Основные показатели механических свойств резины для ремонта автомобильных шин

Совокупность относительного и остаточного удлинений характеризует эластичность резинового материала. Чем больше разность между этими показателями, тем лучше эластичность материала, которая должна соответствовать назначению детали.

При деформации сжатия разрушение образца из различных сортов монолитных (беспористых) резин наступает примерно при двукратном уменьшении его размера в направлении сжимающей нагрузки, или, иначе говоря, при относительном сжатии порядка 50 %.

Чрезвычайно важные эксплуатационные выводы вытекают из анализа способности резины обеспечивать остаточные деформации. В вулканизатах всех каучуков (кроме эбонита) происходит явление, внешне сходное с ползучестью металлов при повышенных температурах или с хладотекучестью термопластов. Сущность этого явления состоит в том, что в резине, находящейся в напряженном состоянии, возникают и накапливаются необратимые деформации. Чем длиннее срок пребывания в таком состоянии и выше действующая нагрузка, тем больше будут остаточные деформации, которые, как видно из табл. 11.1, достигают при разрушающих напряжениях нескольких десятков процентов. Поэтому сильно деформированные резиновые детали с течением времени безвозвратно изменяют свою форму и размеры, что особенно заметно на тонкостенных изделиях, листовых материалах и т.д. Например, длительно хранящиеся навалом чисто резиновые и даже армированные шланги приобретают сплющенную форму, а резкие перегибы, допускаемые при складывании прорезиненной ткани, очень быстро и настолько устойчиво на ней фиксируются, что устранить их в последующем невозможно.

На основании изложенного можно сделать следующий вывод: чтобы обеспечить на возможно больший срок высокую работоспособность резиновых деталей, необходимо при их хранении, а также при эксплуатации автомобилей создавать такие условия, при которых бы возникающие в этих деталях напряжения и деформации были возможно меньшими. Такие условия сравнительно легко обеспечить при складском хранении и несколько труднее для эксплуатирующихся автомобилей.

Например, такие дорогие и ответственные по выполняемым функциям изделия, как автомобильные покрышки, не допускается хранить плашмя положенными друг на друга. Их хранят только на специальных стеллажах поставленными вертикально в один ряд по высоте и к тому же при периодической (через 2...3 мес.) смене места контакта протектора со стеллажом для сохранения профиля и размеров.

Для лучшей сохранности эксплуатирующихся покрышек не рекомендуется стоянка на шинах ненагруженных автомобилей более десяти суток, а с полной нагрузкой — более двух суток. При больших сроках бездействия автомобиль целесообразно ставить на подставки, обеспечивающие полное разобщение шин с полом или грунтом.

Рис. 11.1. Влияние нагрузки Р (в % от максимально допустимой) на срок службы шины τ_ш

Рис. 11.2. Влияние давления воздуха в шине p_ш (в % от нормального) на ее срок службы τ_ш

Правилами технической эксплуатации шин предписывается не допускать их перегрузки и поддерживать в них нормальное давление (не снижая давление в тех случаях, когда оно становится выше нормы за счет нагрева шин). Оба требования продиктованы не только заботой о сохранении формы и размеров шин, но и стремлением не снизить их долговечность (рис. 11.1, 11.2), предотвратить чрезмерное тепловыделение в них (см. рис. 11.6 и 11.7) и перерасход топлива.

Твердость резины

В технических условиях на резину, как и на другие материалы (металлы, минералы, пластмассы и т. д.), указывается ее твердость.

Твердостью называется способность материала сопротивляться проникновению в него постороннего твердого тела, вдавливаемого под действием определенной силы.

Наиболее широко для оценки твердости резины применяется твердомер ТМ-2 (рис. 11.3), мерой твердости по которому служит глубина погружения притупленной в форме усеченного конуса иглы 4, выраженная в условных делениях шкалы прибора. При испытании твердомер ТМ-2 надо прижимать к изделию с минимальным усилием, но достаточным для того, чтобы обе его нижние площадки 2 и 3 плотно (без просветов) прилегали к поверхности резины 1. При этом следует иметь в виду, что толщина образца h, к которому прижимается твердомер, должна быть не менее 6 мм.

С целью облегчения формования изделий из сырой резины ей придают путем специальной обработки — пластикации каучука — необходимую пластичность. При измерении твердости такой резины игла твердомера непрерывно погружается в испытуемый образец, в результате чего показание прибора убывает и через несколько минут становится близким к нулю. Из-за повышенной пластичности сырой резины игла оставляет на образце не исчезающую со временем лунку. В процессе вулканизации пластичность резины убывает и на конечном этапе практически полностью исчезает, а твердость и эластичность, непрерывно возрастающие по мере вступления в реакцию новых порций серы, достигают в готовом вулканизате определенных значений.

Рис. 11.3. Измерение твердости резины с помощью твердомера ТМ-2 (Шора):

1 — резина; 2, 3 — нижние площадки прибора; 4 — игла

На изменении пластичности основан один из методов контроля степени вулканизации, как целых деталей, так и отдельных их участков, ремонтируемых с помощью сырой резины. Стабильное, укладывающееся в рамки технических требований показание твердомера, сочетающееся с тем, что его игла не оставляет заметного следа на вулканизате, свидетельствует о правильности выбранного режима вулканизации.

Чрезмерно высокая твердость полученного материала, выходящая за допустимые пределы, при полной уверенности в правильности выбора сорта сырой резины говорит о его перевулканизации.