Истирание резин. Виды износа

У ряда резиновых изделий — покрышек всех видов, конвейерных лент, ремней, резиновой обуви и других — при эксплуатации происходит разрушение поверхностных слоев в результате трения, возникающего при скольжении резин по поверхности контртела (другого материала). Это приводит к их износу и выходу из строя. Повышение сопротивления резин истиранию — износостойкости — необходимое условие увеличения надежности и долговечности основного ассортимента изделий резиновой промышленности. Истирание резины — это процесс механического отрыва частиц под влиянием местных концентраций напряжений, возникающих на выступах истирающей поверхности при скольжении резины. Оно является следствием трения, возникающего при перемещении изделия относительно поверхности более твердого тела (абразива). [c.154]

Истирание резин. Виды износа [c.154]

При изучении особенностей истирания резины нри трении по относительно гладким поверхностям удалось установить новый специфичный для высокоэластичных материалов механизм истирания, названный износом посредством скатывания [5, с. 440 7, с. 21 8, с. 14 30, 31, 36]. Этот вид износа реализуется при относительно высоком значении коэффициента трения между резиной и истирающей поверхностью. [c.11]

Истирание резин является сложным процессом, механизм которого существенным образом зависит от комплекса условий, характеризующих работу трения. Для высокоэластичных материалов различают несколько видов износа. В настоящей работе рассматривается лишь абразивный износ, в основе которого лежит разрушение поверхностного слоя резины в результате многократных деформаций но твердой шероховатой поверхности контртела. [c.95]

Известно, что истирание резин из натурального и некоторых видов синтетических каучуков во многом обусловлено химическими, в частности окислительными, процессами [79, 80]. Ранее нами было высказано предположение [9, с. 141 34, с. 133], что на износостойкость уретановых эластомеров на основе сложных полиэфиров большое влияние оказывает устойчивость цепи эластомера к, термоокислительным воздействиям. Однако принятый в указанных работах метод определения износостойкости (по Шопперу) не давал возможности получить экспериментальные данные по износу уретановых эластомеров в различных условиях. [c.119]

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]

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]

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]

Влияние коэффициента трения [г на интенсивность износа до определенных значений его, так называемых критических , относительно невелико. Однако, исходя из существующих представлений о механизме истирания, следует предположить, что при достаточных сдвиговых напряжениях в поверхностном слое резины, определяемых сопротивлением резины раздиру и разрыву, будут протекать чисто механические процессы возникновения трещин и разрывов, резко увеличивающие интенсивность износа. Это критическое значение будет соответствовать переходу от одного вида износа к другому. [c.78]

Исследование процесса истирания резины под микроскопом при слабом увеличении показывает, что наряду с равномерным исп ранием имеет место отделение неоднородных сравнительно больших кусков. Это говорит о том, что образующееся в процессе износа местное ослабление, в виде мало заметной трещины или пореза, распространяется вглубь, встречая ослабленное сопротивление материала. С этой точки зрения весьма важно иметь материал с высоким сопротивлением раздиру. [c.352]

В последнее время при изучении особенностей истирания резины в условиях трения ее по относительно гладким поверхностям удалось выделить новый, специфический для высокоэластических материалов вид фрикционного износа, получивший название истирания посредством скатывания - Истирание по- [c.481]

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]

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]

Методы количественной оценки соотношения различных видов истирания в сложном механизме износа в разных условиях эксплуатации резиновых изделий (в особенности автомобильных шин) не разработаны. Ограниченность описанных в литературе зависимостей связана также с тем, что в них не учтены изменения свойств поверхностного слоя резины в результате утомления. Кроме того, механические свойства определялись в [c.71]

Поэтому делались попытки производить в лабораторных условиях испытания резины на истирание в известном соответствии с принципами износа покрышки на дороге. Схема одной из таких машин, предназначенных длд испытания образцов в виде маленьких колесиков, подобных по форме покрышкам, дана на рис. 256, [c.364]

Среди установок, предназначенных для испытания резины на истирание, особое место занимает машина, в которой резиновые шарики растираются под нагрузкой в кольцевом желобке. Этот вид испытания, который, согласно ГОСТ 256-41, называется испытанием на износ, может быть лишь условно отнесен к испытаниям на истирание, — с неменьшим правом его можно рассматривать как испытание на усталость при многократном сжатии. [c.370]

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]

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]

Истирание резин в значительной степени зависит от шероховатости контртела. Согласно представлениям об абразивном виде износа интенсивность истирания должна быть прямо пропорци- [c.42]

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]

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]

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]

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]

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]

Для сравнительной оценки износостойкости капронового литья в исходном состоянии и после многократной переработки проводятся испытания на износ (истирание) в соответствии с методикой, разработанной в НИИПМ. Степень износа капрона зависит от его свойств и условий испытаний (нагрузка, скорость истирания, температура, особенности контртела и другие факторы), причем характер поверхности контртела в значительной степени определяет механизм износа. Для всех образцов проводят три вида испытаний, применяемых в практике исследования пластмасс и резин. [c.35]

Большой вред одновинтовым насосам приносит наличие свободного газа в жидкости. При значительных скоростях скольжения винта по поверхности резиновой обоймы (при 2—3,5 м/сек) резина весьма чувствительна к сухому и даже полусухому трению. В результате попадания газа в виде пузырей в обойму может произойти кратковременное полусухое трение, а отсюда — интенсивное истирание, нагрев обоймы и ускоренный ее износ. Поэтому насос желательно опускать возможно ниже под динамический уровень, т. е. стремиться к тому, чтобы он работал в области давлений конденсации газа. Практически насос приходится опускать на длину токоподво-дяш,его кабеля, т. е. на 1100—1200 м. [c.121]