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EVIDENT教你如何精準(zhǔn)測(cè)量橡膠輪胎厚度,確保行車(chē)安全

閱讀:172      發(fā)布時(shí)間:2025-2-11
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輪胎厚度對(duì)車(chē)輛的性能有多方面的影響作用,例如安全性、操控性、舒適性、燃油經(jīng)濟(jì)性等等。本篇文章我們來(lái)探討如何測(cè)量各種類(lèi)型橡膠輪胎中鋼簾線(xiàn)層和纖維簾線(xiàn)層(帶束層)的深度,以及在很多情況下,如何測(cè)量輪胎的總壁厚。



橡膠輪胎制造中的質(zhì)量控制
為了控制橡膠輪胎的質(zhì)量,輪胎制造商需要了解嵌入到轎車(chē)、卡車(chē)和越野車(chē)的輪胎壁內(nèi)的鋼簾線(xiàn)或纖維簾線(xiàn)的位置。這一點(diǎn)對(duì)于重型卡車(chē)和建筑設(shè)備使用的大型、昂貴的輪胎來(lái)說(shuō)尤其重要,因?yàn)楹熅€(xiàn)嵌入的位置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)損失慘重的故障。在某些情況下,輪胎制造商還希望測(cè)量輪胎的總壁厚。由于高頻聲波在橡膠材料中的衰減性很大,而且大多數(shù)輪胎內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的回波模式復(fù)雜復(fù)雜,因此在進(jìn)行這類(lèi)測(cè)量時(shí),需要考慮到一些特殊因素。
測(cè)量橡膠輪胎厚度的設(shè)備
有兩種常見(jiàn)的測(cè)量橡膠輪胎厚度的方式,具體使用哪一種取決于待測(cè)輪胎的厚度。我們建議使用以下儀器完成某些特定應(yīng)用:
1. 用于測(cè)量轎車(chē)和輕型卡車(chē)輪胎的超聲測(cè)厚儀
第一種方法將超聲測(cè)厚儀,如39DL PLUS或配有單晶軟件的45MG測(cè)厚儀,和M1036(2.25 MHz)探頭配套使用進(jìn)行測(cè)量。


這些測(cè)厚儀主要用于測(cè)量轎車(chē)和輕型卡車(chē)的輪胎,與低頻探頭一起使用,一般用于測(cè)量簾線(xiàn)的深度。測(cè)量范圍大約為3毫米到25毫米,校準(zhǔn)精度為±0.25毫米或更好。波形顯示(39DL PLUS測(cè)厚儀的標(biāo)準(zhǔn)配置,45MG測(cè)厚儀的選配功能),在確認(rèn)探測(cè)到代表最小橡膠厚度的第一個(gè)簾線(xiàn)回波方面,非常有用。

圖片


左:39DL PLUS超聲測(cè)厚儀;右:45MG超聲測(cè)厚儀
2. 用于測(cè)量大型輪胎的超聲探傷儀


第二種方法使用超聲探傷儀進(jìn)行測(cè)量,如帶有方波脈沖發(fā)生器的EPOCH系列探傷儀。無(wú)論是EPOCH 6LT還是EPOCH 650,與選定的低頻探頭一起使用時(shí)都可以完成測(cè)量工作。這些帶有可選帶通濾波功能的方波探傷儀,具有比測(cè)厚儀強(qiáng)得多的穿透性能,因此我們建議使用這類(lèi)探傷儀測(cè)量更大的輪胎,如卡車(chē)和越野車(chē)的輪胎。橡膠層厚度等于或大于200毫米的輪胎通常使用500 kHz探頭進(jìn)行測(cè)量,有時(shí)候還需要使用成對(duì)探頭在一發(fā)一收模式下進(jìn)行測(cè)量。典型的測(cè)量精度范圍從轎車(chē)輪胎的±0.25毫米或更好到大型卡車(chē)和越野車(chē)輪胎的±1毫米。


圖片


左:EPOC 6LT;右:EPOCH 650


測(cè)量橡膠輪胎厚度的程序
不同類(lèi)型輪胎的聲衰減和內(nèi)部結(jié)構(gòu)差異很大,因此對(duì)每種被測(cè)輪胎進(jìn)行單獨(dú)評(píng)估至關(guān)重要。在橡膠材料的測(cè)量應(yīng)用中,總是需要使用2.25 MHz或更低的低頻探頭。在某些情況下,使用帶有環(huán)氧樹(shù)脂防磨面的探頭,可以改進(jìn)探頭與橡膠材料之間的聲耦合效果。在輪胎檢測(cè)中通常推薦使用M1036探頭(2.25 MHz,直徑12.5毫米,具有高穿透性能)和V601-RB探頭(500 kHz,直徑25毫米)。
在檢測(cè)很厚輪胎(橡膠層大于100毫米)的應(yīng)用中,我們成功地使用了一對(duì)V601-RB探頭和一臺(tái)探傷儀,在一發(fā)一收模式下完成了檢測(cè)。將發(fā)射器與接收器的功能分開(kāi),可以為接收器使用很高的增益,而不會(huì)出現(xiàn)由于放大激勵(lì)脈沖而引起的潛在噪聲問(wèn)題。在所有測(cè)量橡膠輪胎的應(yīng)用中,通常建議使用凝膠耦合劑。為了確保輪胎表面良好的濕潤(rùn)性,一定要將耦合劑施用到胎面的紋路中。正如任何超聲測(cè)厚應(yīng)用一樣,橡膠輪胎的測(cè)量也需要使用一個(gè)厚度已知的樣件,校準(zhǔn)所要檢測(cè)的橡膠的聲速。橡膠的聲速會(huì)隨著溫度的改變而迅速發(fā)生變化,因此要獲得準(zhǔn)確度很高的結(jié)果,必須要在與實(shí)際測(cè)量條件非常接近的溫度條件下測(cè)量聲速。
是否可以利用超聲技術(shù)成功地測(cè)量輪胎的總厚度(與測(cè)量簾線(xiàn)深度的應(yīng)用不同),取決于輪胎中簾線(xiàn)的結(jié)構(gòu)。在某些種類(lèi)的輪胎中,會(huì)有很多簾線(xiàn)層,而且簾線(xiàn)層還可能非常緊密地疊加在一起,起到阻止聲波傳播的作用。在這種情況下,就不會(huì)有足夠的聲能達(dá)到輪胎的內(nèi)壁,因而不能測(cè)量輪胎的總厚度。在其他類(lèi)型的輪胎中,每條簾線(xiàn)之間可能有更大的空隙,可以使聲能穿過(guò)并到達(dá)輪胎內(nèi)壁,因此就可以測(cè)量輪胎的總厚度。必須根據(jù)每種輪胎的不同的情況,進(jìn)行合理的評(píng)估。當(dāng)屏幕上出現(xiàn)了輪胎內(nèi)壁的回波時(shí),儀器就會(huì)切換到第二個(gè)存儲(chǔ)的設(shè)置,對(duì)輪胎的總厚度進(jìn)行測(cè)量。
圖1顯示的是轎車(chē)輪胎鋼簾線(xiàn)的回波,厚度測(cè)量從外側(cè)胎面算起,胎面的厚度約為12.5毫米。檢測(cè)使用的是39DL PLUS測(cè)厚儀和M1036探頭(2.25 MHz)。本例中,對(duì)回波的測(cè)量到第一個(gè)正波瓣為止。


圖片


圖1
圖2顯示的是對(duì)一個(gè)大型建筑車(chē)輛輪胎總厚度的測(cè)量情況,輪胎厚度約為171.5毫米,使用1臺(tái)EPOCH 650探傷儀和兩個(gè)500 kHz V601-RB探頭在穿透模式下完成測(cè)量。測(cè)量閘門(mén)被放置在靠近顯示屏幕右側(cè)的波峰區(qū)域,以采集到橡膠輪胎的總厚度值。
圖片


圖2


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