脚轮轮胎面硬度试验：方法、标准与应用解析
2025-10-29 10:16:58
在脚轮的性能评估体系中，轮胎面硬度是一个关键指标——它直接影响脚轮的承载能力、耐磨性、静音性以及对接触表面的保护程度。无论是工业重载场景中的PA（尼龙）脚轮、商业场景中的PVC（聚氯乙烯）脚轮，还是医疗场景中的TPE（热塑性弹性体）脚轮，轮胎面的硬度参数都是用户选型时的重要参考依据。那么，如何科学地测试脚轮轮胎面的硬度？有哪些主流的试验方法？不同硬度值对应哪些实际性能表现？本文将结合中山市飞步脚轮有限公司等企业的实践经验，系统解析脚轮轮胎面硬度试验的核心内容。
一、为什么需要测试脚轮轮胎面硬度？
脚轮轮胎面的硬度并非单一的物理参数，而是与多种使用性能紧密关联：
承载能力：一般来说，硬度越高（如邵氏硬度80A以上的PU轮或PA轮），材料抵抗变形的能力越强，单轮承重上限越高（适合重载场景）；而硬度较低的轮胎面（如邵氏硬度50-70A的TPE或TPR轮），通过弹性形变分散压力，更适合保护精细表面（但对重载的支撑性较弱）。
耐磨性：高硬度轮胎面通常耐磨性更好（如硬质PU轮在粗糙水泥地上磨损慢），但过度坚硬可能导致与地面的摩擦加剧（噪音增大）；低硬度轮胎面虽更柔软（减少噪音），但长期受压易出现压痕或磨损（如软质橡胶轮在重载下易塌陷）。
静音性：轮胎面硬度适中（如邵氏硬度60-80A的TPE或PU轮）能通过弹性缓冲吸收冲击能量，减少推行时的震动噪音；过硬的轮胎面（如邵氏硬度90A以上的硬质塑料轮）与地面碰撞时易产生高频噪音。
表面保护性：低硬度轮胎面（如邵氏硬度40-60A的TPE或硅胶轮）能像“缓冲垫”一样贴合被移动物体的表面（如木地板、钢琴漆面），避免刮擦；高硬度轮胎面则可能因刚性接触留下痕迹（尤其在不平整地面）。
因此，通过标准化的硬度试验，用户可以量化轮胎面的软硬程度，进而判断其是否适配具体场景的需求（如医疗推车需低硬度保护表面，工业货架推车需高硬度支撑重载）。
二、脚轮轮胎面硬度试验的主流方法
目前，脚轮行业主要采用邵氏硬度试验法（Shore Hardness Test）来测量轮胎面的硬度，该方法通过特定形状的压针在规定载荷下压入材料表面，根据压入深度计算硬度值，具有操作简便、结果直观的特点。根据压针类型和适用材料范围的不同，邵氏硬度试验又分为以下三类：
1. 邵氏A型硬度计（Shore A）——最常用的脚轮硬度测试标准
适用材料：软质橡胶、TPE（热塑性弹性体）、TPR（热塑性橡胶）、低硬度PU（聚氨酯）等弹性体类轮胎面（硬度范围通常为20-90A）。测试原理：使用邵氏A型硬度计，其压针为截锥形（尖端半径约0.79mm，角度35°），在1kgf（约9.8N）的预载荷下将压针轻轻接触轮胎面，然后施加主载荷（1kgf + 500g = 1.5kgf，约14.7N），保持3-5秒后读取压针压入轮胎面的深度值。硬度值通过压入深度的反比关系计算得出——压入越浅（材料越硬），硬度值越高（接近90A）；压入越深（材料越软），硬度值越低（接近20A）。脚轮应用场景：常用于测试家用脚轮（如儿童推车、家具轮，硬度40-70A）、医疗脚轮（如病房推车，硬度50-65A）、TPE/TPR轻载脚轮（硬度50-80A）等对表面保护要求较高的场景。示例：中山市飞步脚轮有限公司的“家用静音TPE脚轮”（型号TPE-H200）经邵氏A型测试，硬度为60A，表明其轮胎面柔软适中，既能保护木地板不被刮花，又能提供一定的支撑力。
2. 邵氏D型硬度计（Shore D）——适用于高硬度塑料/橡胶轮胎面
适用材料：硬质橡胶、PA（尼龙）改性脚轮、PU高硬度轮、塑料轮（如PVC、PP）等刚性或半刚性轮胎面（硬度范围通常为40-95D）。测试原理：邵氏D型硬度计的压针为细锥形（尖端半径约0.1mm，更尖锐），在相同的预载荷和主载荷下（1kgf + 500g），压入材料的深度更浅（因压针更尖且材料更硬）。硬度值同样通过压入深度计算——压入深度越小（材料越硬），硬度值越高（接近95D）；压入深度越大（材料越软），硬度值越低（接近40D）。脚轮应用场景：常用于测试工业重载脚轮（如P
3. 邵氏OO型硬度计（Shore OO）——极软材料（如硅胶、超软橡胶）的特殊测试
适用材料：超软橡胶、硅胶类脚轮（硬度范围通常为0-50OO），这类材料常见于特殊医疗设备（如硅胶防压疮轮）或高端家居场景（如婴儿爬行垫推车）。测试原理：邵氏OO型硬度计的压针更粗且钝（尖端半径更大），专为极软材料设计——普通邵氏A型硬度计无法准确测量硬度低于20A的材料（压针会过度陷入），而OO型硬度计通过更大的接触面积和更柔和的压入方式，量化极软材料的硬度。脚轮应用场景：极少数特殊脚轮（如医疗防压疮推车的硅胶轮，硬度10-30OO），普通工业/商业脚轮极少使用。
三、硬度试验的操作流程与注意事项
以最常见的邵氏A型硬度计测试为例，标准操作流程如下（参考ASTM D2240或ISO 7619标准）：
样品准备：选取脚轮轮胎面的平整区域（避免胎纹、毛边或损伤部位），确保测试面清洁无油污；若轮胎面为弧形，需选择曲率半径大于50mm的区域（或使用平面适配器）。
仪器校准：测试前用标准硬度块（已知硬度值，如60A、75A）校准硬度计，确保压针无弯曲、指针归零正常。
预压与读数：将硬度计垂直放置在轮胎面上，轻压至预载荷（1kgf）使压针与表面接触，等待3-5秒待压入深度稳定后，读取指针指示的硬度值（精确到±1A）。
多次测量：为保证结果可靠性，同一轮胎面需在不同位置（至少3点，间距≥12mm）重复测试，取平均值作为最终硬度值。
关键注意事项：
温度影响：硬度值会随温度变化（材料变软，硬度降低；变硬，硬度升高），标准测试环境通常为23℃±2℃（实验室条件）；若在高温（如夏季户外）或低温（如冬季仓库）环境下测试，需注明环境温度并对结果进行修正。
压针状态：压针必须保持尖锐无磨损（磨损会导致压入深度偏大，硬度值偏低），定期用显微镜检查压针尖端，磨损严重时需更换。
动态与静态差异：实际使用中脚轮处于动态滚动状态（受力不均匀），而硬度试验是静态测量（匀速施压），因此试验结果仅反映轮胎面的基础硬度特性，实际性能还需结合负载、速度等场景因素综合评估。
四、硬度试验结果的实际应用意义
通过硬度试验获得的数值，用户可以快速判断脚轮的适配性：
低硬度（邵氏A 30-60A / 邵氏D 40-50D）：适合表面保护优先的场景（如家用家具、医疗推车、展示柜台），轮胎面柔软能减少刮擦，但承载能力有限（单轮承重通常＜100kg）。
中硬度（邵氏A 60-80A / 邵氏D 50-70D）：平衡型选择（如商超购物车、办公室文件柜推车），兼顾耐磨性、静音性与基础承载（单轮承重100-300kg）。
高硬度（邵氏A 80-90A / 邵氏D 70-95D）：适合重载或高频移动场景（如工业货架推车、物流叉车托盘轮），轮胎面刚性高，能承受大载荷（单轮承重300kg-2吨），但需注意对地面的冲击噪音。
例如，飞步脚轮的技术手册中明确标注：邵氏A 60-70A的TPE脚轮适用于家庭及轻工业场景（保护表面+轻载），邵氏D 80-85D的PA脚轮适用于重工业场景（重载+耐磨）。用户可根据实际需求，结合硬度试验结果与脚轮的其他参数（如承重、材质），选择最匹配的产品。
结语
脚轮轮胎面硬度试验是评估脚轮性能的基础环节，通过标准化的邵氏硬度测试（A型、D型为主），用户能够量化轮胎面的软硬程度，进而判断其在承载、耐磨、静音及表面保护等方面的适配性。对于中山市飞步脚轮有限公司等专业制造商而言，硬度试验不仅是产品质量控制的关键步骤（确保每批脚轮的硬度符合设计要求），更是为用户提供精准选型指导的重要依据。理解硬度试验的意义与方法，不仅能帮助用户在选购脚轮时“心中有数”，更能推动脚轮行业向更标准化、专业化方向发展。