，直至試樣的質(zhì)量損失在220mg時，方可使用，當砂布使用一段時間后，在用標準試樣做鑒定試驗時，若試樣質(zhì)量損失值小于180mg時，則該砂布做廢。

6、試驗步驟

   當確定了砂布的等級后，就可以正式在該機上做試驗，需說明的是：測量相對體積磨耗量時，應采用試樣不轉(zhuǎn)動試驗，測量耐磨指數(shù)時，應采用試樣旋轉(zhuǎn)的試驗。
（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，但在試驗報告中應特別注明。
（6）選擇試驗方式是采用旋轉(zhuǎn)式的還是采用不旋轉(zhuǎn)式的，須在報告中注明。
（7）開動機器進行試樣，當磨耗行程大于40m時，自動停機。如在40m行程內(nèi)試樣磨耗量大于400mg時，試驗可在20m行程，然后把試樣伸出長度重新調(diào)到2.0±0.1mm后再進行試驗，直到40m停止試驗，若在40m行程中，試樣磨耗量大于600mg時，則只需進行20m行程的試驗，然后將其結(jié)果乘以2，就可得40m行程的磨耗量。
（8）試驗結(jié)束，把夾持器移動到起始位置，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定標準膠和試驗膠的磨耗量。試驗膠作三個試樣，標準膠要在試驗膠的前面和后面各作三個試樣。測定膠料相對體積磨耗量時采用B1.1條的標準膠，測定耐磨指數(shù)時采用B2.1條的標準膠。（標準膠見附錄）
（10）按GB533的方法，分別測定標準膠與試驗膠的密度。

7、試驗結(jié)果的計算及表示方法：

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

8、維護與保養(yǎng)

   為了保證無故障運行和穩(wěn)定的精確試驗結(jié)果，應定期仔細地對該試驗機進行各種維護與保養(yǎng)。每日應將膠料收集盤中的膠粉碎屑倒掉，并洗刷干凈，導桿和導向絲杠應定期滴入機油進行潤滑，并擦拭干凈，對于滾筒清潔裝置上的毛刷，在用40m磨耗行程試驗150-200次后，應更換新的毛刷。