ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Связь между интенсивностью истирания и другими механичесними свойствами резин из "Истирание резин" В работе Палмгрена [89] рассмотрен механизм износа обкладоч-ной резины конвейерных лент, применяемых в горной промышленности. Показано, что при транспортировке горных пород резина может прокалываться острыми гранями кусков породы, т. е. в данном случае реализуется абразивный износ. [c.23] Износостойкость резины существенно зависит от ее более простых механических свойств прочностных, упругогистерезисных, усталостных, фрикционных. Общая теория износостойкости резин отсутствует, и поэтому многие исследователи на основании большого экспериментального материала пытались установить частные закономерности зависимости износостойкости от других механических свойств. Несмотря на ограниченность выведенных эмпирических закономерностей, они способствуют выяснению механизма износа резин и позволяют обоснованно разрабатывать принципы построения рецептур. В гл. 1 частично рассматривалась зависимость износостойкости резин от некоторых механических свойств. В данной главе эти вопросы обсуждаются подробнее. [c.24] Интенсивность истирания и прочность. Основные исследования в области прочности резин обобщены в ряде обзоров и монографий [56, 76, 90—931. Прочность является одним из гаавных свойств, определяющих износостойкость резин. Как правило, износостойкость увеличивается с повышением прочности [см. уравнения (1.8), (1.9), (1.17)1, однако в отдельных случаях при увеличении сопротивления разрыву резин, определенного стандартным методом (ГОСТ 270—64), не наблюдается повышения их износостойкости. Например, протекторные резины из стереорегулярного каучука СКД, имеющие меньшее сопротивление разрыву, чем аналогичные резины на основе НК, характеризуются большей износостойкостью. Это может быть объяснено неправильно выбранными условиями определения прочностных свойств резин. Известно, что в зоне контакта поверхностный слой резины при износе находится в сложнонапряженном состоянии, а деформация осуществляется с высокой скоростью — десятки тысяч процентов в секунду [12, 85, 94, 95], т. е. на 3—5 порядков больше скорости деформации, имеющей место при определении их прочности. В этих условиях может оказаться, что процессы кристаллизации, приводящие к упрочнению резин на основе НК, не успеют развиться в этом случае эти резины не будут превосходить по прочности резины на основе некристаллизу-ющихся каучуков. [c.24] При эксплуатации шин в карьерах и при перемещении горных пород с помощью конвейерных лент возникающие проколы и порезы протекторов шин и резиновых обкладок лент являются первичными очагами разрушения при истирании и приводят к быстрому износу этих изделий. При разработке износостойких резин для эксплуатации в таких условиях целесообразно определять прочностные свойства этих резин при ударном проколе на маятниковом копре со специальщам бойком в виде тупой иглы с радиусом при вершине 0,4 мм [98—100]. При этих испытаниях скорость нагружения приблизительно в 500 раз выше, чем в случае определения прочности резин по стандартному методу. Прокол происходит под действием контактной нагрузки, вызывающей сложно-напряженное состояние резины, тогда как при стандартных методах испытания прочность определяется только при растяжении. Минимальное значение энергии удара необходимой для прокола резины, принимается в качестве ноказателя, характеризующего стойкость резины к ударному проколу. Этим методом также возможно, используя уравнение Скотта [101], приближенно рассчитать значение усилия и глубину внедрения индентора при проколе. [c.26] Характерно отсутствие корреляции между энергией прокола и энергией разрыва резин. Это может быть связано с тем, что процессы кристаллизации, приводящие к упрочнению резин, протекают во времени и при медленной деформации (испытание по ГОСТ 270—64) развиваются в большей степени, чем при ударном проколе, происходящем с большой скоростью. [c.26] Шины с протектором из резины на основе СКС, характеризуемой высокой энергией прокола, Обладают повышенной ходимостью при работе в карьерах по сравнению с шинами с протектором из НК [99, 102]. [c.27] Интенсивность истирания и усталостная выносливость. Как указано в гл. 1, основным свойством резин, определяющим их износостойкость при усталостном износе, является усталостная выносливость. Однако нельзя проводить аналогию между обычной усталостной выносливостью резин и контактной усталостью при износе. [c.28] В последнем случае процесс локализуется в тонком поверхностном слое, а не во всем объеме материала и значительно осложняется влиянием окружающей среды. Поэтому правильнее сопоставлять износостойкость материала с фрикционно-контактной усталостью, т. е. с усталостью материала при многократном деформировании его поверхностного слоя неровностями твердого контртела. Исследования фрикционно-контактной усталости, проведенные с помощью приборов, в которых жесткий сферический индентор, имитирующий выстун шероховатой поверхности, многократно деформировал поверхность резины [7, с. 9 108], показали, что объемная и контактная усталость подчиняются аналогичным закономерностям. Значения коэффициентов динамической выносливости резин в обоих случаях близки. Применимость формулы (1.7) проверена для контактной усталости до амплитудных значений напряжений, близких к разрывным. Сопоставление кривых объемной и фрикционно-контактной усталости дает основание предполагать, что разрушающим в последнем случае является напряжение растяжения поверхностного слоя, вызванное силой трения. Стойкость резины к повторным нагружениям оказывает влияние на реализацию других видов износа. Показано [7, с. 9 14 56], что рисунок истирания появляется не сразу, а только после определенного числа циклов повторных деформаций. С улучшением усталостных свойств реализация износа посредством скатывания начинается позднее, что приводит к повышению износостойкости резин. [c.28] Износостойкость резин увеличивается с повышением эластичности. [c.29] Ниже приведены данные, показывающие влияние эластичности по отскоку (величина, обратно пропорциональная относительному гистерезису) на интенсивность истирания резин СКС-ЗОА и СКВ потоком абразивных частиц. Эластичность резин по отскоку определяли по ГОСТ 6950—73. Изменение эластичности резин достигалось путем варьирования содержания сажи ДГ-100. [c.29] Зависимость между фрикционными и упругогистерезисными свойствами резин была установлена в работах [19, 21, 661. Для описания зависимости этих свойств от скорости и температуры применим принцип температурно-временной суперпозиции Вильямса — Лан-дела — Ферри [92, 1091. Используя этот принцип, можно определить косвенную зависимость между износостойкостью и гистерезисом через коэффициент (силу) трения. Коэффициент трения может по-разному влиять на износостойкость в зависимости от режима истирания (см. гл. 5). Если изделие эксплуатируется при 100%-ном скольжении, то увеличение коэффициента трения приводит к повышению работы трения, а следовательно, к увеличению интенсивности истирания. [c.29] Справедливость этого уравнения была подтверждена экспериментально при проведении испытаний на машине типа Данлоп — Лембурн при постоянном значении F. Показано, что увеличивая молекулярный вес, понижая ненасыщенность БК, изменяя содержание серы и вводя пластификатор, можно понизить E IW - Это приведет к но-.вышению износостойкости резин. Результаты лабораторных испытаний резин были подтверждены данными дорожных испытаний шин в Техасе. [c.30] Аналогичную зависимость получил Е. Р. Торнлей [114] для относительного износа TWR) по данным дорожных испытаний. [c.30] Смыков [115] считал, что формула (2.6) применима только для контроля отклонений параметров истираемости данной резины от нормы. [c.31] Вернуться к основной статье