Введение
Глава 1. Анализ условий работы и износа оборудования при контактно-динамическом нагружении 14
1.1 Экономические аспекты актуальности проблемы изнашивания узлов и деталей машин в условиях контактно-динамического на-гружения 14
1.2 Виды износа и качественная картина изнашивания узлов и деталей машин, изнашиваемых в условиях контактно-динамического нагружения 16
1.3 Гуммирование как способ повышения износостойкости деталей машин в абразивных средах 32
1.4 Современные представления об износе резин и анализ расчетных зависимостей для условий контактно-динамического нагружения 39
1.5 Цель и задачи исследований 54
Глава 2. Основные закономерности и механизм контактно-фрикционного взаимодействия твердой частицы с поверхностью резины 57
2.1. Теоретическое исследование движения частицы при ударе 57
2.1.1 Обоснование основных характеристик описания контактно-фрикционного взаимодействия частицы поверхностью 57
2.1.2. Аналитическое определение пути скольжения частицы по поверхности 62
2.2. Экспериментальное изучение закономерностей движения твердой частицы при ударе 66
2.2.1. Экспериментальная установка и методика эксперимента 66
2.2.2. Влияние упруго-гистерезисных и триботехнических свойств резин на угол и скорость отскока 70
2.2.3. Относительное движение частицы и поверхности 70
2.3. Определение коэффициента трения при ударе 88
Результаты и выводы 91
Глава 3. Механизм изнашивания резин при одиночном ударе твердой частицей 93
3.1. Моделирование разрушения резин при прямом ударе 93
3.1.1 Напряженное состояние при упругом контакте 93
3.1.2. Экспериментальная установка для моделирования прямого удара 99
3.1.3. Эволюция процесса разрушения 103
3.1.4. Направление кинетика развития трещин 113
3.1.5. Деструктивный механизм разрушения поверхностного слоя под пятном контакта 116
3.1.6. Особенности изнашивания резин при прямом ударе в водной среде 120
3.2. Моделирование разрушения резин при косом ударе твердой частицы 126
3.2.1. Напряженное состояние, создаваемое сосредоточенной силой, действующей под углом к поверхности 126
3.2.2. Экспериментальная установка для моделирования удара под углом к поверхности 134
3.2.3. Эволюция процесса разрушения при косом ударе и механизм изнашивания резин 136
3.2.4. Кинетика развития трещин 148
3.2.5. Влияние смазочного материала на механизм и скорость разрушения 156
3.2.6. Влияние среды на силу трения при ударе 161
Результаты и выводы 169
Глава 4. Основные закономерности изнашивания резин при контактно-динамическом нагружении 171
4.1. Изнашивание резин в потоке твердых частиц 171
4.1.1. Экспериментальная установка для изнашивания в потоке твердых частиц 171
4.1.2. Основные закономерности и механизм изнашивания резин в потоке твердых частиц 172
4.2. Изнашивание резин в газоабразивном потоке 183
4.2.1. Установка для газоабразивного изнашивания 184
4.2.2. Износ и механизм изнашивания резин в газоабразивном потоке 187
4.3. Основные особенности гидроабразивного изнашивания резин 195
4.3.1. Установка для гидроабразивного изнашивания 195
4.3.2. Влияние условий нагружения и физико-механических свойств на износ резин при гидроабразивном изнашивани.,199
4.3.3 Механизм изнашивания резин в гидроабразивном потоке 205
4.4. Особенности механизма и закономерности изнашивания при низ коскоростном нагружении 212
4.4.1. Экспериментальная установка для исследования долговечности резиновых футеровок канатных блоков 213
4.4.2. Влияние нагрузки и времени испытания на износ 216
4.4.3. Эволюция и механизм изнашивания высокоэластичной футеровки на экспериментальной установке 218
4.4.4. Механизм изнашивания резиновой футеровки контртелом сложной формы 226
4.5 Виды механизмов изнашивания резин 230
4.5.1. Феноменологическая модель изнашивания резин при ударном и контактно-динамическом нагружении 230
4.5.2. Анализ видов изнашивания 234
Результаты и выводы 236
Глава 5. Обоснование и развитие энергетического подхода к исследованию изнашивания эластомеров при контактно-динамическом нагружении ...239
5.1. Феноменология разрушения резины 239
5.1.1. Теории разрушения эластомеров 239
5.1.2. Структурная модель разрушения резин 248
5.1.3. Взаимосвязь разрушения с механическими потерями и плотностью поглощенной энергии 251
5.2. Развитие энергетического метода оценки износостойкости резин в потоке твердых частиц 259
5.2.1. Теоретический расчет коэффициента механических потерь 265
5.2.2. Экспериментальное определение коэффициента механических потерь 277
5.2.3. Аналитический расчет плотности поглощенной энергии 282
5.2.4. Экспериментальное исследование факторов, влияющих на плотность поглощенной энергии 288
5.2.4.1. Метод фотоупругости в экспериментальных исследованиях 288
5.2.4.2. Факторы, влияющие на объем диссипации и плотность поглощенной энергии 290
5.2.5. Связь интенсивности образования повреждений с деформацией растяжения 301
5.2.6. Влияние немеханических факторов 305
5.3. Математическая модель изнашивания и ее анализ 308
Результаты и выводы 319
Глава 6. Влияние вязкоупругои природы эластомеров на расчет интенсивности изнашивания 321
6.1. Экспериментальное исследование параметров ударного нагру-жения 321
6.1.1 .Экспериментальная установка для определения параметров ударного нагружения 325
6.1.2.Влияние релаксационных свойств резины на параметры соударения при нормальной температуре 322
6.1.3 .Влияние температуры на физико-механические свойства резин в условиях ударного нагружения 336
6.2. Использование принципа температурно-временной эквивалентности при исследованиях физико-механических свойств резины. 343
6.3. Условия использования математической модели в переходной области 352
Результаты и выводы 355
Глава 7. Практическое применение результатов исследований для повышения долговечности деталей и узлов оборудования 356
7.1. Технологические способы повышения долговечности 357
7.2. Примеры практического применения гуммированных деталей.,361
7.2.1. Дисковый поворотный затвор в гуммированном исполнении. 361
7.2.2. Пережимная задвижка 363
7.2.3. Диск бисерной мельницы 368
7.2.4. Защитные плиты рабочей камеры дробемета 368
7.2.5. Опорные ролики подвесной канатной дороги и футерованные канатные блоки 371
7.3. Экономическая эффективность использования гуммированных
деталей 375
Основные выводы и результаты работы ...379
Список литературы 382
Приложения 409
