CN102954920B - 用于评估轮胎胎面部耐磨性的方法 - Google Patents

Abstract

用于评估轮胎胎面部耐磨性的方法，其包括：轮胎制造步骤，其中待评估的轮胎被制造；橡胶座取样步骤，其中待评估的橡胶座从轮胎胎面部中被切下，以包括一部分的胎面表面；磨损步骤，其中通过使用室内磨损试验机对橡胶座进行磨损试验；以及耐磨性评估步骤，其中基于橡胶座在磨损步骤中导致的磨损状态评估轮胎的耐磨性。

Description

用于评估轮胎胎面部耐磨性的方法

技术领域

本发明涉及一种用于评估轮胎胎面部耐磨性的方法，该方法能够获得当轮胎在路面上滚动时与轮胎实际耐磨性高度相关的评估结果。

背景技术

迄今为止，用于评估轮胎胎面部耐磨性的方法是：将与待评估的轮胎胎面胶具有相同组合物的硫化橡胶制成测试样品，然后，硫化橡胶通过使用室内磨损试验机例如Lambourn磨损试验机经受磨损试验。

在此方法中，存在这样的可能性：由于硫化条件的差异，经受耐磨试验的硫化橡胶的特性不同于待评估的轮胎胎面胶的特性。因此，存在评估结果与实际耐磨性不同的问题。

发明内容

因此，本发明的目标在于提供一种用于评估轮胎的胎面部耐磨性的方法，其中从轮胎胎面部切下的橡胶座（rubberseat）用作经受耐磨试验的橡胶，并由此获得与轮胎实际耐磨性高度相关的评估结果。

根据本发明，用于评估轮胎胎面部耐磨性的方法包含：

轮胎制造步骤，其中待评估的轮胎被制造；

橡胶座取样步骤，其中待评估的橡胶座从轮胎胎面部中被切下以包括一部分的胎面表面；

磨损步骤，其中通过使用室内磨损试验机对橡胶座进行磨损试验；以及

耐磨性评估步骤，其中基于橡胶座在磨损步骤中导致的橡胶座磨损状态进行评估轮胎的耐磨性。

橡胶座的厚度优选0.5~4mm。所述室内磨损试验机优选包含围绕垂直于该平面的轴线在该平面内可旋转的磨削面、以及围绕与该平面平行的轴可旋转支撑的辊，其中

橡胶座放置于辊的外圆周表面上，并且

在磨损步骤中，橡胶座被设置成与旋转的磨削面接触。

室内磨损试验机优选包含用于改变磨削面温度的温度控制装置。

在磨损步骤中，优选当评估在具有任一温度X的路面上滚动的轮胎的耐磨性时，将磨削面的温度Y设定为在路面温度X的1.5~3.0倍的范围内。

在磨损步骤中，优选当评估在温度X1不大于10℃的路面上滚动的轮胎的耐磨性时，温度控制装置将磨削面的温度Y控制为在路面温度X1的1.0~5.0倍范围内的值。

在磨损步骤中，优选当评估在温度X2大于10℃的路面上滚动的轮胎的耐磨性时，温度控制装置将磨削面的温度Y控制为在路面温度X2的1.5~3.0倍范围内的值。

附图说明

图1是用于说明橡胶座取样步骤的图。

图2是在本发明中使用的室内磨损试验机的透视示意图。

图3是显示图2中所示室内磨损试验机磨削面的透视示意图。

图4是用于说明辊的透视示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明的实施方式进行详细说明。

根据本发明，用于评估轮胎胎面部耐磨性的方法是室内评估方法，并且该方法包含：

轮胎制造步骤K1，其中待评估的轮胎被制造，

橡胶座取样步骤K2，其中待评估的橡胶座从轮胎胎面部中被切下，

磨损步骤K3，其中橡胶座经受磨损试验，以及

耐磨性评估步骤K4，其中基于橡胶座在磨损步骤K3中导致的磨损状态评估耐磨性。

在轮胎制造步骤K1中，轮胎1可以通过已知的制造方法例如使用硫化模具进行制造。轮胎1的类型不受限制。覆盖了用于乘用车、卡车、摩托车等的各种充气轮胎。

在橡胶座取样步骤K2中，如图1中所示，借助于机械加工、切割工具例如刀等，将待评估的橡胶座G从轮胎1的胎面部2中切下，使得待评估的橡胶座G包括一部分的胎面表面。优选，切下的橡胶座G的形状是矩形的。

在磨损步骤K3中，可以使用包括已知类型机器的各种室内磨损试验机M，只要能够进行日本工业标准K6263中标准化的硫化橡胶的磨损试验即可。

在该具体实施方式中使用的室内磨损试验机是基于HeisenYoko公司制造的橡胶磨损试验机（型号：LAT100）进行改进的室内磨损试验机。

室内磨损试验机M如图2和图3所示，其形状为长方体。

在前面板p中，设置了控制室内磨损试验机M的开关（sw）、指示工作条件的指示器（m）等。

如图3所示，该实施方式中的室内磨损试验机M在垂直底架B的前侧上设置了如下部件：

在垂直面中围绕与该垂直面垂直的轴线ch1可旋转的磨削面4，

围绕与垂直面平行的轴7可旋转支撑的辊5，以及

用于改变磨削面4温度的温度控制装置6。

附带的，还能够将室内磨损试验机M构造成使得磨削面4在水平面内是可旋转的。

在该例子中磨削面4在固定于上述轴ch1的旋转盘12上形成，并且磨削面4的形状如同具有固定宽度的圆环。

轴ch1与位于例如基座B后侧上的电机（未显示）连接。因此，通过启动电机，旋转盘12和磨削面4围绕轴ch1旋转。

例如通过使用粘合剂，将橡胶座G稳固地粘附在辊5的外圆周表面5a上。

为了使得橡胶座G连续地经受磨损试验，将具有粘附在其外圆周表面5a上的橡胶座G的辊5压向旋转的磨削面4。

为了获得与在道路上滚动的轮胎的实际耐磨性的高相关性，优选在磨削面4上的磨粒的粒径在40-80（目）的范围内。

如图4所示，辊5为在其中心处具有通孔5b的管状体。辊5通过使用位于通孔5中的轴承（bearing）8被连接到轴7的一端7i上，以便辊5围绕轴7可自由旋转。优选，辊5由橡胶材料制成，从而增加橡胶座G和辊5之间的粘合力。

例如，辊5的优选尺寸如下：

外径d1为约70~80mm，

内径d2为约25~35mm，并且

宽度w1为约15~22mm。

橡胶座G的厚度t1优选设定在如下范围内：不低于0.5mm、更优选不低于1.0mm，但是不大于4.0mm、更优选不大于3.0mm。

橡胶座G的宽度w2优选15~22mm。在该例子中，宽度w2与辊5的宽度w1相同。

如果厚度t1低于0.5mm，那么存在橡胶座G的整体厚度在磨损试验中磨损殆尽的可能性。如果厚度t1大于4.0mm，那么变得难以将橡胶座G稳固地粘附到辊5的外圆周表面5a上。

如图3所示，室内磨损试验机M包含用于移动辊5的辊移动装置9。辊移动装置9包含：

用于使辊5垂直于磨削面4移动的气缸驱动器10、以及

用于使辊5平行于磨削面4移动的旋转机构（rotationmechanism）11。

气缸驱动器10包含沿纵向进行伸缩运动的杆10A、以及支撑该杆10A的套管10B。调整气缸驱动器10，使得其纵向变为垂直于磨削面4。在该实施方式中，例如，杆10A的一端10A1经由扁平状固定部件（platyfixingmember）K连接到轴7的另一末端7e上。因此，通过杆10A的伸缩运动，气缸驱动器10能够移动辊5，以便与磨削面4接触或分开。

在该实施方式中，轴7的另一末端7e具有连接部件15，所述部件为长方体形状并且有助于固定到固定部件K上。

为了提供辊5的滑动角（slipangle）α，旋转机构11包含：用于支撑围绕垂直于磨削面4的轴可旋转的气缸驱动器10的轴承11r、以及用于保持轴承11r旋转状态的制动器（stopper，未显示）。轴承11r固定在基座B上。

在磨削面4和辊5之间的接触部中，通过旋转气缸驱动器10，辊5的圆周切线方向和磨削面4的圆周切线方向彼此不同。两个正切方向之间的角为滑动角α。

通过使辊5具有大于0的滑动角α，磨削面4和橡胶座G之间的摩擦力增加，并因此能够在短时间内有效磨损橡胶座G。

上述温度控制装置6包含：

用于加热/冷却旋转盘12上的磨削面4的传热装置16，以及

用于加热/冷却传热装置16的热源/冷源T。在该例子中，热源/冷源T为使用介质R的热泵型热源/冷源。

传热装置16包含位于磨削面4前侧且围绕轴ch1的圆柱形前部（frontportion）16A、以及连接前部16A且位于旋转盘12后侧的后部（rearportion，未显示）。传热装置16其内具有空洞（未显示）。

在该实施方式中，前部16A具有注入介质R（由热源/冷源T提供）的入口、以及排出介质R（返回到热源/冷源T）的出口。

入口和出口在前部16A的外圆周表面16A1中形成（在图3中，分别在其上侧和下侧）。

经由入口注入传热装置16中的介质R流经空洞（hollow），以便加热/冷却传热装置16的整体，然后从出口排出。由此，加热/冷却磨削面4。更具体地说，传热装置16对旋转盘12进行加热/冷却，并且通过旋转盘12加热/冷却磨削面4。因此，优选传热装置16由导热金属材料制成。在旋转盘12和在其后面的表面之间，存在不妨碍旋转盘12旋转的小缝隙（未显示）。

关于介质R，例如，可使用氯氟烃。但是，在该实施方式中，具有较大比热的油类被使用。

此外，室内磨损试验机M包括用于测定磨削面4温度的温度传感器H。可采用各种类型的传感器作为温度传感器H。例如，优选采用利用可见光激光器（visible-lightlaser）的无接触型表面温度计。温度传感器H输出指示磨削面4温度的信号h，该信号被传输到热源/冷源T的控制器，以调整介质R的温度。

室内磨损试验机M具有喷砂机（其全部未显示）。喷砂机包含：用于在橡胶座G和磨削面4之间注入研磨剂的喷嘴（blasternozzle）14，从而防止由橡胶座G和磨削面4的磨损所形成的废屑（shavings）或粉尘粘附在橡胶座G上。对于研磨剂，优选使用例如颗粒状氧化镁和颗粒状氧化铝的混合物。

在磨损步骤K3中，气缸驱动器10中的杆10A被缩回，以便粘附于辊5的外圆周表面5a上的橡胶座G与磨削面4接触。然后，旋转磨削面4，并由此在相对于磨削面4产生摩擦的同时旋转辊5，从而引起橡胶座G的磨损。此时，优选使辊5具有某一滑动角α。

磨削面4的平均转速优选在约15~25km/h的范围内，以便橡胶座G有序磨损。

在该磨损步骤K3中，根据温度传感器H的输出信号h，通过上述温度控制装置6将磨削面4的温度保持为恒值。

优选，温度控制装置6被构造成符合如下条件：当评估在具有任一温度X的路面上滚动的轮胎耐磨性时，温度控制装置6依赖路面温度X对磨削面的温度Y进行调节。

更具体地说，当评估在低路面温度X1（不超过10℃、特别是5~10℃）下的轮胎耐磨性时，优选将磨削面4的温度Y设定在温度X1的1.0~5.0倍的范围内。

然而，当评估在高路面温度X2（大于10℃、特别是10~50℃）下的轮胎耐磨性时，优选将磨削面4的温度Y设定在温度X2的1.5~3.0倍的范围内。

因此，相对于路面的任一温度X，可以将磨削面的温度Y设定在温度X的1.5~3.0倍的范围内。

在耐磨性评估步骤K4中，基于在磨削面4的温度Y下进行的磨损步骤K3中所导致的橡胶座G的磨损状态，可以评估轮胎在表面温度为X的道路上滚动时的实际耐磨性。更具体地说，磨损质量或质量磨损（masswornaway）通过测定磨损试验前后橡胶座G的质量并找到它们之间的差值来获得。然后，所获得的磨损质量通过与另一实施例或对照例进行比较来评估。

验证试验

为了确定磨削面4的温度和路面温度之间的相关性，进行以下室内试验和道路试验。

室内试验在表1中所示磨削面温度条件下通过使用上述室内磨损试验机M根据JISK6263进行。

橡胶座G（t1=2.0mm，w2=18mm）围绕辊5（d1=74mm，d2=30mm，w1=18mm）被粘结。

通过40N负载将辊压在磨削面4上，并以6度的滑动角旋转6000米。

每1000米，测定橡胶座的质量（总共六次），从而获得磨损质量。

道路试验在如表1所示路面温度条件（平均温度）下进行，其中，四轮都具有试验轮胎的日本2000ccFF乘用车在轮胎试验场的干燥沥青路上行驶6000千米。

轮胎尺寸：195/65R15(轮辋尺寸:15×6)

轮胎压力：230kPa

轮胎负载：4.21kN

速度：60km/h

每1000千米，测定胎面花纹沟的深度（总共六次），从而获得胎面胶的磨损量。更具体地说，在每一次中，在六个固定的圆周位置处进行测定，并且计算测定的平均值作为每次的磨损量。

对于如表1所示路面温度和磨削面温度的各个组合，

室内试验的六个试验结果（磨损质量）以及道路试验的六个试验结果（磨损量）被绘制在图（纵坐标：磨损质量，横坐标：磨损量）上，并计算相关系数R2。0.8以上的相关系数R2被认为是良好的。

试验结果如表1所示。

表1

如表1所示，当路面的温度X2大于10℃时，通过将磨削面4的温度Y设定在温度X2的1.5~3.0倍的范围内，相关系数R2变得非常良好。

此外，当路面温度X1不大于10℃时，通过将磨削面4的温度Y设定在温度X1的1.0~5.0倍的范围内，相关系数R2变得非常良好。

在如表1所示的试验结果中，当低路面温度X1为5~10℃时，通过将磨削面4的温度Y设定在温度X1的-2.0~-1.0倍的范围内时，相关系数R2也变得非常良好。

如上所述，在根据本发明的评估方法中，因为使用从轮胎的胎面部中切下的橡胶座，所以能够获得与实际耐磨性高度相关的评估结果。

Claims (4)

1.用于评估轮胎胎面部耐磨性的方法，包括：

轮胎制造步骤，其中待评估的轮胎被制造；

橡胶座取样步骤，其中待评估的橡胶座从轮胎胎面部中被切下以包括一部分的胎面表面；

磨损步骤，其中通过使用室内磨损试验机对橡胶座进行磨损试验；以及

耐磨性评估步骤，其中基于橡胶座在磨损步骤中导致的磨损状态评估轮胎的耐磨性，

所述室内磨损试验机具有用于改变磨削面温度的温度控制装置，

在磨损步骤中，当评估在具有温度X的路面上滚动的轮胎的耐磨性时，所述温度控制装置将磨削面的温度Y控制为在路面温度X的1.5～3.0倍的范围内的值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述橡胶座的厚度为0.5～4mm。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述室内磨损试验机包含可在一平面内围绕垂直于该平面的轴旋转的磨削面，以及围绕与该平面平行的轴旋转的辊，其中

所述橡胶座放置于所述辊的外圆周表面上，并且

在磨损步骤中，所述橡胶座设置成与旋转的磨削面接触。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述温度X大于10℃。