Как выбрать резину для гуммирования вала под условия эксплуатации

Выбирать резину для гуммирования вала нужно по условиям его реальной работы: нагрузке, скорости вращения, характеру контакта, температуре и среде, с которой соприкасается покрытие. Одна и та же резиновая смесь может хорошо работать на одном оборудовании и быстро изнашиваться на другом, поэтому ориентироваться только на твердость или толщину слоя недостаточно.

Перед подбором покрытия желательно определить пять вещей:

• какую функцию выполняет вал и с чем он контактирует;
• есть ли постоянное трение или проскальзывание;
• воздействуют ли на покрытие масло, топливо, вода, кислоты или щелочи;
• при какой температуре работает оборудование;
• какой характер повреждений был у предыдущего покрытия, если вал уже обрезинивался.

Эти данные позволяют выбрать свойства материала осознанно, а не брать условно «самую прочную резину».

Какие свойства резины важны для гуммирования валов

Для гуммированного вала важны твердость, эластичность, сопротивление истиранию и стойкость к той среде, в которой работает оборудование. При динамической нагрузке также имеет значение способность материала многократно деформироваться без растрескивания и разрушения.

Нужный набор свойств зависит от назначения детали. Для вала, по которому постоянно проходит абразивный материал, на первый план выходит износостойкость. Если оборудование работает с маслами или нефтепродуктами, обычная резина может набухать и менять свойства, поэтому требуется маслобензостойкая смесь. При контакте с кислотами и щелочами подбирается химически стойкое покрытие с учетом конкретного вещества, его концентрации и температуры.

Поэтому при подборе покрытия сообщить одну только твердость недостаточно - исполнителю нужно понимать, в каких условиях работает вал и какие нагрузки испытывает резиновый слой.

Какую твердость резины по Шору выбрать для вала

Твердость нужно выбирать исходя из того, насколько покрытие должно деформироваться под нагрузкой и сохранять геометрию рабочей поверхности. Более высокая цифра по шкале Шора А означает большее сопротивление вдавливанию, но сама по себе не говорит, что такая резина прочнее или прослужит дольше.

Для мягкого покрытия характерна большая деформация в зоне контакта. Это может быть полезно там, где требуется эластичность, хорошее прилегание или компенсация небольших неровностей. Более твердая резина меньше проминается и лучше сохраняет форму при нагрузке, однако выбор максимальной твердости «с запасом» способен ухудшить работу конкретного узла.

Твердость резины по Шору А определяют по ГОСТ 263-75 «Резина. Метод определения твердости по Шору А». Стандарт распространяется на резины и резиновые изделия с твердостью от 0 до 100 единиц по Шору, а сам метод основан на измерении сопротивления материала погружению индентора.

Почему одинаковая твердость не означает одинаковые свойства

Потому что две резиновые смеси с одинаковым значением по Шору могут по-разному сопротивляться истиранию, растяжению, маслам или химическим веществам. Твердость характеризует только одну сторону поведения материала.

Например, для вала с интенсивным трением гораздо полезнее одновременно оценивать износостойкость покрытия. Метод определения сопротивления резины истиранию при скольжении установлен ГОСТ 426-77.

Как подобрать резину, если вал работает с маслами или химическими веществами

В таком случае резину подбирают прежде всего по стойкости к конкретной рабочей среде, а уже затем уточняют твердость и механические свойства. Одного указания на масло- или химостойкость недостаточно - нужно учитывать конкретное вещество, его концентрацию и рабочую температуру.

При воздействии агрессивных жидкостей учитывают как минимум:

• состав среды;
• концентрацию вещества;
• рабочую температуру;
• продолжительность контакта;
• механическую нагрузку на покрытие одновременно с химическим воздействием.

Это особенно важно для оборудования химической, нефтехимической, металлургической и других отраслей, где резиновый слой одновременно испытывает трение и контактирует с рабочей жидкостью.

Для проверки стойкости резины к жидким агрессивным средам применяется ГОСТ 9.030-74. В стандарте предусмотрена оценка изменений массы, объема, размеров и физико-механических свойств материала после воздействия среды.

Влияют ли скорость вращения и нагрузка на выбор покрытия

Да, скорость и нагрузка напрямую влияют на требования к резиновому слою. Чем интенсивнее контакт в рабочей зоне, тем больше тепловая и механическая нагрузка и тем внимательнее нужно относиться к износостойкости, эластичности и толщине покрытия.

Имеет значение и назначение самого вала. Один элемент преимущественно передает усилие, другой прижимает материал, третий направляет его или выполняет транспортирующую функцию. Поэтому переносить характеристики покрытия с похожего по размеру вала без учета его работы рискованно.

Если резина подобрана неправильно, проблема обычно проявляется не только естественным истиранием. Возможны локальные выкрашивания, трещины, чрезмерное продавливание, потеря геометрии или быстрое разрушение рабочей поверхности.

Нужно ли учитывать состояние металлического вала перед гуммированием

Состояние металлической основы обязательно нужно оценить до нанесения нового покрытия. Новая резина не исправит износ шеек, биение или поврежденную геометрию детали.

Если металлическая часть уже выработана, сначала имеет смысл выполнить восстановление вала, а затем наносить новый резиновый слой. Поверхность перед гуммированием также должна быть правильно подготовлена, поскольку качество основания влияет на прочность соединения резины с металлом. Для такой подготовки может применяться дробеструйная обработка, которая позволяет подготовить металл к дальнейшему нанесению защитного слоя.

Какие данные нужны для подбора резины на вал

Для предварительного подбора достаточно описать деталь и условия ее эксплуатации. Если старое покрытие уже использовалось, полезно также показать характер его износа.

Исполнителю желательно передать:

• диаметр и длину рабочей части вала;
• назначение оборудования;
• требуемый размер готового изделия после гуммирования и шлифовки;
• скорость вращения и рабочую нагрузку;
• температуру эксплуатации;
• среду, с которой контактирует резина;
• характеристики предыдущего покрытия, если они известны;
• фотографии повреждений старого слоя.

Чем точнее исходные данные, тем проще подобрать материал под реальные условия работы вала. Если прежнее покрытие быстро разрушалось, разумнее сначала разобраться в причине износа и только после этого повторять его характеристики. 

Специалисты ПО «Вулкан» помогут подобрать резиновую смесь и параметры покрытия под конкретный вал и условия его эксплуатации. Для предварительной оценки достаточно предоставить размеры детали, назначение оборудования, рабочую среду и информацию о нагрузке.