Эластичность резины по отскоку: ГОСТ 27110 и что показатель говорит о детали

Стандарт называется «Резина. Метод определения эластичности по отскоку на приборе типа Шоба», введён с 1 июля 1987 года как прямое применение СТ СЭВ 108-85 и в каталоге с актуализацией на 1 июня 2026 года значится действующим (каталог stroyinf). Текст на восьми страницах выложен в PDF. Международная параллель метода ISO 4662, в Германии DIN 53512; их цифры с ГОСТ 27110-86 сравнивают только при одинаковом приборе и образце.

Маятник падает на образец и отскакивает

Суть метода по разделу 1: маятник с закруглённым бойком падает с определённой высоты на образец, и измеряют, на какую высоту он отскочил. По приложению 2 эластичность R равна высоте отскока h, делённой на высоту подъёма бойка H, умноженной на 100 %. Шкала прибора сразу градуирована в процентах: горизонтальное положение маятника соответствует 100, вертикальное 0.

Энергия, которую резина не вернула, ушла во внутреннее трение и нагрела образец. Поэтому отскок описывает не прочность и не жёсткость, а потери на гистерезис при ударе. Твёрдость измеряют отдельно, и как это делают по шкале Шора, показано в описании испытания по ГОСТ 263.

Прибор Шоба задан энергией и скоростью удара

Приложение 1 фиксирует параметры прибора, от которых зависит цифра:

Плотность энергии деформации считают как m·v² / (D·d²), где D диаметр бойка, d толщина образца. Для образца 12,5 мм: 0,25 × 2,00² / (0,015 × 0,0125²) ≈ 427 000 Дж/м³, что совпадает с цифрой стандарта. На образце 6 мм та же формула даёт примерно в 4,3 раза больше, и резина работает в другом режиме. Отсюда требование не сравнивать результаты на образцах разной толщины.

Образец и порядок ударов определяют сопоставимость

Образец по разделу 3 имеет форму шайбы диаметром не меньше 29 мм или квадрата со стороной не меньше 29 мм, толщиной (12,5 ± 0,5) мм или (6,00 ± 0,25) мм, предпочтительно 12,5 мм. Поверхности гладкие и параллельные, разность толщин в трёх точках не больше 0,2 мм. Испытывают не меньше двух образцов при (23 ± 2) °C; другие температуры допустимы при термокамере на приборе.

Порядок по разделу 5: толщину измеряют в трёх местах с погрешностью ±0,01 мм, образец прижимают к опорной плите так, чтобы точка удара была не ближе 10 мм от края. Первые три удара в одну точку делают для механической стабилизации и не записывают. Показания снимают после четвёртого, пятого и шестого ударов, каждый раз поднимая маятник в исходное положение, не давая ему бить повторно.

Как определяют эластичность по отскоку по ГОСТ 27110-86?

Эластичность по отскоку по ГОСТ 27110-86 определяют на маятнике Шоба с энергией 0,5 Дж и скоростью удара 2,00 м/с. По образцу толщиной 12,5 или 6 мм делают три удара для стабилизации, затем снимают три показания шкалы в процентах. Для каждого из двух образцов берут медиану трёх показаний, результатом считают среднее двух медиан. В протоколе указывают материал, толщину образца, температуру, если она не 23 °C, результат и дату.

Результат считают по медиане трёх ударов

Пример: первый образец толщиной 12,5 мм после стабилизации показал 62, 61 и 61 %, медиана 61. Второй показал 60, 59 и 60 %, медиана 60. Результат испытания (61 + 60) / 2 = 60,5 %. В протокол по разделу 7 записывают наименование материала, толщину образца, температуру, если испытание шло не при 23 °C, результат, дату и обозначение стандарта. Цифры условные, они показывают обработку.

Почему первые три удара не учитывают: резина при первых деформациях размягчается, наполнитель частично перестраивается, и отскок растёт от удара к удару. После стабилизации показания выходят на плато. Если и на четвёртом–шестом ударах показания продолжают расти, образец ещё не стабилизировался, и это записывают в протокол как замечание.

Отскок связан с коэффициентом потерь

Справочник Polymer Service Merseburg (статья о методе) связывает эластичность по отскоку R с тангенсом угла механических потерь tg δ соотношением R ≈ 1 − π·tg δ, справедливым для малых потерь. Пример пересчёта: отскок 90 % соответствует tg δ ≈ 0,03, отскок 80 % около 0,06, отскок 70 % около 0,10, отскок 60 % около 0,13. Для низких значений отскока формула даёт только порядок величины.

Коэффициент потерь нужен там, где резина работает в цикле: виброизолятор, опора, вал с обрезиниванием, манжета на биении вала. Чем он выше, тем лучше резина гасит резонанс и тем сильнее греется при длительных колебаниях. Справочник указывает, что NR, IIR, NBR и SBR сохраняют высокое демпфирование в широком диапазоне температур и подходят для гашения ударов и вибрации.

Как перевести эластичность по отскоку в коэффициент потерь?

Эластичность по отскоку переводят в коэффициент механических потерь tg δ по приближённой формуле R ≈ 1 − π·tg δ, справедливой для малых потерь. Отскок 90 % соответствует tg δ около 0,03, 80 % около 0,06, 70 % около 0,10, 60 % около 0,13. Чем выше коэффициент потерь, тем лучше резина гасит удар и резонанс и тем сильнее она греется при длительных колебаниях.

Каучук и наполнитель задают отскок сильнее твёрдости

Значения эластичности по отскоку сильно зависят от смеси. Для силиконовой резины австралийский изготовитель приводит диапазон примерно 30–70 % и ставит её выше бутила и бутадиен-стирольной резины, но ниже натурального каучука и полиуретана (Jehbco). Бутил известен низким отскоком, поэтому его ставят в демпферы. Наполнитель, особенно активная сажа, и пластификатор сдвигают цифру внутри одного каучука на десятки процентов (ориентир для марок общего назначения).

Практический вывод: требование по отскоку без каучука и твёрдости малоинформативно, а резина «той же твёрдости» от другого изготовителя может вести себя в ударе иначе. Если узел работает на удар или вибрацию, отскок записывают в требования к смеси рядом с твёрдостью, а прочность при растяжении по ГОСТ 270 проверяют отдельно.

Что цифра отскока говорит о детали

Для буфера и демпфера низкий отскок означает, что удар гасится, а не возвращается, но деталь сильнее греется при частых ударах. Для виброизолятора отскок связан с демпфированием в резонансе: при пуске агрегата резина с большими потерями ограничивает размах колебаний, а в рабочей зоне изоляция почти не зависит от потерь; как считать частоту и долю вибрации, показано на примере расчёта резиновых виброизоляторов.

Для подвижного уплотнения высокий отскок помогает кромке быстро следовать за биением вала. Для неподвижного уплотнения отскок почти ничего не значит: там важнее остаточная деформация сжатия. Поэтому показатель полезен как входной контроль смеси и сравнение поставщиков, но не как самостоятельный критерий выбора уплотнения.

Поведение детали по одной цифре отскока не обещаем

Если в чертеже или ТУ на буферы и демпферы или резинометаллические детали задана эластичность по отскоку, мы повторяем в КП метод, толщину образца и температуру испытания и указываем, кто выдаёт протокол на смесь. Обещать по этой цифре, как поведёт себя готовая деталь в ударе или вибрации, мы не будем: на это влияют форма, крепление, частота и температура, которых испытание не содержит.

Если ресурс или демпфирование критичны, предлагаем опытную деталь и испытание в узле либо на стенде заказчика. Резину под удар, вибрацию, масло или холод подбирают через подбор материала, а в заявке достаточно указать нагрузку, частоту, температуру, среду и, если есть, требование по ГОСТ 27110-86 целиком: значение, толщину образца и температуру испытания.