ся поверхностей многократно повторяются. Повышение прочности, усталостной выносливости, стойкости к старению и снижение модуля упругости и гистере-зисных потерь снижает усталостный износ.

Фрикционный износ характерен для высокоэластичных материалов, проявляется в скатывании и возникает при механическом повреждении и разрушении поверхности резины при трении об относительно гладкую поверхность контртела. Фрикционный износ является самым интенсивным и происходит при относительно высоком коэффициенте трения между истирающей поверхностью и резиной. При сильном трении в результате местной деформации истираемой поверхности появляются складки и выступы, разрушение начинается с возникновения трещин, перпендикулярных направлению растягивающего усилия там, где поверхностные слои находятся в сложнонапряженном состоянии и при наибольшем растяжении. Рост трещин происходит под действием относительно небольших усилий. Постепенное раздирание приводит к относительному перемещению слоев в контакте, без общего проскальзывания, образованию скаток и их отделению при значительных усилиях. Наиболее стойки к фрикционному износу резины с высокими прочностью и сопротивлением раздиру.

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 упругогистере-зисных свойств резин, возникает абразивный или фрикционный износ и интенсивность истирания резины возрастает.

На интенсивность износа влияет ряд внешних факторов: давление, температура, скорость скольжения, относительное про155

скальзывание, мощность трения, геометрия истирающей поверхности, окружающая среда (кислород, агрессивные среды), влажность воздуха. Кроме механического износа резин наблюдается и деструкция молекул каучука вследствие развивающейся на поверхности контакта резины с контртелом температуры 650— 1100 °С и присутствия кислорода воздуха. Износостойкость резины зависит от ее температуростойкости и устойчивости к старению (устойчивыми являются предельные каучуки СКУ, БК). Сопротивление истиранию понижается также в результате возможного в некоторых случаях накопления статического электричества.

Износостойкость резин зависит от их состава и, в первую очередь, от выбора каучуков. Оптимальным является применение каучуков с высокой молекулярной массой, узким молекулярно-массовым распределением, регулярного строения (СКИ-3, НК, СКД, Б К, СКУ, СКЭП и СКЭПТ, БСК), с высокой полярностью (хлоропреновые) и комбинации приведенных каучуков.

Введение в смеси высокоактивного технического углерода (П-234, П-324, П-354), активных ускорителей вулканизации, противостарителей, стабилизаторов, противоутомителей обеспечивает получение износостойких вулканизатов. Повышенное содержание пластификаторов, как правило, снижает износостойкость, поскольку снижается прочность резин.

Истирание происходит в результате трения при скольжении одного тела относительно другого. Сила трения, возникающая при относителоном перемещении двух тел со скоростью U, определяется по закону трения!

F = UJV, (10.1)

где F — сила трения, равная силе тяги; р, — коэффициент трения (зависит от свойств трущихся материалов, скорости скольжения и др.); N — нормальная нагрузка.

При заданных нагрузке и проскальзывании существует критическое значение р,, при котором резко повышается интенсивность износа.

Для одних и тех же резины и контртела при прочих равных условиях и. зависит только от скорости скольжения. Следовательно, в этом случае (i можно заменить скоростью скольжения V.

Согласно закону трения параметры F, JV, V связаны между собой таким образом, что независимыми могут быть лишь два, а третий определяется их значениями. В связи с этим истирание можно проводить в трех режимах; I — /V, U — const; II — F, U — const; III — N, F — const.

Если Ui = U3 (резина и абразив имеют равные скорости), проскальзывание равно нулю, т. е. наблюдается режим качения, если же одно из тел неподвижно, т. е. с/, = 0 или U2 = 0, то имеет место режим скольжения. Задавая определенное соотношение Ux и ?/2, можно при испытаниях создавать такое же проскальзывание, как и в условиях эксплуатации.

156

10.2. Методы определения износостойкости резин

Истирание резины может происходить в режиме скольжения

(работа конвейерных лент) и в режиме качения (работа шин).

Однако при эксплуатации шины наряду с трением качения претерпевают и трение скольжения, например при торможении. Такой режим называют трением качения с проскальзыванием.

В связи с этим испытание на износостойкость проводится либо

в режиме скольжения, либо в режиме качения с проскальзыванием (рис. 10.1). Проскальзывание S (%) выражается отношением

разности скоростей движения резинового образца и абразива

U, — U2, т. е. скорости скольжения к наибольшей скорости Ui\

S = ((7, — f/2) - ЮО/с/х. (10.2)

Правильный выбор испытания имеет большое зн