Лекція № 13 Зношування та витирання взуттєвих матеріалів

1. Роль зношування у витиранні взуттєвих матеріалів.

2. Методи дослідження зносостійкості матеріалу.

3. Фактори, що впливають на зносостійкість.

4. Оцінка зносостійкості різних взуттєвих матеріалів.

1. Ряд взуттєвих деталей піддаються інтенсивному витиранню як об ступню так і об зовнішні предмети. Роль витирання в зношуванні не однаковий для різних видів взуття. Крім того залежить воно від властивості та структури матеріалів з яких деталей виготовлені.

Зношування підошов та набійки (каблуків).

Значною мірою обумовлене образивним витиранням, особливо якщо ці деталі з натуральної шкіри. В цьому випадку зношування є наслідком поступового відривання структури. Елементи колагена через руйнування хімічних та між молекулярних зразків. Наслідком цих процесів є зменшення товщини та поява наскрізної протяжності.

Підошовна гума найбільш еластичний матеріал завдяки цьому вона працює на витирання в менш інтенсивних умовах, але в її зношуванні більше значення має динамічна втома та зміни під дією окислюваних процесів. Знос гумових деталей проявляється у викришуванні на ділянках носка та по урізу підошви в області пучків та в траті товщини. Відносна вага вказаних дефектів залежить від с структури та властивостей гуми.

Зношування виражене втратою товщини характерне для всіх штучних підошовних матеріалів. Найменше для поліуретанів.

Витирання важливий фактор зношування картонних устілок вони можуть піддаватися витиранню суміжними деталями або ступнею. При відсутності чи потиранню вкладної устілки. Через свою структуру та через потовиділення ступні вони сильно витираються( скочуються).

Роль витирання в зношуванні деталей верху значною мірою залежить від структури та властивостей матеріалу з якого вони виготовленні , головним чином зношування проходить в наслідок втоми при повторному вигині з розтягуванням.

Зношування покриття шкіри відбувається в наслідок витирання. Для текстильних матеріалів верху зношування визначається витиранням. Підкладкові матеріали піддаються інтенсивному витиранню стопи особливо в п’ятковому.

2. Враховуючи різну властивість витирання в зношуванні деталей взуття залежно від матеріалів прилади та методи ділить на 3 групи:

• Для дослідження матеріал для низу взуття.

• Для дослідження матеріал для проміжних деталей.

• Для дослідженні матеріал верху та підкладки взуття.

Для дослідження зносостійкості натуральної підошовної шкіри в сухому стані використовують прилад ИКВ або прилад Поздняка. Метод базується на втраті товщини зразка в результаті тертя кочення під певним навантаженням по поверхні утвореній вільними зернами квантового піску. Тертя кочення суміщуються з вигином показником опору витирання є відношення часу досліду до втрати товщини зразка в мм.

Зносостійкість натуральної шкіри в сухому стані можна визначати на приладі МИ – 2.

Знаходять втрату товщини зразків, що періодично притискується з заданим зусиллям до вимираючої поверхні диску, що обертається, випробуванню піддаються зразу три зразки в формі квадратів. Опір витирання виражають числом обертів необхідного для витирання 1 мм товщини. Випробування на приладі Поздника дуже тісно пов’язані з дослідною носкою. Результати майже співпадають, але дані випробування є тривалими, що не зручно. Результаті на приладі МИ – 2 отримуємо значно швидше, але вони менш тісно пов’язані з експлуатаційними показниками. Прилад МИ-2 також використовується для оцінки зносостійкості взуттєвих гум, але в цьому випадку зразки прижимаються постійно. Показник той же. Що і для натуральних шкір.

При дослідженні взуттєвих гум витираемий матеріал є шліфшкука. Тривалість витирання різних гум не однакова, її підбирають так щоб втрата маси зразка була не менше 0.05 г. При витиранні гуми знаходять такі показники:

1. Опір витиранню

Можна знаходити не опір витирання, а вити раємість.

]=[ ]

Дослідження на приладі МИ – 2 доволі оперативні, але достатньо точні для стендових випробувань використовують прилад ИПМ. Він дозволяє створити види тертя, кочення і ковзання. Як показник зносостійкості використовується число циклів , тертя необхідно для витирання 1 мм товщини зразка.

Для оцінки зносостійкості набойок та каблуків розроблено прилад ИКР та відповідна методика. Визначається зменшення об’єму зразка під дією багаторазових впливів тертя ковзання та удару з частотою 40 циклів за хв. Показник опору витирання втрата обміру зразка в .

2. Група випробувань

Дані методи враховують вплив тертя ковзання на поверхню зволоженого картону використовують стандартизований прилад ИКС-2. Випробування полягає у передачі зразку тертя ковзання при тиску 0. 3 МПа та швидкості 55 циклів за хв. Матеріал, що витирається чорна монолітна гума з твердістю 90-92 одиниць. Зразок діаметром 16 мм зволожений та витирають його на третину товщини.

Показник – це відношення втрати товщини зразка до тривалості випробувань.

3. Метод випробувань матеріалу для верху.

Матеріали різні за складом, властивостями структури тому, методи її випробувань розрізняються структурою.

1. Метод випробувань. Оцінка стійкості покриття натуральної шкіри мокрого тертя. Для цього використовують прилад ИПК – 1. Робочий орган приладу опускається на поверхню натуральної шкіри і при його обертанні покриття витирається, абразивний матеріал повсть.

Під час випробувань ведуть спостереження за поверхнею зразка відмічаючи моменти появи дефектів . Напрямок обертання періодично змінюють. Показник стійкості покриття, число циклів до появи видимих дефектів на поверхні.

2. Метод оцінки витираємості та згинання покриття штучних шкір ИКИ – М влаштований аналогічно ИПК – 1 дозволяє реалізувати регулювати довжину 100м. Шліфшкура на тканій основі у вигляді смужок. Динамометром вимірюють зусилля яке передається через контактуючі поверхні приводу 1000 або 2000 робочої . При оцінці згинання замість шліф шкурки заправляють таку штучну шкіру, щоб лицеві поверхні контактували .

3. Методи текстильних матеріалів ДИТ – М. На п’яльця закріплюють зразок тканини, а кожна головна, що витирає обтягується сукном. Аналогічно влаштований прилад призначений для виготовлених та напів виготовлених тканин. Аналогічно влаштований прилад призначений для вовняних та напів вовняних тканин. ТИ-ІМ Відмінність полягає в тому, що матеріал підпружинюється повністю подушкою.

Показники стійкості до витирання:

• Число циклів до зменшення ворсу.

• До появи наскрізної протертості.

Зносостійкість залежить від:

1. Макро та мікро структури матеріалу.

2. Хімічного складу

3. Особливості виробництва

4. Факторів, що діють на головний матеріал.

• Механічні – це витирання та втрата міцності від багатократної дії різних зусиль.

• Фізико- хімічних, світло-волога, агресивні середовища.

• Фактори біологічні - мікроорганізми, що викликає гниття матеріалів.

При експлуатації ці фактори діють комплексно.

Натуральна шкіра її зношування обумовлено витиранням для оцінки витирання використовують різні прилади, але найчастіше прилад Позднєка ІКВ.

Зносостійкість підошовної шкіри на приладі Поздника (год/мм)

Метод дублення	Мокра	Суха
ХР	17.1	37.7
Комбіноване	12.6	67
Рослинне	12.2	57

Дані отримані в даному стані добре корелюють з дослідною носкою. Найменш піддаються дії вологи хромової шкури, оскільки вини мають більш сильні ніж зв’язки. В наслідок підвищена температура зварюваності вища межа міцності і менша пластичність. Різні шари шкіри зношуються по різному.

Найшвидше зношується лицева та міздряна поверхня, середній шар більш зносостійкий в 3-5 раз. По площі зносостійкість шкіри також не рівномірні. Особливо сильно зносостійкість падає на границі чепрачної частини та пол. На полосі шириною 15 см зносостійкість падає вдвічі. При цьому щільність та товщина можуть суттєво не мінятися.

Зносостійкість по Поздняку тісно корелює з намокаємістю. Це буває корисно для експрес визначення зносостійкості за намокає мості.

Гуми

Опір витирання різних гум знаходять в межах 700-1200 . Випробування проводять на приладі типу граселі. Показник витирання гум краще пов’язується з дослідною носкою, тому, що на гуми не діє волога, але на носкість гум впливають інші фактори:

• Розтягуваність

• Твердість

• Здатність до амортизації.

• При рівному опору витиранню носкість вища у гуми меншою твердістю. Зносостійкість гум в 2-3 вища ніж натуральних шкір, до того ж гума зношується рівномірно, приблизно 1 мм за 40-80 днів носки.

• При витиранні до товщини 1-1.5 мм гумова підошва рветься при ходьбі тому, що має менш міцніше ніж шкіра, це слід враховувати підошві різних видів взуття.

Тканини

На зносостійкість тканини впливає:

• Старіння

• Світло погода

• Робота на вигині та розтягування.

Однак опір витирання є визначальним в більшості випадків.

Зносостійкість може характеризувати зміною міцності зразка окремо по основі та підканню. Втрата міцності знаходиться за формулою:

• Опір витирання в тканинах корелює з дослідною носкою.

• Зношування іде інтенсивніше якщо тканина поставлена орієнтовано вздовж сліду взуття по основі.

• Основні чинники, зношуються швидше, що пояснюється більшим натягом ниток цієї системи.

Опір витирання найбільший полотняних переплетень, менший саржового, ще менший сатинового.

Підкладкові тканини

Швидше зношується підкладка у взутті з верхом із шкіри. Між зносостійкістю тканини та її вагою пряма залежність. Суттєво впливають і матеріали верху:

• Характер розподілу напружень.

• Вплив поту.

Зокрема у взутті з текстильним верхом розподіляють напруження рівномірно. Більша концентрація у взутті з текстильним верхом із натуральної шкіри, а де більша то із синтетичних. Піт суттєво знижує зносостійкість, особливо якщо верх із парко-непроникної штучної шкіри