橡胶附着力检验台的研制

　　由于摩托车衬套是在整车通过颠簸路面时起到缓冲作用,它对整车发动机和减震器的性能起到保护及延长寿命的作用。衬套是由内芯轴、外圆轴套及中间的缓冲橡胶组成(见图1)。其中橡胶与内芯轴及外圆轴套之间的附着强度直接影响到衬套的寿命,而要准确的测出橡胶与内芯轴及外圆轴套之间的附着力的大小,直接进行测量是不可能的,只有通过间接的方法进行测算,该实验台就是在这样的思路下进行设计和开发出来,它实际是对衬套进行耐久实验,用循环拉压的次数来反映橡胶与内芯轴及外圆轴套之间的附着力情况。在实际的生产应用中,我们是将一批衬套中任选两件装入该实验台,达到一定的循环次数而橡胶与内芯轴及外圆轴套之间没有脱开,这就间接的反映该批衬套达到质量要求,可放到装配线上进行组装。反之,如未达到循环次数而橡胶与内芯轴及外圆轴套之间已经脱开(即内芯轴与外圆轴套之间的橡胶有裂纹),这就说明该批衬套不合格。不能流入下一道工序。

　　要实现以上功能可以有很多的方法,但根据用户的要求,既要满足对衬套施加交替循环的拉压力(压力为2500±5%N、拉力为1500±5%N)的要求,同时又要满足拉压作用循环频率(4~8Hz)的要求,否则,如果一次试验的时间太长,也就耽误了整个工厂的生产效率。并且用户要求实验环境也要满足环保的要求。不能有废水、废气的产生以及噪声不能超过规定的范围。由此我们选定通过气动的方法来实现上述功能。

　　由气缸活塞前进时的推力F:

　　其中:p—供气压力MPa;

　　D—活塞直径(即气缸内径)m;

　　η—活塞与缸筒之间的机械效率,普通气缸用橡胶密封时,一般取η≈0.95。

　　将气缸出力F为2500(N),供气压力p为0.5MPa

　　代入(2)式可得:D= 0.08188m= 81.8mm

　　由于气缸现在国际已经形成了标准,我们可以根据日本SMC公司所提供的样本很快选定直径Φ80、行程10mm的气缸可以满足该试验台对力的要求。但它能否满足频率的要求,这就需要通过以下的一系列的公式来加以验证。因为该试验台在工作过程中气缸的活塞杆的位移很小,我们可以将其近似认为是气源对固定容积容器的充放气过程。

　　根据机械设计手册可知:气源向气缸充气到气源压力时所需的时间

　　式中:p₁—气缸内的初始绝对压力, MPa;

　　ps—气源的绝对压力,MPa;

　　τ—充气与放气的时间常数,

　　Ts—气源绝对温度, K;