ОБРАЗЕЦ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫСОКОЭЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ТРЕНИЕ И ИЗНОС
TEST PIECE FOR FRICTION AND DETERIORATION TESTING OF HIGHLY ELASTIC MATERIALS

Изобретение относится к технике исследования триботехнических свойств конструкционных материалов и может быть использовано для испытания высокоэластичных материалов на трение и износ.
Известен образец, выполненный из резины в форме квадратного параллелепипеда с плоской рабочей поверхностью и крепежными поясками (Бергштейн Л.А. Лабораторный практикум по технологии резины. - Л.: Химия, 1989. - С.160).
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является резиновый образец в форме квадратного параллелепипеда с плоской рабочей поверхностью и крепежным пояскам, при этом на упомянутой поверхности выполнен выступ в форме полусферы, полуцилиндра или конуса (патент Россия №2269109, кл. G01N 1/28, 2006 г.).
Недостатком известной конструкции является пониженная достоверность результатов испытания, обусловленная деформацией образца при его тангенциальном перемещении по поверхности твердого или упругого контртела. Деформация образца приводит к изменению его первоначальной формы и нарушению нормальных условий контактирования с упомянутым контртелом. Основной причиной изменения первоначальной формы является низкая изгибная жесткость образца в целом, т.к. резина относится к низкомодульным материалом. Практика показала, что наибольший вклад в деформацию вносит часть образца, выполненная в форме параллелепипеда с крепежным пояском, т.к. от прочности и жесткости этой части в значительной степени зависит надежность крепления образца к образцедержателю.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленного изобретения является повышение достоверности результатов испытаний высокоэластичных материалов на трение и износ.
Для достижения указанного технического результата в известной конструкции резиновый образец в форме квадратного параллелепипеда с плоской рабочей поверхностью, крепежным пояском и выступом в форме полусферы, полуцилиндра или конуса, упомянутая часть образца в форме квадратного параллелепипеда с пояском выполнена из резины с содержанием вулканизирующего агента (серы) 25-50 мас.ч., а упомянутый выступ выполнен из одноименной резины с содержанием серы 0,2-5,0 мас.ч.
Анализ существенных признаков, отличающих заявляемое решение от признаков известных технических решений, сходства не обнаружил, что позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями.
Выполнение части образца в форме квадратного параллелепипеда с плоской рабочей поверхностью и крепежным пояском из эластомера с содержанием серы 25-50 мас. ч., позволит сообщить указанной части образца свойства эбонита [Махлис Ф.А., Федюкин Д.Л. Терминологический справочник по резине: Справочник. - М: Химия, 1989, с.258, с.369-370]. Этот материал характеризуется повышенной жесткостью и прочностью, значительно превосходящей "обычные" резины. За счет этого будет обеспечено надежное крепление образца к образцедержателю и существенно повышена изгибная жесткость образца в целом. Выполнение выступа из эластомера с содержанием серы 0,2-5,0 мас.ч. позволит сообщить указанной части образца свойства "обычных" резин на основе широко распространенных каучуков [Махлис Ф.А., Федюкин Д.Л. Терминологический справочник по резине: Справочник. - М: Химия, 1989. С.258], для изучения триботехнических свойств которых и предназначен образец. Таким образом, отличительные признаки заявляемого объекта являются существенными и полезными.
На фиг.1 показано поперечное сечение резинового образца; на фиг.2 - вид образца в плане; на фиг.3 - схема изготовления образца, на фиг.4 - фотография резинового образца, изготовленного по предлагаемой технологии.
Образец выполнен в форме квадратного параллелепипеда 1 с крепежным пояском 2. На его плоской рабочей поверхности 3 выполнен выступ 4 в форме полусферы, полуцилиндра или конуса. Часть образца в форме квадратного параллелепипеда 1 с крепежным пояском 2 изготавливается из эластомера с повышенным содержанием серы (25-50 мас.ч.), а часть образца в форме выступа 4 из эластомера с общепринятым содержанием вулканизующего агента (0,2-5,0 мас.ч).
Изготовление образцов можно осуществлять формовым способом путем вулканизации в многоместной трехплитной пресс-форме. Для этого в полусферические (полуцилиндрические или конические) углубления 5, выполненные в нижней плите 6, помещают соответствующие навески сырой смеси экспериментальной резины 7 с содержанием серы 0,2-5,0 мас.ч. В гнездах 8, выполненных в средней плите 9, размещают заготовки сырой смеси одноименной резины 10, но с содержанием серы 25-50 мас.ч. После этого при помощи верхней плиты 11 производят запрессовку указанных смесей и вулканизуют при температуре 138-143°С. В процессе вулканизации происходит взаимная миграция ингредиентов резиновых смесей в пограничной зоне и прочное соединение элементов образца.
Экспериментальная проверка показала, что при использовании образцов предлагаемой конструкции существенно повышается точность результатов испытаний и уменьшается их количество, особенно для низкомодульных резин.