Износ резин усталостный

Износостойкость характеризует способность резин сопротивляться потере материала в результате разрушения поверхности под действием фрикционных сил. Различают следующие виды износа резин [6, 12] абразивный, усталостный, скатыванием, макроскопический, пиролитический. [c.76]

Усталостная характеристика износа резин, связанная с потерями на гистерезис, была впервые введена Крагельским [13.5], что особенно важно при трении резин по шероховатым поверхностям. Кроме износа, связанного с механическими свойствами поверхностей полимера и металла, им был рассмотрен износ, приводящий к механохимической деструкции контактирующих поверхностей. [c.380]

Износ резины при трении. Износ - явление значительно более сложное, чем внешнее трение он представляет собой результат совокупности физико-химических процессов, протекающих на поверхности трения и в граничных слоях полимера. По характеру основного процесса износ материалов может быть условно разделен на усталостный и абразивный (микрорезание). Высокоэластические полимеры изнашиваются также в результате наволакивания с образованием скаток. При трении по твердым поверхностям в условиях местного тепловыделения в основном наблюдается усталостный износ. [c.542]

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

Жидкие и газообразные среды, в которых эксплуатируются металлополимерные подшипники, как правило, относятся к категории физически активных по отношению и к полимеру, и к металлу. В начальный период эксплуатации подшипников физически активные жидкости уменьшают трение вследствие смазывания зоны контакта. Затем интенсифицируется старение полимерных компонентов, а также возрастают трение и износ. Так, при эксплуатации резинометаллических подшипников в маслах увеличивается жесткость резин, время до появления трещин в поверхностном слое уменьшается в 4—5 раз. В подщипниках на основе жестких полимеров пластифицирование поверхностного слоя способствует переходу абразивного износа в усталостный [31]. [c.201]

Эффективное повышение износостойкости резиновых изделий не может быть достигнуто без выяснения механизма износа знание его позволяет установить зависимость износостойкости резины от ее свойств и, таким образом, прогнозировать работоспособность изделий в условиях эксплуатации, а также разрабатывать методы определения износостойкости и принципы построения рецептур резин. Износ резин происходит по различным механизмам в настоящее время сложились представления о трех механизмах износа резин, соответствующих некоторым идеализированным предельным режимам абразивному, усталостному и механизму износа посредством скатывания [2, с. 159 5, с. 435 7, с. 9 14 30—32]. [c.7]

В реальных узлах трения преобладает наименее интенсивный вид износа, названный И. В. Крагельским [1, 45] усталостным износом. Это наиболее распространенный вид износа резин. Он осуществляется при относительно небольшой силе трения между резиной и истирающей поверхностью и при сравнительно невысоких контактных напряжениях на неровностях твердой шероховатой опоры. Разрушение поверхностного слоя резины в зоне контакта происходит в результате многократных деформаций. Число циклов до разрушения является функцией усталостной выносливости резины и напряженного состояния, зависящего от давления, скорости, геометрии истирающей поверхности и других факторов. Число циклов п до разрушения определяется по уравнению [46] [c.14]

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]

В случае усталостного износа резины должны обладать высокой усталостной выносливостью, а также способностью сохранять проч- [c.72]

Для контроля качества вулканизации шин и других операций восстановительного ремонта целесообразно производить испытания резины готовых шин на определение предела прочности при растяжении, сопротивления раздиру и износу, эластичности, усталостной прочности и другие испытания. Проводят также испытания на определение,прочности связи в зоне ремонта методом разрыва образцов—лопаток с поперечным стыком. Для определения качества всей шины в целом и ее элементов, шины испытывают на продавливание (как в неповрежденном месте, так и в отремонтированной зоне), обкатывают на специальных стендах и испытывают в эксплуатационных условиях. [c.267]

Абразивный и усталостный механизмы износа проявляются на грубых поверхностях, в то время как износ посредством скатывания — на гладких поверхностях с высоким коэффициентом трения. Абразивный износ и износ посредством скатывания являются высокоинтенсивными, а усталостный — наименее интенсивным. Последний осуществляется при низком коэффициенте трения между эластомером н контртелом. Он является наиболее распространенным в реальных узлах трения. Эксперименты показали, что резины с высоким сопротивлением износу имеют относительно низкий коэффициент трения. Сопротивление износу резин с высоким коэффициентом трения может быть повышено лишь при снижении коэффициента трения, например, путем талькирования поверхности резины или введения в нее выпотевающих смазок (таких как силиконовая жидкость). [c.227]

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

Одним из путей повышения работоспособности резиновых технических деталей, применяемых в герметизирующих устройствах и в подшипниках скольжения, является улучшение антифрикционных свойств и износостойкости резин за счет введения в резиновые смеси специальных антифрикционных наполнителей, таких как угольные ткани, графит, дисульфид молибдена, нитрид кремния, фторопласты и т. д. [122—127]. По мнению специалистов, исследовавших влияние ряда углеродных и минеральных наполнителей на износостойкость резин на основе СКФ-26 с фенольной вулканизующей системой при трении по гладкой поверхности [124], все наполнители для фторэластомеров можно разделить на две группы не влияющие на фрикционные свойства резин (диоксид кремния БС-50, фторид и силикат кальция, титановые белила, каолин) и улучшающие износостойкость резин (технический углерод различных марок, графит, фторопласты). Для наполненных резин первой группы характерен износ посредством скатывания, для резин второй группы — износ по усталостному механизму. При этом в зоне контакта развивается высокая температура, в результате чего усталостный износ осложняется механохимическими процессами, происходящими в поверхностном слое резин. [c.109]

При фрикционном усталостном механизме износ повышается с увеличением адгезии полимера к твердой поверхности. Так, например, износ резины возрастает при переходе от стальной поверхности к полимерной при одинаковой их геометрии [86]. Аналогично изменяется и коэффициент трения. Однако для износа трение по полимерной поверхности более существенно вследствие плохой теплопроводности полимера, приводящей к повышению контактной температуры. При износе по гладким поверхностям с низкой теплопроводностью износ резин происходит благодаря утомлению и термомеханической деструкции. Изменениям коэффициента трения в несколько раз соответствует изменение износа на несколько порядков. [c.182]

Более сложна интерпретация влияния мягчителя на износ, так как при этом меняются коэффициент трения, жесткость и удлинение. В связи с тем, что абразивный износ резин является менее важным, с точки зрения использования, чем усталостный, и механические свойства резин меняются относительно слабо, исследованиям влияния ингредиентов на износ резин уделяется мало внимания. В случае пластмасс роль мягчителей и других ингредиентов более значительна. Пластмассы находятся в различных физических состояниях, и износостойкость их меняется в более широких пределах, чем у резин. [c.189]

Износ резин по гладким твердым поверхностям протекает в основном по усталостному механизму (см. 6.2). Однако в ряде случаев, особенно при увеличении силы трения, скорости скольжения и температуры, износ связан с иным механизмом — так называемым механизмом износа посредством скатывания . [c.191]

С ростом модуля упругости и гистерезисных потерь, а такн е с уменьшением прочности, усталостной выносливости и коэффициента старения износ резин увеличивается. Однако данные относительно влияния гистерезисных потерь противоречивы. [c.79]

Для пары трения резина — металл наиболее распространен усталостный износ, наступающий в результате многократного переде-формирования поверхностных слоев резины неровностями твердого контртела. Такому износу резин способствуют повышенная температура, относительное воздействие внешней среды, поверхностные дефекты материала. Предложено [21] следующее уравнение для расчета числа циклов деформации , которое выдерживает материал до разрушения [c.20]

Усталостный износ происходит при многократном сжатии, растяжении или сдвиге поверхностного слоя резины. [c.80]

Усталостный износ является основным видом износа резиновых изделий. Он проявляется при небольших значениях силы трения между резиной и истирающей поверхностью При этом на истираемой поверхности обычно не образуется царапин. Его интенсивность меньше, чем фрикционного и абразивного износа. Стойкость резин к этому виду износа определяется выносливостью резин к многократным деформациям, так как местные напряжения и деформации, возникающие от неровностей на истираемой поверхности в точках соприкосновения с контртелом, в результате проскальзывания трущихся поверхностей многократно повторяются. Повышение прочности, усталостной выносливости, стойкости к старению и снижение модуля упругости и гистерезисных потерь снижает усталостный износ. [c.155]

Из приведенных в таблице данных видно, что все испытанные резины имеют высокое сопротивление разрыву (20—50 МПа) и относительное удлинение (400—540%). Истираемость уретановых эластомеров, независимо от их природы, по меньшей мере в три раза ниже, чем у резин на основе углеводородных каучуков, что хорошо согласуется с известными литературными данными [16]. Это характерно даже для литьевого уретанового эластомера СКУ-ПФЛ, имеющего наиболее высокую твердость. Последнее обстоятельство дает основа- ние предположить для этого эластомера механизм износа, отличный от усталостного. [c.96]

Механизм износа. Износ — сложный вид разрушения матерпала, связанный со спецификой как поверхностных слоев, так и процессов, происходящих в местах контакта с истирающим контртелом. Износ полимерных материалов осложняется спецификой их поведения при механич. нагружении, ролью физич. состояния и его связью с режимом нагружения, механизмом деформирования, процессами деструкции и т. д. Материал изнашивается вследствие неровностей, всегда имеющихся на поверхности трения. В местах контакта неровностей возникают местные напряжения и деформации. При скольжении происходит многократное нагружение зон контакта и их усталостное разрушение. Число актов нагружения, необходимых для разрушения, зависит от исходной прочности материала, его сопротивления утомлению и от условий нагружения и может достигать миллиона. При этом износ идет как фрикционно-контактный усталостный процесс. В частном случае, когда контактные напряжения достигают исходной прочности материала (либо материал непрочен, либо велико воздействие), разрушение происходит за один или несколько актов воздействия. При этом наблюдаются наиболее интенсивные виды износа, различающиеся способом отделения частиц абразив-н ы й, когда велико внедрение выступов контртела (микрорезание), и когезионный, когда уд. силы трения достигают прочности ( схватывание — для твердых тел, скатывание — для резин). Различные виды износа характеризуются разной картиной поверхности истираемого полимера (рис. 1). [c.455]

Материалы. Технология изготовления. Материалы для изготовления Ш. выбирают в зависимости от режимов работы отдельных элементов, а также от конструкции и условий эксплуатации Ш. Общие требования к шинным резинам — высокая усталостная выносливость (см. Утомление) и малое теплообразование. Резины для протектора должны быть, кроме того, износо- и атмосферостойкими, иметь высокие прочность при растяжении и сопротивление раздиру. Резина для каркаса должна обладать высокой эластичностью, для брекера — хорошей теплостойкостью (в этой зоне темп-ра в Ш. достигает максимальных значений) и минимальными гистерезисными потерями, для ездовых камер и для герметизирующего слоя бескамерных Ш.— низкой газопроницаемостью. С целью увеличения срока службы шины протектор иногда изготовляют из двух резин беговую дорожку — из жесткой износостойкой, а нижний (т. наз. подканавочный) слой, прилегающий к брокеру, и боковины — из более эластичной. В нек-рых случаях боковины изготовляют из более атмосферостойкой резины, чем беговую часть протектора. [c.446]

При различных сочетаниях указанных факторов возможны разные виды износа усталостный, абразивный, скатыванием . Усталостный износ вызывается многократными циклами изменения нагружения поверхностного слоя протектора, абразивный — срезанием резины микровыступами дорожного покрытия, износ скатыванием в виде перпендикулярных к направлению скольжения гребешков имеет место при значительном давлении, проскальзывании и нагреве. [c.94]

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]

Таким образом, внутреннее трение почти всегда (за исключением амортизирующих устройств) играет в эксплуатации резин отрицательную роль. Прп многократных и ударных деформациях внутреннее трение приводит к механическим потерям и сильному разогреву, оказывающему вредное влияние не только на усталостную прочность, но и на износ резины, а также на прочность сцепле- [c.216]

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]

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]

На очень плохих дорогах (группа В, карьеры) износ возрастает во много раз. Например, для шины 12.00-20 с, рисунком протектора повышенной проходимости износ составляет 0,7—0,8 и 0,8—1,8 мм /1000 км при эксплуатации шин на строительстве ГЭС и на рудниках металлургического комбината. Увеличение износа с ухудшением дорог можно объяснить, вероятно, увеличением абразивности поверхности и нестабильности нагрузки. Абразивность дорожного покрытия на дорогах группы В значительно выше, чем на дорогах группы А. Повышение абразивности дороги от группы А к труппе В вызывает изменение механизма износа резины протектора. На дорогах группы А реализуется, главным образом, усталостный износ, а на дорогах группы Б, и особенно группы В и в карьерах, значительно увеличивается доля высокоинтенсивных видов износа резины — абразивного и посредством скатывания . Об этом свидетельствует вид поверхности износа. На дорогах группы А протектор имеет гладкую поверхность и выступы рисунка не деформированы. При испытании на дорогах группы Б на поверхности шины возникают многочисленные порезы и углубления, указывающие на вырывы сравнительно крупных частиц резины на разбитых дорогах группы В с поверхности беговой дорожки вырываютоя и выкрашиваются крупные куски резины, на ней образуются многочисленные порезы. [c.172]

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]

Рис. 53. Виды износа резин а — а6разввЩ 1й износ 6 — усталостный износ в — фрикционный износ.

Как известно абразивный износ резин по абсолютнЫхМ значениям на несколько порядков выше усталостного. Так, отношение износа по шкурке к износу по сетке составляет примерно 10 —10 , [c.188]

Увеличение интенсивности механического воздействия ускоряет вторую стадию процесса, а при наличии механической активации и первую стадию. Полученные данные об износе в пульпе позволяют заключить, что несмотря на присутствие абразива процесс является особым видом усталостного износа. В самом деле, порядок величин износа резин в гидропульпе составляет 10-3—10-6 мм (см2-м), а износ по сетке (с учетом влияния смазки, роль которой в пульпе играет жидкость) 10- —10 мм (см2-м), в то время как износ по шкурке колеблется от 0,1 до 10 мм /(см2-м). Как и при других видах разрушения в сложнонапряженном состоянии при ограниченных деформациях прочность при растяжении не коррелирует с сопротивлением износу в пульпе. [c.132]

Из уравнения (6.44) следует, что удельная износостойкость зависит в основном от характеристической энергии раздира 0, модуля упругости Е и эластичности резины Н. Можно сказать, что при прочих равных условиях удельная износостойкость резин тем выше, чем больше энергия раздира. К сожалению, авторы работ [31, 92] не приводят экспериментальные данные по обоснованию зависимости (6.44), поэтому она имеет лишь познавательное значение. Отмечается только, что процессу образования скаток способствует увеличение коэффициента трения. Рассмотренный механизм образования скаток не является, по-видимому, единственным. Так, в работе [93] показано, что образование скаток связано в основном с деструкцией полимера. Поверхностный слой становится мягким. Авторы работы [93] отмечают, что деструкцию полимера трудно связать с тепловыделением, так как расчет показывает, что температура за счет работы трения повышается незначительно. Правда, эти результаты противоречат работам Крагельского и Рыбалова по усталостному износу резин, в которых показана решающая роль температуры при переходе от усталостного износа к износу посредством скатывания. [c.193]

Анализ экспериментальных данных изучения износостойкости полимеров, находящихся в высокоэластическом (резины) и стеклообразном (пластмассы) состояниях, свидетельствует о том, что-износ — явление сложное, отражающее комплекс процессов, протекающих как в граничных слоях полимера, так и на поверхности трения. Между износом и внеи1ним трением полимеров существует прямая связь. Чаще всего износ полимерных материалов обусловлен их усталостным разрушением в результате многократной деформации полимера в пятнах фактического контакта. Усталостный износ более характерен для полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии. Другой вид износа связан с процессом резания системой, имеющей острые выступы поверхности полимера. Этот так называемый абразивный износ более характерен для твердых полимерных материалов (различных пластмасс). Если усталостный износ можно рассматривать как многоактный процесс, то абразивный износ является процессом одноактным. При трении полимеров по гладким поверхностям обычно имеет место усталостный износ, а при трении по шероховатым поверхностям — абразивный износ. [c.382]

Из-за отличия механизмов износа твердых н высокоэластических полимероа (пластмасс и резин) методики его изучения и способы количественной оценки различаются. Износ пластмасс зависит от их фрикционных (коэффициент внешнего трения), деформационных (модуль упругости) и прочностных (разрушающее напряжение) свойств. Так как на площади фактического контакта трущихся поверхностей имеет место и микрорезание, и усталостное разрушение, то удельный износ /уд можно охарактеризовать эквивалентной величиной массовой интенсивности износа [c.383]

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]