产品中心

  疲劳磨耗 (fatigue wear) 由于滚动或在光滑表面上微凸体引起的周期应力的作用，橡胶表面产生疲劳而造成的磨耗叫疲劳磨耗。 。 疲劳磨耗是低苛刻度下的磨耗，是橡胶制品在实际使用条件下最普遍存在的形式，不产生磨耗图纹，但在橡胶硬度较低或接触压力及滑动速度大于某一临界值时，橡胶表面起卷、剥离而产生高强度的磨耗，称起“卷”磨耗，这时在橡胶表面也形成横的花纹。应该认为这种图纹和粗糙表面上形成的沙拉马赫图纹并无本质的区别。这种磨耗是高弹材料特有的现象。 金属丝网与NR、丁苯橡胶(SBR)硫化胶进行摩擦时产生疲劳磨耗。研究表明,添加防老剂对橡胶的疲劳磨耗有一定的影响,可改善耐磨性。 附着磨耗（粘附磨耗） 粘附磨耗是由于两表面之间粘附力的作用使橡胶转移到另一个表面而产生的磨耗。 橡胶表面与平滑面摩擦产生的磨耗。 卷曲磨耗 (wear byroll-formation) 卷曲磨耗是橡胶表面层不断地被撕裂破坏、起卷而产生的磨耗。 橡胶与光滑表面接触时，由于摩擦力的作用，使硫化胶表面的微凹凸不平的地方发生变形，并被撕裂破坏，成卷的脱落表面，产生卷曲状磨耗粉的磨耗。 卷曲状磨耗粉的产生常见于擦字橡皮。在兼具弹性和延展性的材料中,摩擦系数高且强度小的材料可生成这种卷曲状磨耗粉。此外,磨耗速度和压力在其临界值以上才能生成卷曲状磨耗粉。 卷曲磨耗要求摩擦表面具有高的摩擦力和材料相比来说较低的撕裂强度。在与运动方向成垂直方向上卷曲磨耗产生特有的磨损凸凹图纹。 油污磨耗(oily wear) 摩擦面被由摩擦产生的低分子量橡胶所覆盖，与相对的另一面发生相互移动的磨耗，表现出低磨耗率的磨耗。 在低苛刻度磨损条件下，橡胶内部的化学变化对磨耗的影响是重要的。在摩擦过程中，橡胶表面的疲劳会导致生热和机械破坏，使橡胶表面分解，变成一层黏性油状物质，所以也叫油状磨耗 (Oily wear)。研究表明，大分子分解的根本原因不是热氧降解，而是由于剪切分子形成的高度活化的自由基引起的机械化学降解。油状磨耗的产生在某一些程度上可以有效的预防橡胶的进一步磨损，因此导致磨耗速度的降低。 图纹磨耗(pattern wear) 橡胶表面一边生成磨损图纹，一边进行磨耗的一种磨耗形态。橡胶在磨蚀磨耗和疲劳磨耗中也产生这种磨耗。 其余的磨耗形式 由于橡胶表面受到直接的化学作用而产生的腐蚀磨耗。 侵蚀磨耗这一术语有时用在液态物体流中的粒子对橡胶的磨耗行为。 决定磨耗类型的重要的因素是摩擦表面的粗糙度和橡胶受力后的变形程度，不能只由摩擦表面的程度来区别。 例如，在较大的接触压力下，较软的橡胶在光滑表面上摩擦时可以由疲劳磨耗变为“起卷”磨耗，而在粗糙表面上可以由磨蚀磨耗变为图纹磨耗。 磨耗形态大致就分为以上六种。一般来说，在任何磨耗的过程中，虽然第一种机理可能占支配地位，但是包含了一个以上的机理。在磨蚀磨耗中往往会产生上述的图纹磨耗以及卷曲磨耗等几种磨耗复合的情况。在实践中需要仔细考虑的重要问题是，磨耗过程是复杂的，而且决定性的依赖于使用条件。因此，如果要获得良好的相关性，任何实验室的试验都必须基本上能模拟使用条件。即若要求磨耗试验结果和实际使用性能有良好的相关性，同一胶料的试验结果有良好的重现性，就必须认真选择和控制试验条件。一般来说，要使试验条件下的力学状态和磨耗历程与使用条件相似，就一定要选择合适的磨料和合理的试验程序，并要防止表面污染。试验环境的诸因素中，温度对磨耗的影响较大，所以试验尽可能在恒温条件下进行，并尽量选用试验试样和摩擦表面不连续接触的方法，以便减少摩擦生热带来的影响。另外还要尽可能地在和制品使用环境相同的介质中进行试验。但如果试验中的主要磨耗过程与使用中的磨耗过程不同，即使两种橡胶之间进行比较也会是无效的。 影响橡胶摩擦磨损性能的因素 橡胶的物理力学性能 环境温度 润滑介质 溶胀作用 其它因素：速度、载荷等因素都会对橡胶的摩擦磨损产生影响 二、磨耗 2、磨损试验的类型 磨耗试验主要分为两大类型：一种采用松散的磨擦材料，另一种采用密实的磨擦材料。松散的磨擦材料最适用于注压喷砂机器，作为模拟使用沙粒或类似的磨擦材料与橡胶碰撞作用的合理方法，松散的磨擦材料也可用于侧面。例如传输带和坦克履带都是接受松散的磨擦材料的产品。汽车轮胎的使用条件是一种综合的磨耗过程——有与固体摩擦材料和道路间的磨耗，及以粗沙石形式自由流动的磨擦材料间的磨耗。这种情形也可出现在密实的磨擦材料试验中。在实际使用时，会因杂物进入以及由于“固体”摩擦材料产生磨耗碎屑而出现这种情况。密实的磨擦材料可由任何东西组成，但通常有：砂轮（玻璃材质的或弹性材质），砂纸或砂布和金属磨刀。主要的磨耗情况都是胶料接触另一个固体材料的运动。 所有的区别都是基于产生摩擦的试样和磨擦材料之间不同的几何形状。首先，通过各种试验类型的划分，可以区别哪些使用松散的摩擦材料，哪些使用固体摩擦材料。用喷砂机的方法最好使用一种松散的粉状摩擦材料，这样可以模拟沙砾或类似摩擦材料对橡胶在使用中的撞击作用，如对输送带或容器衬里来说，这就是一种合乎逻辑的方法。松散摩擦材料也可用在两个滑动面之间应用，在实际使用时，会因杂物进入以及与“固体”摩擦材料产生磨耗碎屑而出现这种情况。汽车轮胎就是这种情况的一例，它在使用时就要抵御固体粗糙磨料、路面以及自由流动的粒状摩擦材料的综合磨损。 摩擦材料 摩擦材料的选择首先要依据实际使用条件的相关性，但也必须考虑摩擦材料的易获取和产品的可重复性。。 摩擦材料可分为以下类型：砂轮、砂纸和砂布、金属刀、光滑表面和松散的摩擦材料。 由于低成本和力学稳定性以及修复简便和表面的坚固性，使得砂轮成为最为方便的摩擦材料。砂轮有打磨粒子、粒子大小、锐利度、砂轮结构及与摩擦材料的粘结方式（玻璃材质或弹性材质）等特性。由此得出拥有广泛应用范围的摩擦材料特性是可能的。 砂纸和砂布比较便宜并且使用方便，其缺点是损坏速度相对较快。它们同样由打摩粒子、粒子大小、粗糙度表示。 金属刀有各种各样的几何形状，包括在砂轮上网格和凸纹的形式。其主要特性是接触胶料的刀口的锐利度，但保持锐利度的重现性是有点困难。 光滑表面的特性取决于材料的光滑程度以及材料的摩擦力水平。松散的摩擦材料通常使用与砂轮或砂纸同样性质的材料，其特性取决于粒子大小和锐利度。 常见摩擦试验结构 试验条件 试验条件或者说苛刻度对橡胶的磨耗量有很大的影响。苛刻度就是磨耗的激烈程度。决定磨耗苛刻度的三个基本要素是：受力状态，摩擦表面和环境(温度和天候)。可以分别研究三个方面的影响，但这样不能给出总的苛刻度的综合的影响。若仅以机械磨耗的角度出发，表示苛刻度最常用的方法是采用一种标准胶料的绝对磨耗量或摩擦功率。在不同的苛刻度下，不同胶料的磨耗结果是不可比的，有时它们的相对比值甚至会出现反转。 标准橡胶和测试结果的表示 磨耗试验结果一般用磨耗强度，即单位时间、单位路程或单位摩擦功率下的磨耗量(质量损失、体积损失或磨损深度)来表示。也可以采用相同试验条件下，试验胶料和标准胶料磨耗量的比值——耐磨指数来表示。 无论涉及什么样的磨耗量，都必须记住，因为试样的不均匀性以及摩擦材料的性质逐渐变化，磨耗速率不会是恒定不变的。试验应通过使用标准橡胶、更换摩擦材料、以颠倒顺序方式将一系列材料试样进行重复等办法，使后面的试验影响减到最小。 耐磨性则是体积损失的倒数。 标准试验 目前用于橡胶摩擦磨损的试验机大致可以分三类：滑动式、滚动式和金属刮刀式。滑动式磨耗试验机能使试样和摩擦表面产生100%的相对滑动，从而产生较强的磨损。滚动式磨耗机的特点是可以产生小的相对滑动速比，试样经受的负荷是周期性和不连续的，并且在试验过程中容易涂撒防粘粉料。金属刮刀是放大了的磨料表面微凸体，采用不同几何形状的金属刮刀可以研究不同条件下的磨耗机理，通常采用的钝形金属刮刀是研究疲劳磨耗的最好工具。 邵坡尔磨耗试验 原为DIN磨耗试验，1985年正式采纳为国际标准试验 其试验原理是将圆柱形试样以一定的接触压力压在旋转的砂纸辊筒上，并在旋转或无旋转条件下使试样在辊筒上做横向移动，测量在一定行程后橡胶试样的磨耗体积。这种试验的优点是有较大的砂纸使用面积，每部分依次让试样通过，这样砂纸的磨损比较低和比较均匀。由于摩擦途径不重复，大大减轻了试样发热和发粘带来的影响。 第9章 摩擦与磨耗 引言 摩擦学性能是橡胶制品的一项非常重要的指标，例如橡胶轮胎的耐磨性能、刹车性能和行车效率、密封件的耐磨性等，可以说橡胶的摩擦和磨耗确保了汽车和机械等设备的性能，而且与安全性、经济性等问题有着密切关系。提高橡胶制品的耐磨性和使用寿命，可以在节约能源、材料、润滑剂等方面带来相当可观的经济效益和社会效益。因此，许多学者对此产生兴趣，橡胶摩擦磨损研究成为当今材料摩擦学研究的热点之一。 橡胶摩擦的特点 橡胶的摩擦系数一般比金属大。通过填充炭黑提高其强度和弹性模量，因此，其耐磨耗性也得到提高。此外，橡胶的导热系数比金属材料小，表现出粘弹性性能，因此,当温度稍有变化时其机械性能就会显著改变。再者，与金属相比，橡胶容易产生老化现象。橡胶的这些特征是由其本性所决定的。 一、摩擦 1、刚性体之间的滑动摩擦：古典摩擦定律 （a）对运动的摩擦力是与法向力成正比例的，其比例常数是摩擦系数，即：F=μN 式中：F：——摩擦力; μ：——摩擦系数 N：——法向力 （b）摩擦系数与接触表观面积无关； （c）只要速度不是零，摩擦系数就与两接触面之间的速度无关。 一、摩擦 2、橡胶摩擦的特点 橡胶与刚性体发生摩擦的情况有所不同，由于接触面发生了弹性变形，其摩擦现象就复杂多了。由于高弹性、低模量的特点，橡胶的摩擦磨损性能受自身物理力学性能的影响较大。橡胶的硬度较小，与刚性物体接触时，真实接触面积较大，而真实接触面积的大小是决定摩擦的重要因素，因此，橡胶的硬度对其摩擦性能的影响较大。所以，实际上橡胶一般并不遵循上述规律，其摩擦系数就不再是个固定值，而受到垂直压力、滑动速率以及温度的显著影响。即其摩擦系数是一个“可变常数”，这个常数值取决于实际接触面积、法向负荷、速度和其他因素。 一、摩擦 3、橡胶摩擦的种类 对橡胶摩擦来说,通常主要由以下三种摩擦组成: a、粘附摩擦; b、滞后摩擦(变形损失摩擦); c、气窝摩擦(包括由特殊条件引起的其它摩擦)。 一般来说，前两种摩擦机制是主要的，因此可以写成F=F粘附+F滞后 一、摩擦 4、影响橡胶摩擦的因素 （1）两表面之间接触的表观面积，即使其表面看起来光滑，也比实际接触面积大的多。摩擦力是与实际接触面积成正比的，因此，实际接触面积的一切变化，都将是所得的摩擦力发生变化。 （2）有时在静态摩擦与动态摩擦之间会有差别，这意味着，当两接触面之间刚好开始移动时有一摩擦系数水平，当两接触面稳定地分开时则会有另一摩擦系数水平。当然，如果没有移动就可以不测量摩擦，因此，“静态”摩擦实际上是在极低速度下的摩擦。因此，有必要在有意义的整个速度范围内测定橡胶的摩擦系数。 （3）摩擦也依赖于温度，它会导致在高速下不精确，因为在接触面将会生热。 （4）在进行摩擦试验时，有时会发生称为“滑动粘附”的现象，这时两接触面之间的相对速度和摩擦系数都在一个中等数值范围内波动。 (5)其他因素如润滑油、磨耗碎屑、表面处理剂和湿度等也会影响摩擦，这是相当明显的，还有，必须选择与使用条件相近似的试验条件。 压力、速度、温度和表面状态对摩擦的影响 温度对橡胶鞋底止滑性能的影响 一、摩擦 5、测量摩擦的方法 对摩擦试验设备的基本要求是具有使两接触面产生相对运动和指示摩擦力的系统。尽管文献中描述了许多种特殊仪器，但是已标准化的摩擦试验方法极少。 从试验原理来看，实验室的摩擦试验仪器大体可分为3类：恒定牵引力式、恒速式和摆式摩擦仪。 一、摩擦 5.1恒牵引力式摩擦仪 （a）是倾斜式恒牵引力摩擦仪示意图。把加有一定负荷的试样、放在一个倾斜角度可以改变的平板上,缓慢地改变板的倾斜角,直到试样刚刚滑动,此时倾斜角的正切值就是摩擦系数：μ=tgα (b)是拉伸式恒牵引力摩擦试验装置，在试样上加一正压力，并通过滑动以垂锤牵引，使锤的重的重量稍大于摩擦阻力，试样即沿摩擦面徐徐滑动。摩擦系数按下式计算：μ=F/N 一、摩擦 5.2 恒速式摩擦仪 恒速式摩擦仪可以任意改变速度和负荷，所以得到了广泛地应用。这类仪器可分为往复运动和旋转运动2种，前者主要用来进行低速(10 cm/s)下静态(初始)摩擦系数的测定，后者的特征是试样或摩擦表面的旋转运动(恒定的相互接触)，它不仅有较宽的速度可变范围，而且可以消除由于牵引和凌边带来的误差，但较易产生表面升温。 A 往复运动摩擦仪 ASTM D1894规定了一种塑料薄膜摩擦系数的测定方法，可用于橡胶薄片的试验。方法规定了测定薄膜在相同的材料和别的材料上相对滑动时的静态和动态摩擦系数的方法。有5种驱动和测力方式来产生一滑块和一平板的相对滑动，速度为2.5±0.5mm/s。一个试片平整地包在6mm×63.5mm×63.5mm并包有3.2mm厚的海绵胶的滑块上，另一试样平整地压在250mm×130mm的平板上，开动马达，测定开始运动的力As和滑动时力的平均值Ak，按照μs=As/B，μk=Ak/B，分别求出静态和动态摩擦系μs，μk，每次进行5个试样的试验，取平均值。B为包有试样的滑块的总重量。通用的拉力机可用来进行这类摩擦试验，因为它有合适的刚性，可以获得较宽的速度范围，并有精确的测力系统，唯一的困难是通常正压力由重力产生，拉力机需要有合适的联动装置使驱动方向在水平方向进行，这时所采用的滑轮的摩擦力会影响测量的精度。 试样用负荷压在平板上，拉力机的牵引杆向下运动时，通过牵引线和滑轮使试样以一定的速度沿平板滑动，这时摆锤的升高同试样与平板之间的摩擦力成正比，同时记录筒自动绘出摩擦力和试样移动距离的关系曲线。 B旋转运动摩擦仪 这类摩擦仪又可分为旋转圆筒和旋转圆板2种方式，试样可以是平板状、圆柱状和圆球状。2平面相互接触时由于不稳定，容易引起振动，而平面和圆柱、平面和圆球、圆柱和圆柱的接触能得到比较稳定的摩擦力。 带有减速的驱动电机1，按选定的速度驱动摩擦辊2或摩擦轮3，速度范围为0.01~2.2m/s，以光电回转变换器4的电信号表示速度或速度的对数比例值。此电气变换信号由转速计和对数变换器5放大输入到X-Y记录仪6的X轴。固定在夹持装置7的橡胶试样，以一定负荷8压在摩擦辊上。摩擦力以力传感器9测定,并由惠斯登电桥10放大输入到X-Y记录仪的Y轴。摩擦辊或摩擦轮在盛有液体的槽中回转，液体通过恒温器循环保持一定的温度，温度范围为0℃~90℃。这种摩擦仪能自动绘出不同速度条件下的摩擦系数变化曲线，测试比较方便。 一、摩擦 5.3 摆式摩擦仪 摆式摩擦仪是按能量守恒定律设计的。带有橡胶试样的摆锤，提升到一定高度后向下摆动，由于试样和摩擦面产生的摩擦阻力而使摆锤的高度减少，测定摆锤头部的起始高度和终止高度，可计算出平均摩擦力。各种橡胶试样在摩擦面上滑动时的摩擦力，与摆锤的高度变化成比例。此法测定的结果是相对值，称为相对滑动阻力。 摆式摩擦仪原理图 摆式摩擦仪是按能量守恒定律设计的。带有橡胶试样的摆锤,提升到一定高度后向下摆动,由于试样和摩擦面产生的摩擦阻力而使摆锤的高度减少,测定摆锤头部的起始高度和终止高度,可计算出平均摩擦力。各种橡胶试样在摩擦面上滑动时的摩擦力,与摆锤的高度变化成比例。此法测定的结果是相对值,称为相对滑动阻力。 移动式抗滑性试验机 图中是一种便于移动的摆式摩擦仪，称为移动式抗滑性试验机。试验方法类似冲击弹性试验，不同的是，试样装在摆锤上，试验时，摆锤带着试样擦过地面，测定试样对地面的摩擦力。因为摆锤的能量损失与试样越过地面所作的摩擦功相等，所以可以得出： 式中: μ—试样与路面之间的有效摩擦系数; P—试样与路面之间的正压力; D—试样沿路面的滑动距离; W—摆锤的有效重量; h1—摆锤起始高度; h2—试样越过地面后扬起的高度。 试验机的刻度约为摩擦系数的100倍，即可按所谓抗滑指数(SR)直接读数： 这种试验机多用于轮胎胎面胶料对地面摩擦特性的测定。 一、摩擦 6、注意事项 影响摩擦试验结果的主要因素有压力、温度、速度、表面状态和橡胶本身的粘弹性。在橡胶摩擦试验中，试验条件的改变会大大影响摩擦系数的测量结果，严格控制这些因素的变化比测定摩擦力本身更重要。 （1）正压力的增大导致μ的测量结果的减小，而滑动速度的增大会使μ值在某一速度下达到最大值，而过大的负荷和滑动速度都会引起生热和试样表面的破坏。温度的升高原则上会导致摩擦系数的降低。所以试验中要选择正真适合的压力和速度,并在试验过程中保持恒定。另外要尽量控制表面温度不变。 （2）摩擦表面的几何形状和状态也是影响试验结果的重要因素。在静态条件下，表面凸棱的尺寸和特征决定着实际接触面积，所以要认真选定摩擦材料的规格和加工精度。在测定静摩擦系数时要控制不动接触的时间；在动摩擦条件下，接触表面必须有相同的相互复盖系数(试样摩擦表面接触面积之比)，以避免接触表面升温和冷却的不同所带来的影响。试样表面状态与制备试样的方法有关，模制成型和机械打磨的表面所测得的结果是不一样的，所以要有相同的制样方法，而且要用乙醇和活性碳进行清洗和干燥，来防止表面油污和温气的影响。 （3）试样的大小、厚度及试验方法，还有采用来测量各参数的仪器也是影响试验结果的重要因素。要选用刚性系数大的测力计以减少粘-滑振动带来的误差，要选择能准确测量和控制试验参量的设备和能与实际使用条件相比拟的试验方法。 二、磨耗 橡胶的磨耗比金属的磨耗复杂得多，它不仅与使用条件、摩擦的表面状态、制品的结构有关，而且与硫化胶的其他力学性能和粘弹性能等物理化学性能有密切的关系，其影响因素有很多。 磨耗与磨损这两个术语用地如此之不严谨，以致有时造成混乱。磨耗是一个十分通用的术语，实际上包括通过种种方法使材料磨耗。因为磨耗通常是由两个表面相互摩擦而发生的，所以磨损通常是用来表示磨耗的一个术语。 二、磨耗 1、橡胶磨耗的类型 当橡胶在移动中与任何材料接触时，发生磨耗的机理是复杂的，主要包括橡胶切割机理和橡胶疲劳机理。橡胶磨耗机理的分类有多种方式，而橡胶的磨耗形态可分为以下几种类型： 1)磨蚀磨耗(abrasive wear) 2)附着磨耗(adhesive wear) 3)疲劳磨耗(fatigue wear) 4)卷曲磨耗(wear byroll-formation) 5)油污磨耗(oily wear) 6)图纹磨耗(pattern wear) 磨蚀磨耗(abrasive wear) 硬而尖的突起部刮擦橡胶表面产生的磨耗。橡胶在粗糙表面上摩擦时，由于摩擦面上尖锐点的刮擦，使橡胶表面产生局部的应力集中，并被不断切割和扯断成微小颗粒，从橡胶表面上脱落下来，叫做磨蚀磨耗。其特点是在磨损后的橡胶表明产生一条与滑动方向垂直的痕带。又称磨粒磨耗或磨损磨耗。在粗糙路面上速度不高时胎面的磨耗，就是以这类磨耗为主。随着苛刻度的增加(更尖锐的摩擦表面，更大的摩擦力，特别是更低的橡胶硬度)，橡胶将产生剧烈的磨损，并且在和滑动方向垂直的方向产生一系列表面凸纹，叫做沙拉马赫图纹(Schallmach pattern)，这类磨耗叫图纹磨耗。在磨损过程中凸纹的图形缓慢地沿滑动方向向后移动，其结果是凸纹的顶部逐步磨去。这一过程可以看成是一系列凸纹根部的裂口向内部的扩展。如果滑动方向不断改变，就不会形成磨耗图纹，这时产生的磨耗量比图纹磨耗小得多，叫做本征磨耗。其基础原理是橡胶的拉伸破坏。 未填充的1502硫化胶用光学显微镜观察阿克隆磨耗试验 填充50 phrN330的1502硫化胶用光学显微镜观察阿克隆磨耗试验

  2、成为VIP后，下载本文档将扣除1次下载权益。下载后，不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。

  3、成为VIP后，您将拥有八大权益，权益包括：VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。

  4、VIP文档为合作方或网友上传，每下载1次， 网站将按照每个用户上传文档的质量评分、类型等，对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档

  自动变速器（Automatic+Transmission)介绍.ppt

  GB 45673-2025《危险化学品企业安全生产标准化通用规范》之“5.4 安全教育和培训”审核检查单(雷泽佳编制-2025A0).pdf

  GB╱T 1683-2018 硫化橡胶恒定形变压缩永久变形的测定方法.pdf

  白云机场国际4号货站（联邦快递华南操作中心）项目可行性研究报告.docx

  应用文写作的常规考查（核心考点）-2024年高考英语一轮复习（新高考专用）.pdf

  GB 45673-2025《危险化学品企业安全生产标准化通用规范》之“5.2 安全生产责任制”审核检查单(雷泽佳编制-2025A0).pdf

  小学数学新苏教版三年级上册第七单元数量关系的分析（一）教案（2025秋新版）.doc

  原创力文档创建于2008年，本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接分享给其他用户（可下载、阅读），本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人所有。原创力文档是网络服务平台方，若您的权利被侵害，请发链接和相关诉求至 电线) ，上传者