【摘 要】
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软质橡胶轮的杨氏模量、弹性和硬度均较一般乘用轮胎更低,一般用在需要有更好抓地力的竞技轮胎或需要静音的实验室搬运和输运设备上。然而,软质橡胶轮胎在受到剪切力后会易磨损,更易形成磨损颗粒物,这对运动员及赛车维修人员的健康和实验设备的运行造成不良影响。然而,针对这类软质轮胎橡胶磨损颗粒物的研究尚无报道,因此,阐明软质轮胎橡胶磨损颗粒物的粒度、性态及数量与其磨损特性的关系,探明颗粒物产生的机理,明晰颗粒物
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软质橡胶轮的杨氏模量、弹性和硬度均较一般乘用轮胎更低,一般用在需要有更好抓地力的竞技轮胎或需要静音的实验室搬运和输运设备上。然而,软质橡胶轮胎在受到剪切力后会易磨损,更易形成磨损颗粒物,这对运动员及赛车维修人员的健康和实验设备的运行造成不良影响。然而,针对这类软质轮胎橡胶磨损颗粒物的研究尚无报道,因此,阐明软质轮胎橡胶磨损颗粒物的粒度、性态及数量与其磨损特性的关系,探明颗粒物产生的机理,明晰颗粒物产生的条件,可以更有效的防控这类磨损颗粒物排放,对减少竞技赛车相关人员的身体潜在伤害和实验设备的正常运行都将具有重要作用。首先,采用自行设计的卧式轮胎摩擦磨损实验机进行实验,以CLJ-3016H型手持式激光粒子计数器记录颗粒物的粒度与产生数量,并借助光学显微镜与电子显微镜观察颗粒物形貌及元素组成等特征。其次,研究了不同负载、滚动速度和环境湿度工况下软质丁苯橡胶轮表面磨损颗粒的产生机理以及磨损颗粒数量和橡胶轮温度的变化,采用光学显微镜与扫描电子显微镜观察的不同工况下的磨损胎面相貌,建立了软质橡胶胎面磨损形式与颗粒物数量之间的关系。设计了三因素三水平正交实验,以3μm磨损颗粒数量为正交实验的衡量指标,对各种工况影响程度进行了排序,经正交实验分析橡胶轮负载对粒径为3μm的磨损颗粒数量的影响最大滚动速度次之,环境相对湿度影响最少,并找出了各因素的影响规律。最后,研究了不同负载、滚动速度、环境湿度、制动滑移率及制动时间对颗粒物产生情况的影响。通过扫描电子显微镜观察了不同制动模式下软质橡胶胎面形貌,建立了软质橡胶胎面磨损形式与制动颗粒物增量之间的关系。设计了五因素四水平正交实验,以3μm磨损颗粒制动增量为正交实验的衡量指标,对各种制动工况影响程度进行了排序,通过正交实验各因素对制动颗粒物产生的重要程度从大到小排序为:负载、滑移率、滚动速度、制动减速度、环境湿度,并找出了各因素的影响规律。本研究阐明了软质轮胎橡胶磨损颗粒物的粒度、性态及数量与其磨损特性的关系,探明颗粒物产生的机理,明晰颗粒物产生的条件,可以更好的防控轮胎磨损颗粒物排放,对减少因车辆非尾气排放而导致的生态环境和生物体健康的负面影响将具有重要作用。
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