Усталостное истирание резины

При истирании резины возможны соответственно три механизма износа абразивный, усталостный, фрикционный (скатывание). [c.154]

Истирание резин определялось различными лабораторными методами 5о. изучены их усталостные свойства [c.805]

Значительный интерес представляют новые данные о роли термоокислительной деструкции при истирании резин [94]. Авторы основывали выводы на представлении об усталостном механизме износа [95, 96]. Установлено, что скорость истирания резин на основе НК, СКС-ЗОАРКМ и СКБ значительно больше в воздушной среде, чем в азоте. [c.310]

Элементарным актом истирания резины по данному механизму является усталостное разрушение поверхностного слоя в результате многократно повторяющихся деформаций сжатия, растяжения и сдвига, обусловленных взаимодействием резины с шероховатой поверхностью твердого тела, по которой происходит скольжение. Если шероховатая опора имеет одинаковые неровности, расположенные на равном расстоянии друг от друга, то истираемый объем пропорционален деформируемому объему резины, толщина истираемого слоя — глубине внедрения выступов, а амплитудное значение напряжения — наибольшему давлению исходя из этих условий, можно определить износостойкость (Р) по следующему уравнению [46] [c.14]

Уравнение (1.8) дает приближенно-количественную зависимость между износостойкостью и основными параметрами, характеризующими свойства фрикционной нары и условия испытания. Свойства истираемой резины согласно этому уравнению определяются ее прочностью Д, модулем упругости Е, коэффициентом динамической выносливости Ъ и коэффициентом трения по данному контр-телу (г. Из параметров, характеризующих условия испытания, в уравнение (1.8) входит только давление р. Скорость и температура могут быть введены через соответствующие зависимости для прочностных, упругих, усталостных и фрикционных свойств резин. Несмотря на приближенность уравнение (1.8) дает возможность устанавливать рациональные режимы работы элементов трения и выбирать резины с оптимальным комплексом механических свойств. Все входящие в него величины имеют ясный физический смысл и могут быть определены из других экспериментов. Зависимость интенсивности истирания резины от ее механических свойств может быть описана также уравнением [7, с. 9 8, с. 135 10 49 50], в котором более точно учтены параметры шероховатости контртела, в том числе и реальных покрытий [c.15]

Формула (1.16), однако, не учитывает гистерезисных свойств резин, шероховатости, геометрической формы частиц и коэффициента трения. Тем не менее она правильно описывает зависимость между интенсивностью истирания потоком абразивных частиц и модулем резины, углом атаки (рис. 1.8) и скоростью движения частиц. Изучение механизма истирания резин потоком абразивных частиц приводит к выводу о том, что отделение частиц резины происходит в результате многократных воздействий частиц абразива, т. е. истирание резины потоком абразивных частиц является разновидностью усталостного износа. На основании теории усталостного износа предложено уравнение, связываюш,ее интенсивность истирания резины в потоке абразивных частиц с ее свойствами [58, 62, 64] [c.17]

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]

Для обеспечения высокой износостойкости истирание резин должно происходить преимущественно по усталостному механизму, а абразивный износ и износ посредством скатывания должны быть сведены к минимуму. Для этого необходимо обеспечить возможно более высокие прочностные свойства протекторных резин. Коэффициент поверхностного трения резин должен быть меньше некоторых критических значений. Значения коэффициентов трения, при которых наблюдается переход от высокоинтенсивных видов износа к усталостному, тем меньше, чем больше нормальная нагрузка, относительное проскальзывание и ниже прочностные свойства резины. В узлах трения, где не требуется сцепление резины с контртелом (например, в различных уплотнительных деталях, подшипниках, пескоструйных аппаратах и др.), следует стремиться к минимальному коэффициенту трения. Уменьшение коэффициента трения приводит к снижению температуры в зоне контакта резинового изделия с контртелом, что особенно важно для работы резиновых уплотнительных деталей в быстровращающихся элементах машин. [c.72]

Таким образом, при истирании резины возможны три механизма износа 1) скатывание-, 2) усталостный износ-, 3) абразивный износ. [c.115]

Таким образом, при истирании резины возможны соответственно три механизма износа (рис. 53) 1) абразивный износ 2) усталостный износ 3) фрикционный износ (скатывание). [c.145]

Процесс истирания резин по гладким поверхностям несомненно является усталостным процессом. Поэтому особенно большую роль играет окружающая среда, влияющая на кинетику деструкции полимера при износе. Принимая во внимание рецептурные факторы, важно знать влияние противостарителей. [c.194]

Для наиболее изученного усталостного износа, являющегося в то же время одним из самых важных видов износа эластомеров, была установлена связь интенсивности истирания I со свойствами резины, характером истирающей поверхности и условиями нагружения. Усталостный износ увеличивается с повышением модуля упругости резины Е, нормального давления Р, коэффициента трения ц, а также с уменьшением предела прочности при разрыве и ухудшением усталостных свойств резины. [c.77]

Представление об усталостном разрушении поверхностного слоя снимает противоречие между двумя различными взглядами на природу истирания резины и связь износостойкости с другими свойствами. [c.480]

Рис. 264,6 дает представление о виде истертой поверхности резины, износ которой проходил в режиме, благоприятном для реализации усталостного истирания. Этот вид истирания обычно не приводит к образованию на изношенной поверхности царапин. Поверхность в процессе истирания становится шероховатой, однако выступы и впадины на ней располагаются беспорядочно, не образуя какого-либо определенного рисунка. [c.483]

Одним из важнейших свойств резины, оказывающим существенное влияние на соотношение отдельных видов износа и на интенсивность истирания, является ее жесткость (твердость, напряжение при заданном удлинении /30о, модуль упругости, динамический модуль и др.) [5, с. 213—237]. Особенно велика роль жесткости резины при износе посредством скатывания . При определенном значении твердости или /30 о интенсивность истирания на гладком рифленом металлическом диске понижается на порядок (см. рис. 2.2), исчезает характерный рисунок истирания, что указывает на переход от износа посредством скатывания к усталостному износу. Как показано в гл. 1 и 2, при усталостном износе повышение жесткости резин приводит к снижению износостойкости. При высокой жесткости резин в случае испытания на шероховатой поверхности с острыми выступами может наблюдаться переход от преобладающего усталостного к преобладающему абразивному износу. [c.69]

Вследствие противоположного влияния жесткости резин на их износостойкость при усталостном износе и износе посредством скатывания зависимость интенсивности истирания шин от жесткости протекторной резины должна иметь немонотонный характер, т. е. должно наблюдаться оптимальное значение твердости, модуля упругости, напряжения при заданном удлинении (/300) протекторных резин, при котором интенсивность износа шин минимальна. Следует также учитывать влияние жесткости резин на работу трения в зоне контакта шины с дорогой. Работа трения, определяемая деформациями протектора, уменьшается с увеличением жесткости [c.69]

Повышение нормальной нагрузки и степени проскальзывания вызывает увеличение сдвиговых напряжений. В случае резин на основе НК и БСК это приводит к повышению доли износа посредством скатывания и, следовательно, к резкому увеличению абсолютной интенсивности истирания. Для резин на основе ПБ, истирание которых протекает в основном по усталостному механизму, [c.84]

Протекторные резины должны облагать высоким сопротивлением истиранию, разрыву, раздиру, разрастанию порезов и трещин, высокой усталостной прочностью, эластичностью, стойкостью к старению под действием кислорода воздуха, озона, света и тепла, а также достаточной прочностью связи с брекером. Износостойкость протектора в большой степени зависит от его конст" рукции. В процессе эксплуатации протектор шины истирается по дуге естественного износа (определенной кривизны), поэтому чем больше первоначальная кривизна протектора, тем быстрее он изнашивается по средней части беговой дорожки. С уменьшением кривизны протектора повышается износ его по краям беговой дорожки, в плечевой зоне. Так как в плечевой зоне наблюдается значительное повышение температуры, отрицательно влияющее на работу шины, целесообразно, чтобы в узкой части плечевой зоны кривизна протектора была несколько больше, чем по короне. Кривизна протектора по короне выбирается близкой к кривизне дуги естественного износа. [c.18]

Оно справедливо для случая истирания но металлическим сеткам, при котором четко реализуется усталостный механизм износа. Константа С имеет чрезвычайно высокие значения при истирании по абразивным шкуркам, что указывает на интенсивный абразивный износ. В этих случаях поверхностный слой резины истирается так быстро, что усталостные эффекты не успевают развиться. [c.240]

Вследствие сложности процесса истирания вполне закономерны попытки увязать износостойкость резины с более простыми ее характеристиками (прочностью, модулем, стойкостью к старению, усталостной выносливостью). Это, в свою очередь, позволит решить вопрос о связи между износостойкостью и составом или структурой резины. [c.77]

Механические напряжения, возникающие в резине при истирании, активируют процесс термического распада молекулярных цепей и узлов при усталостном износе. Эти изменения молекулярной структуры поверхностного слоя приводят к понижению прочностных свойств и создают условия для изменения механизма износа, вследствие чего происходит уменьшение износостойкости. [c.79]

Применение регенерата в производстве формовых изделий, особенно больших размеров, позволяет избежать образования пузырей и недопрессовки, так как смеси растекаются медленно и вытесняют воздух из форм. Наличие регенерата в смесях повышает скорость вулканизации, а это позволяет увеличить производительность вулканизационного оборудования. Вулканизаты, содержащие регенерат, обладают более высоким сопротивлением старению. Но так как введение регенерата в смеси уменьшает эластичность резин, сопротивления разрыву, раздиру, истиранию и ограничивает усталостную прочность, то в некоторых случаях его в резиновые смеси не вводят. [c.28]

Для ответа на первый вопрос необходимо рассмотреть условия деформации материала в работе. Для примера приведем требования, которые должны предъявляться к резинам, используемым для изготовления протекторов автопокрышек. Протекторная резина должна обладать хорошей амортизационной способностью, малой способностью к теплообразованию, высокой температуростойкостью. Необходимо, чтобы она хорошо сопротивлялась истиранию и в то же время обеспечивала большую силу сцепления с дорожным полотном. Резина должна отличаться высокой усталостной прочностью, высоким сопротивлением раздиру и образованию трещин. Необходимо также, чтобы она обладала высоким сопротивлением разрыву и одновременно малым остаточным удлинением. [c.403]

В эксплуатационных условиях изделия могут подвергаться одному из указанных видов износа или их комбинациям. В обычных условиях преобладает усталостный износ — наименее интенсивный. При больших силах трения, в зависимости от шероховатостей истирающей поверхности, прочностных и упругогистерезисных свойств резин, возникает абразивный или фрикционный износ и интенсивность истирания резины возрастает. [c.155]

На усталость резины при многократных растяжениях существенно влияет тип каучука п в меньшей степени состав резины (тип вулканизующей группы, наполннтеля) . Наполнение сажей, обычно приводяш,ее к заметному повышению таких показателей резин, как прочность, сопротивление раздиру, истиранию, сравнительно мало влияет на усталостную прочность. Таким образом, тип каучука в значительной степени определяет усталостные свойства резин. Вместе с тем прн переходе от одного режима испытаний к другому сопоставление усталостных свойств резпн из различных каучуков 1 южет дать неоднозначные результаты, что необходимо иметь в виду при выборе резины для тех или иных условий эксплуатации. [c.219]

Из уравнений (1.8) и (1.9) следует, что усталостный износ увеличивается с повышением модуля упругости резины, давления, уменьшением сопротивления разрыву и ухудшением усталостных свойств резины (уменьшением 6). При реализации усталостного износа резин на истертой поверхности не обнаруживается какой-либо рисзпаок истирания. Теоретические представления об усталостном износе имеют общий характер и экспериментально подтверждены при истирании резин, пластмасс [7, с. 31 9, с. 156 52—56], металлов [1, 57] и других материалов. [c.15]

Показатель степени х в уравнении (3.1) может существенно изменяться в зависимости от типа истирающей поверхности и свойств резины [7, с. 77 34 120]. При истирании резин по шлифовальным шкуркам в условиях, когда реализуется абразивный вид износа, интенсивность истирания прямо пропорциональна давлению и к = = 1 [34, 120]. В слзшае истирания резин по гладким металлическим поверхностям или по металлическим сеткам, т. е. в условиях усталостного износа, значение у, изменяется от 1 до 8 [7, с. 77] и увеличивается при уменьшении остроты выступов истирающей поверхности [7, с. 77 32]. [c.32]

В работе М. ]У1. Резниковского [44] износостойкость р определялась как работа трения, затраченная на истирание единицы объема резины при скольжении по твердой шероховатой поверхности. Он показал, что износостойкость прямо пропорциональна коэффициенту адгезионного трения при скольжении и обратно пропорциональна нагрузке в степени Уд. М. ] 1. Резниковский полагал, что элементарным актом истирания является усталостное разрушение поверхностных слоев при повторяющихся циклах скольжения. Эккер [45] обнаружил линейное уменьшение коэффициента трения с увеличением динамической эластичности (этот показатель представляет собой отношение возвращенной системой энергии за половину цикла к затраченной энергии). Выражая динамическую эластичность через тангенс угла механических потерь, удалось математически описать раздельно адгезионн5то и деформационную (гистерезисную) составляющие коэффициента трения. Затем автор показал на основании эксперимента зависимость потерь при истирании от динамической эластичности, коэффициента адгезионного трения и т. д. Зависимость интенсивности истирания от энергии разрыва резин была установлена Цанпом [46]. Боггс [47] поддержал точку зрения Эккера на роль динамической эластичности в истирании резин. Шалламах [48] полагал, что истирание резины происходит в результате механического разрушения под действием высоких напряжений, создаваемых на выступах твердой подложки при трении. Два типа рисунков истирания возникают при повторных циклах скольжения поверхность с бороздами, поперечными направлению скольжения, [c.14]

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]

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]

Свойства вулканизатов. Саженаиолненные вулканизаты нз стереорегулярных Б. к. превосходят вулканизаты на основе др. каучуков по износостойкости в широком диапазоне темн-р (табл. 9), что объясняют 1) повышенным взаимодействием Б. к. с активными нанол-цитолями, обусловливающим высокие динамич. модули резин 2) пониженным коэфф. трения резин из Б. к, благодаря чему их истирание осуществляется ио усталостному механизму. [c.163]

Интенсивность истирания и модуль упругости (жесткость, твердость). Как следует из формул (1.2), (1.6), (1.8), (1-9), (1.17), для отдельных механизмов износа интенсивность истирания сложным образом зависит от модуля упругости резин. Для абразивного износа с ростом модуля упругости резин интенсивность истирания уменьшается. Это связано с уменьшением сдвиговых напряжений вследствие снижения коэффициента трения и глубины внедрения выступов шероховатой опоры в резину. В условиях износа посредством скатывания интенсивность истирания с повышением модуля упругости понижается, так как уменьшается вероятность образования первичной складки резины. Увеличение интенсивности истирания с увеличением модуля упругости резин наблюдается при усталостном износе, а также при. износе незакрепленным абразивом [60, 63]. Б этих условиях с повышением модуля упругости возрастают контактные напряжения в резине, в результате чего увеличивается интенсивность истирания [21, 22]. На рис. 2.2 показано влияние твердости резин из СКС-30 АМ на истираемость по абразивной шкурке и рифленой металлической поверхности [103]. (Повышение твердости достигалось изменением содержания серы и ускорителя вулканизации.) Повышение твердости резины приводит к увеличению истираемости при усталостном износе (кривая 1) и понижению этого показателя в случае абразивного износа (кривая 2). Аналогичный характер изменения интенсивности истирания от условного напряжения нри 200% удлинения наблюдал Г. Вестлининг [104]. Сложный характер зависимости износа изделий от модуля упругости резины проявляется [c.27]

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]

Первичным актом истирания, определяющим интенсивность абразивного износа и износа посредством скатывания , является возникновение на поверхности резины раздиров — при шероховатой истирающей поверхности или трещин — при гладкой поверхности контртела (см. гл. 1). Раздиры и трещины возникают тогда, когда работа (мощность) трения превышает энергию разрыва (раздира) поверхностного слоя резины. Таким образом, прочностные свойства резины оказывают существенное влияние на соотношение отдельных видов износа. Можно предполагать, что для каждой резины существует определенное критическое значение мощности трения Искрит- При значениях мощности трения W < Искрит происходит преимущественно усталостный износ, а при значениях W ]> Искрит преимущественно износ посредством скатывания (на сравнительно гладких поверхностях) и абразивный износ (на шероховатых поверхностях с острыми выступами). [c.66]

Хлоропреновый каучук [178, с. 79 179, с. 224] характеризуется высокими прочностными и усталостными свойствами (см. табл. 5.8), большим сопротивлением тепловому старению маслобензостой-костью, химической стойкостью, исключительной озоностойкостью и негорючестью. Комплекс ценных технических свойств обеспечивает широкое применение этого каучука в промышленности РТИ. В условиях истирания агрессивными пульпами, например при промывке руд цветных и черных металлов слабыми кислотами при повышенных температурах, резины на основе хлоропреновых каучуков по износостойкости превосходят резины на основе БСК [65]. Опытные грузовые шины на основе хлоропренового каучука отличались хорошей работоспособностью. Шины для сельскохозяйственных и землеройных машин, изготовленные с протектором из резин на основе этого каучука, превосходили но износостойкости шины с протекторами из резин на основе НК и БСК [179, с. 292]. Однако хлоропреновые каучуки не находят применения в шинах, так как резины на основе этих каучуков обладают высокой плотностью и недостаточной морозостойкостью. Кроме того, технологическая переработка этих смесей затруднительна. [c.93]

На вид и 11нтенсивность износа протекторной резины влияет ее твердость (рис. 10.13). При истирании по абразивной шкурке увеличение твердости резины приводит к повышению концентрации-напряжений па вершинах выступов. При этом создаются благоприятные условия Д.ПЯ проявления абразивного механизма износа и микрорезания. Интенсивность износа возрастает. С другой стороны, истирание мягкой резины по рифленой металлической поверхности с тупыми выступами осуществляется в условиях проявления механизма посредством скатывания. С повышением твердости резины (нри трении в этих условиях) вероятность образования скаток уменьшается и при твердости около 75 (по Шору) преимущественным видом износа является усталостный. [c.242]

Усталостный износ пластмасс изучен очень слабо. В стеклообразном состоянии пластмассы характеризуются в основном абразивным механизмом износа как при скольжении по абразивному полотну, так и по твердым шероховатым поверхностям [56]. Кристаллические полимеры, обладающие высокоэластической компонентой, изнашиваются подобно резинам. Влияние температуры на износостойкость пластмасс можно рассмотреть с точки зрения изменения константы а в выражении (6.25). В работах Ратнера, Лурье и Фарберовой [16, 56—59] показано, что в случае усталостного износа а >1. Так как а характеризуется числом циклов деформации, разрушающих материал, и с увеличением температуры возрастает, то при переходе от хрупкого к нехрупкому состоянию полимера повышение температуры трения приводит к увеличению доли усталостного механизма износа и возрастанию общей износостойкости пластмасс. Было также отмечено, что с повышением температуры износ по абразивной шкурке приобретает характер усталостного износа. Исходя из молекулярного механизма явления, усталостный износ связан с долговечностью материала. Ратнер предположил, что механизм истирания имеет термоактивационную природу разрушения и характеризуется отношением [c.173]

Мягкие эластичные полимеры обладают известной долей усталостного износа даже при истирании по абразивной шкурке. Жесткие и хрупкие полимеры даже при трении по гладким поверхностям истираются абразивно. При износе по сетке и твердым поверхностям резины изнашиваются по усталостному механизму. Пластики с развитой вынужденной эластичностью изнашиваются также усталостно, но с определенной тенденцией к абразивному износу. Твердые жесткие полимеры изнашиваются по всем поверхностям в основном абразивно. [c.183]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология