Пары трения резина-металл получили широкое распространение в уплотнительных устройствах машиностроительной отрасли. Они применяются в манжетных уплотнениях вращающихся валов, кольцевых уплотнениях трубопроводной арматуры и пневмоприводов, в упорных подшипниках скольжения погружных насосов. Наличие резиновой обкладки и контактирующего с ней стального ротора также предусмотрено во многих винтовых насосах.
При проектировании подобных узлов необходимо одновременно решить две противоречивые задачи — максимально снизить потери на трение и в то же время обеспечить заданный ресурс и герметичность. Герметизация узлов трения осуществляется за счет плотного прилегания резиновых уплотняющих деталей к соответствующим сопряженным металлическим поверхностям. Такие уплотнения обеспечивают наиболее высокую степень герметизации, однако при этом неизбежны значительные потери энергии на преодоление сил трения при движении и снижение долговечности уплотнений.
За счет предварительного поджатия и поджатия рабочим давлением мягкие резиновые уплотнители плотно прилегают к сопряженным металлическим элементам. При движении деталей друг относительно друга в этом случае зазор, по которому могла бы происходить утечка, полностью отсутствует.
Однако при работе таких уплотнений отмечается ряд проблем, среди которых —прилипание резины к сопряженным металлическим поверхностям в состоянии покоя, необходимость приложения значительных усилий на преодоление трения и страгивания деталей с места, выдавливание резины из зоны трения в зазоры. В данных условиях резиновые уплотнения получают характерные повреждения, внешний вид которых представлен на рис. 1.
В момент запуска механизма прилипание резиновых манжет может вызвать повреждение их острой запирающей кромки.
Коэффициент трения в парах резина-металл в состоянии покоя характеризуется высокими значениями и может достигать f = 1,0…1,2. Повреждения и местные защемления уплотнений часто приводят к их разрыву и прорыву рабочей среды.