Экспериментальные исследования механизма сопротивления резин истиранию позволяют получить ценную информацию о поведении изделий, которые во время работы контактируют с абразивами и перемещаются при скольжении. Зачастую процесс истирания сочетается с ударными нагрузками, обширным интервалом температур, воздействием атмосферных факторов. Численные показатели устойчивости к истирающим усилиям особенно важны при снижении материалоемкости продукции, так как позволяют определить значения, для которых оптимизация расходов целесообразна.
Испытания резин на износостойкость при скольжении проводят также для проверки соответствия характеристик требованиям технических стандартов и запросам потребителей. Для контрольных тестов моделируются условия и нагрузки, близкие по значениям или превышающие эксплуатационные параметры.
Специфика тестов на стойкость резин к истирающим воздействиям
Показателем износоустойчивости резин к истирающим усилиямявляется потеря объема тестируемого образца. Характеристика определяется путем деления количества работы, расходованной на истирание, на величину уменьшения объема материала. Параметр, именуемый удельным показателем истирания, характеризует практические качества материала и ограничивает предельные нагрузки.
Устойчивость к истиранию важна для резин, применяемых в производстве автомобильных шин. По удельному показателю определяют проходимость автотранспорта, тип покрытия, по которому возможно передвижение. Износостойкость покрышек для легковых автомашин не превышает 0,08 мм3/Дж, для шин грузового транспорта это значение достигает 0,14 мм3/Дж.
Примерами резиновых изделий, испытывающих истирающие воздействия при эксплуатации, служат эластичные резервуары для нефтепродуктообеспечения, компоненты для сборки гибких трубопроводов, сворачиваемые рукава.
Перечисленная продукция применяется, к примеру, для транспортировки топлива в районы с гористым рельефом. Ее используют в сфере поставки средства пожаротушения для подавления огня. Трубопроводные ветки прокладывают по заболоченным или изрезанным ручьями участкам.
Для определения удельного показателя истирания образцы из исследуемых резин испытывают, моделируя условия скольжения на лабораторных установках. На образцы, зафиксированные в рабочем пространстве машин, воздействует прижимная нагрузка и контактирующий с поверхностью абразивный элемент. Испытания проводят, изменяя прижимное усилие, силу трения и скорость скольжения.
Шаги определения сопротивляемости резины истиранию:
- Изготовление образцов. Для испытаний образцы вулканизируют в пресс-формах, конфигурация и размеры которых установлены ГОСТ 426-77. Пробы изготавливают в виде параллелепипеда, по верхним граням которого выбраны 2 продольные фаски. Выемки необходимы для фиксации экземпляров в рамках-держателях. Истираемая часть должна возвышаться над рамкой на 3,5 мм.
- Формирование условий. В предназначенном для исследований помещении должна быть стабильная температура 23º или 27º C.
- Крепление абразивного элемента. Для передачи трения скольжения подвижную часть испытательной установки оснащают диском с прикрепленной к нему шлифовальной шкуркой. Предварительно на контрольном образце проверяют истирающую способность шкурки с абразивной поверхностью, которая не должна превышать 45-80 м3/ТДж.
- Истирание контрольных образцов. В рамке-держателе фиксируют 2 образца из контрольного эластомера. Для определения износостойкости на выступающую из держателей часть образцов воздействуют нормальной силой в 2,6 кгс. Продукты истирания удаляются вытяжкой и обдувом, который создает подключенный к испытательной установке воздуховод. После абразивного воздействия контрольные образцы извлекают из рамки и взвешивают.
- Определение истирающей способности. Установленные повторно в рамку-держатель образцы истирают 300 секунд. При этом через каждые 60 секунд регистрируют силу трения. Притертые пробы из контрольной резины снова извлекают, взвешивают, по результатам определяют истирающую способность круга.
- Испытание тестируемых образцов. Пару образцов из исследуемой резины устанавливают в рамку-держатель, повторяют манипуляции, которым подвергали экземпляры из контрольного эластомера. Испытывают 6 пар образцов, результат определяют как среднее арифметическое.
Зафиксированные при испытаниях показатели необходимы для расчетов скорости истирания резинотехнической продукции. Определяются предельные значения давления, при которых изделия могут работать. По итогам вычисляют допустимые истирающие способности материалов, которые во время эксплуатации контактируют с резиновыми компонентами.
Аппаратура для испытаний резины на стойкость к истиранию при скольжении
Для определения износостойкости изделий из резины при приложении истирающих усилий потребуются:
Ценные рекомендации и детальные консультации менеджеров-экспертов из компании «ГОСТ» помогут выбрать необходимые для испытаний основные машины, вспомогательные установки и атрибуты.
