ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Зависимость коэффициента истираемости от параметров режима и свойств резины из "Механические испытания каучука и резины" Для уяснения особенностей истирания резины в различных условиях целесообразно рассмотреть наиболее характерные виды износа, сответствующие некоторым идеализированным предельным режимам. [c.479] Поскольку при трении резины по твердым материалам интенсивность истирания наиболее существенно зависит от геометрии истирающей поверхности, в дальнейшем п ри классификации основных видов износа характер истирающей поверхности рассматривается как важнейший фактор, определяющий условия реализаци того или иного вида износа. [c.480] Простейшим видом износа, имеющим большое значение при трении твердых тел, является аб разивный износ, т. е. износ, обусловленный царапанием поверхностного слоя материала острыми гранями твердых выступов шероховатой поверхности контртела. Для резины этот вид износа мало характерен. Условия его реализации в общем сводятся к тому, что истирающая поверхность должна быть тверда и обладать острыми режущими гранями. Истираемая резина также должна быть относительно жесткой. Кроме того, важно, чтобы сила трения между резиной и контртелом превышала некоторое критическое значение, зависящее от свойств резины и геометрии истирающей поверхности. [c.480] Другим весьма важным и наиболее распространенным видом является износ, который мог бы быть назван усталостным истиранием. В основе его — разрушение поверхностного слоя резины в результате многократных деформаций на неровностях твердой шероховатой опоры. Этот вид износа реализуется тогда, когда напряжения, мгновенно концентрирующиеся в местах контактов с выступами неровностей истирающей поверхности, недостаточны, чтобы вызвать немедленное разрушение. Многократные повторные нагружения, имеющие место в области контакта, вызывают, однако, разрушения, если ч1Исло циклов превысит некоторый предел. Этот предел зависит от усталостной выносливости резины при динамическом режиме, определяемом геометрией истирающей поверхности, контактным давлением и скоростью скольжения. [c.480] Помимо перечисленных механических параметров, весьма существенное влияние на усталостную выносливость поверхностного слоя резины может оказывать температура, развивающаяся в обласги контакта. [c.480] Эта последняя в свою очередь определяется как перечисленными уже механическими параметрами, так и теплофизическл-ми характеристиками трущихся материалов. Существенное значение имеет также геометрия всего узла трения и размеры но-м инальной площади контакта. [c.480] Представление об усталостном разрушении поверхностного слоя снимает противоречие между двумя различными взглядами на природу истирания резины и связь износостойкости с другими свойствами. [c.480] Некоторые исследователи рассматривают износ резни как процесс чисто механический, и пытаются установить связь между износостойкостью резины и ее твердостью, пределом прочно-сии при растяжении, сопротивлением раздиру. [c.481] Другие авторы, развивая представление об износе как следствии химических и механохимических изменений поверхностного слоя резины, придают особое значение термоокислительной деструкции каучукового полимера и ищут связь износостойкости с сопротивлением различным видами старения, химической и механохимической стойкостью. [c.481] В действительности чисто механический и термоокислительный износы соответствуют некоторым предельным режимам утомления поверхностного слоя, в то время как в реальных режимах относительная роль механических и химических факторов зависит от совокупности условий испытания. [c.481] Более детальный анализ истирания, в основе которого лежит усталостное разрушение поверхностного слоя, был проведен на базе приближенного количественного описания зависимости между выносливостью резины и ее усталостной прочностью, рассмотренного в разделе 1 главы V . [c.481] Полученнэ.ч е результате такого анализа зависимость в приближенно количественной форме устанавливает связь коэффициента износостойкости с основными параметрами, характеризующими условия испытания и свойства истираемой резнны. В соответствии с исходными допущениями материал опоры принимается недеформируемым и неизнашивающимся. Он характеризуется поэтому лишь геометрическим фактором шероховатости, представляющим отношение среднего радиуса кривизны элементарного выступа к среднему расстоянию между выступами. [c.481] Свойства истираемой резины определяются ее прочностью (/г), динамическим модулем ( ), коэффициентом усталостной выносливости (р) и коэффициентом трения по данной опоре (р.). [c.481] соответствующими скоростям и температурам, которые имеют место в том или ином реальном режиме истирания. [c.481] СЛОЯ резины контртелом. Общее проскальзывание начнется тогда, когда тангенциальная составляющая упругих сил в зоне контакта окажется равной силе трения. Если, однако, резина не обладает необходимой прочностью, а сила трения достаточно велика, то может оказаться, что разрушение в зоне наибольших деформаций наступит раньше, чем начнется общее проскальзывание в зоне контакта. Наиболее вероятный характер такого разрушения можно представить, исходя из того, что при сложном напряженном состоянии резины разрушение начинается с возникновения трещины (перпендикулярной к направлению действия растягивающего усилия) там, где поверхностные слои материала находятся в состоянии наибольшего растяжения. Если трещина возникла, дальнейший ее рост происходит под действием относительно небольшого усилия. [c.482] Как ясно из обш,его описания явления, истирание посредством скатывания может иметь место лишь при определенном сочетании внешних условий и свойств истираемой резины. Оче-в идно, что такой характер истирания более вероятен для резин с малым сопротивлением раздиру. Вв1иду того, что прочностные свойства резины существенно зависят от температуры, разогрев поверхностного слоя за счет трения в скользящем контакте также может оказаться весьма важным фактором. [c.483] В определенных условиях этот разогрев может приводить к осмолению поверхностного слоя резины и появлению характерной клейкости, резко повышающей эффективное трение и интенсивность образования скаток. [c.483] Из трех рассмотренных видов износа наименее интенсивным является износ, связанный с усталостным разрушением поверхностного слоя. В реально работающих узлах трения этот вид износа, по-видимому, преобладает. Как уже указывалось, основным углпнирм рго осуществления является относительно небольшое значение силы трения между резлной и истирающй поверхностью. Если же сила трения велика, то, в зависимости от характера шероховатостей твердой опоры и упруго-гистерезисных свойств резины, реализуются либо абразивный износ, либо износ посредством скатывания. В обоих случаях интенсивность процесса будет на несколько порядков выше, чем при усталостном истирании, чго, конечно, нежелательно, а иногда недопустимо. [c.483] Одна из возможностей суждения о преобладающем виде истирания, имевшем место в анализируемом узле трения, связана с рассмотрением, под небольшим увеличением, изношенной поверхности резинового образца или детали. Показанные на рис. 264 микрофотографии получены с образцов, истирание которых велось в условиях, наиболее благоприятных для реализации того или иного рассмотренного здесь вида. На рис. 264,а показана поверхность образца, истиравшегося преимущественно абразивно. Хорошо видны характерные полосы (царапины), направление которых совпадает с направлением скольжения. [c.483] Характерный вид поверхности резины, истирание которой происходило преимущественно посредством скатывания, показан на рис. 264,8. [c.484] Вернуться к основной статье