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橡膠的透氣性檢測在汽車內(nèi)胎上的應(yīng)用
閱讀：1247 發(fā)布時(shí)間：2014-1-3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)?，F(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） （1）
透氣室結(jié)構(gòu)示意圖
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zui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zui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。