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.