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摘要:介紹了橡膠透氣性檢測標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7755的測量原理、透氣室結(jié)構(gòu)、操作程序,以及如何按照該標(biāo)準(zhǔn)對汽車內(nèi)胎進(jìn)行檢測,并把該測試方法和現(xiàn)行汽車內(nèi)胎透氣性檢測方法進(jìn)行了比較.
關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn);透氣性;汽車內(nèi)胎;檢測;
一、概述
目前汽車車輪內(nèi)胎大都采用丁基橡膠、或丁基橡膠和其它橡膠的并用膠,用于內(nèi)胎的橡膠材料除要求具有高強(qiáng)度的耐拉伸、耐撕裂性能外,還要求有良好的氣密性,以保證汽車長時(shí)間不需要充氣.要了解哪一種生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的何種成分橡膠具有更好的氣密性,需要對相關(guān)產(chǎn)品做氣密性試驗(yàn).現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)一般的試驗(yàn)方法為:把整只內(nèi)胎充足氣,并連上壓力表,觀察一段時(shí)間內(nèi)整只內(nèi)胎的壓降.這種整體性的測試方法目前除了通過觀察壓力表壓降的做法外,還沒有其它理想的實(shí)現(xiàn)方式.此測試方法精度低、耗時(shí)長,操作起來很不方便.GB/T 7755——2003(硫化橡膠或熱塑性橡膠 透氣性的測定)給出了一種測試橡膠材料氣密性的方法,能夠快速準(zhǔn)確地檢驗(yàn)出哪種橡膠更具有良好的氣密性,從而可進(jìn)一步計(jì)算出用哪一種橡膠制做的車輪內(nèi)胎有更良好的密封性.
二、GB/T 7755測試原理簡介
如下圖,把一個(gè)圓形試樣放入保持恒溫的透氣室模腔,試樣把模腔分割為上下兩部分,上腔施加一定的壓力,以使氣體在壓差下穿透試樣,所以也叫高壓側(cè),而下腔則一般被稱做低壓側(cè).將高壓側(cè)連接到一個(gè)恒壓氣體貯存器上,確保在整個(gè)測試過程中高壓側(cè)保持恒壓,氣體穿過試樣向低壓側(cè)滲透,低壓側(cè)容積一定為V,故壓力會(huì)由P增加△P,滲透到低壓側(cè)的氣體體積為△V,則原來氣體的體積被壓縮為V-△V,采用一個(gè)高精密壓力傳感器監(jiān)測低壓側(cè)的壓力變化△P,即可由下式計(jì)算出氣體的滲透量△V:
P•V=(P+△P)•(V-△V)
三、測試過程
1、從待測材料上仔細(xì)選取平整、無劃痕、無穿孔、表面無附著物及其它缺陷的試樣,在其上裁取要求尺寸的圓形試樣、 試樣厚度的較大偏差不應(yīng)超過平均厚度的10％;
2、 用軟質(zhì)材料擦凈測試下腔表面的灰塵、或以前試驗(yàn)時(shí)留下的真空油脂等;
3、 在下腔的密封區(qū)域均勻地涂上一層真空油脂;
4、 將裁好的多孔墊片放置在低壓側(cè),做為試樣的支撐,以抵抗高壓側(cè)氣體壓力負(fù)荷,使試樣在整個(gè)測試過程中不會(huì)產(chǎn)生明顯的變形,但不能讓多孔墊片接觸到真空油脂;
5、 試樣平整地放好,盡可能地讓多孔墊片和密封膠圈處于同心的位置;
6、 把高壓室和低壓室合在一起,并保持密封狀態(tài);
7、將透氣室的高壓側(cè)與貯氣瓶連接,根據(jù)試樣的透氣性,試驗(yàn)壓力可以設(shè)置為0.2MPa～0.5MPa;
8、檢測低壓側(cè)的壓力上升情況.
四、GB/T 7755測試方法在汽車內(nèi)胎上的應(yīng)用
GB/T 7755測試方法應(yīng)用在汽車內(nèi)胎的透氣性檢測上,可以大大提高檢測精度,縮短測試時(shí)間.執(zhí)行這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的測試儀器,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求低壓側(cè)的容積應(yīng)做得很小,在本文中暫取為12ml,試樣滲透面積取為36cm2,儀器測試精度為0.3Pa ,若儀器監(jiān)測到低壓側(cè)0.3Pa的壓力變化,可運(yùn)用公式(1)計(jì)算氣體滲透量.
式中取低壓側(cè)的壓力P=0.1MPa,V=12ml,△P=0.3Pa,可得出△V=3.6×10-5 ml,即低壓側(cè)的容積增加了3.6×10-5 ml,若高壓側(cè)的壓力按0.2 MPa計(jì)算,則高壓側(cè)的氣體損失為1.8×10-5 ml,此數(shù)值即為高壓側(cè)在試樣36cm2面積上的氣體滲透量.
一個(gè)汽車內(nèi)胎的外表面積約為0.6m2,根據(jù)上面的計(jì)算結(jié)果可得出其滲透量為0.003 ml,這個(gè)滲透量會(huì)引起一個(gè)容積為22L的輪胎多大的壓力降呢?按下式計(jì)算:
P1•(V1-△V)=(P1-△P)•V1
式中P1=0.2MPa為汽車內(nèi)胎內(nèi)部的壓力;
V1=22L為汽車內(nèi)胎的容積;
△V=0.003 ml為汽車內(nèi)胎的泄露量.
可得出△P=0.0272Pa,也就是說,同一種材料在相同的測試條件下,當(dāng)用GB/T 7755測試方法可以監(jiān)測到0.3Pa的壓力變化時(shí),傳統(tǒng)檢測方法只能監(jiān)測到0.0272 Pa的壓力變化,如果希望用傳統(tǒng)方法監(jiān)測到0.3Pa的輪胎壓力變化,必須要付出11倍于GB/T 7755測試方法所用的時(shí)間.如果再考慮傳統(tǒng)方法使用的壓力表分辨精度一般在100Pa以上,那么當(dāng)?shù)鹊捷喬サ膲毫ψ兓_(dá)到壓力表的較小分辨精度100Pa時(shí),測試時(shí)間將3600多倍于GB/T 7755測試方法.
另外,GB/T 7755測試方法實(shí)現(xiàn)了對特定材料的特定檢測,其檢測結(jié)果僅僅決定于材料本身,和其它因素?zé)o關(guān),對內(nèi)胎材料的選取、改進(jìn)都有很好的指導(dǎo)意義.
五、結(jié)束語
為了獲得高品質(zhì)的產(chǎn)品,或者為了加快產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度,除了在技術(shù)、工藝等方面需要不斷改進(jìn)外,還要有理想的檢測手段做保障,快速準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)檢測對科研或生產(chǎn)往往會(huì)起到?jīng)Q定性的作用.
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