طريقة الاختبار القياسية لقياس خصائص احتكاك الويب/البكرة
ASTM G143 هي طريقة اختبار موحدة تُستخدم لتقييم سلوك الاحتكاك بين مادة الشبكة المرنة وسطح الأسطوانة الأسطوانية. تقيس هذه الطريقة كلاً من معامل الاحتكاك الثابت والحركي (COF) أثناء التلامس المنزلق وتساعد الشركات المصنعة على فهم كيفية تفاعل مواد الرقائق مع البكرات في عمليات التحويل والطباعة والتغليف والتغليف والتغليف والتغليف والتغليف والتغليف والتغليف والتغليف وغيرها من عمليات المعالجة المستمرة للرقائق.
على عكس اختبارات احتكاك السطح المسطح التقليدية، تركز ASTM G143 على وجه التحديد على قياس احتكاك الأسطوانة/الشبكة, محاكاة ظروف الإنتاج الحقيقية حيث تنتقل الرقائق والورق والرقائق والمنسوجات وغيرها من المواد المرنة عبر البكرات. يمكن استخدام بيانات الاحتكاك الناتجة لتحسين العملية وتطوير المواد وتصميم المعدات ومراقبة الجودة.
لماذا يعد اختبار ASTM G143 مهمًا
في العديد من عمليات التصنيع، يتم نقل المواد المرنة من خلال سلسلة من البكرات المدفوعة والبكرات المهملة. تؤثر خصائص الاحتكاك بين الشبكة والبكرة تأثيرًا مباشرًا على أداء الماكينة.
إذا كان الاحتكاك منخفضاً جداً
قد تنزلق المواد على البكرات
قد تحدث أخطاء في التسجيل
يمكن أن يصبح تتبع الويب غير مستقر
قد ينتج عن تلف المنتج
إذا كان الاحتكاك مرتفعاً جداً
قد تتطور أحمال المحرك الزائدة
قد تحدث مشكلات في التوجيه والتتبع
قد يزيد تلف السطح
قد تنخفض كفاءة مناولة المواد
من خلال إجراء اختبار معامل الاحتكاك ASTM G143 ASTM G143, ، يمكن للمصنعين تحديد التفاعل بين الأسطوانة/الشبكة واتخاذ قرارات مستنيرة فيما يتعلق باختيار المواد وطلاء الأسطوانة ومواد التشحيم ومعلمات العملية.
ما الذي يقاس في ASTM G143؟
يحدد الاختبار:
المعلمة
الوصف
معامل الاحتكاك الساكن (COF الساكن)
مقاومة لبدء الانزلاق
معامل الاحتكاك الحركي (معامل الاحتكاك الديناميكي)
المقاومة أثناء الانزلاق المستمر
قوة الاحتكاك
القوة المطلوبة لتحريك الشبكة فوق الأسطوانة
خصائص تفاعل الأسطوانة/شبكة الويب
سلوك الاحتكاك الكلي في ظل ظروف التشغيل المحاكاة
توفر هذه القياسات معلومات قيمة لـ
التحكم في العمليات
اختيار الأسطوانة
تقييم طلاء السطح
تقييم زيوت التشحيم
تطوير المنتجات
ضمان الجودة
مبدأ الاختبار في ASTM G143
إن طريقة اختبار كفاءة أنظمة الشباك الدوارة على مبدأ احتكاك الكابستان.
يتم لف شريط ضيق من مادة الشبكة حول أسطوانة أسطوانية ثابتة بزاوية لف محددة. يتم توصيل أحد طرفي العينة بجهاز لقياس القوة بينما يتم تطبيق شد معروف على الطرف المقابل.
أثناء انزلاق العينة على سطح الأسطوانة، يتم قياس القوة المطلوبة للتغلب على الاحتكاك بشكل مستمر. ثم تُحسب معاملات الاحتكاك الاستاتيكي والحركي من قيم الشد المقيسة.
تعتمد العملية الحسابية على معادلة الكابستان:
μ =
ln(T2/T1)
θ
أين:
μ = معامل الاحتكاك
T₂ = قوة شد أعلى
T₁ = قوة الشد السفلي
θ = زاوية الالتفاف بالراديان
يتيح هذا النهج محاكاة واقعية لأنظمة نقل الويب المستخدمة عادةً في بيئات الإنتاج الصناعي.
إجراء اختبار ASTM G143 ASTM G143
تحضير العينة
يعد التحضير المناسب للعينة أمرًا ضروريًا للحصول على نتائج موثوقة.
تشمل أبعاد العينة النموذجية ما يلي:
المعلمة
القيمة النموذجية
العرض
25 مم
الطول
500 مم
الحد الأدنى من التكرارات
3
اعتبارات مهمة:
استخدم المواد البكر كلما أمكن ذلك.
تجنب لمس أسطح الاختبار.
منع نتوءات الحواف على العينات.
الحفاظ على توجيه العينة بشكل ثابت.
اختبار المواد في حالتها كما هي مصنعة ما لم ينص على خلاف ذلك.
تركيب العينة
يتم تركيب العينة بواسطة:
توصيل أحد طرفي محول الطاقة.
لف العينة على أسطوانة الاختبار.
تطبيق وزن الشد المحدد.
ضمان المحاذاة السليمة.
تجنب الانحناءات أو التجاعيد الحادة.
يقلل التركيب الصحيح من تباين الاختبار ويحسن قابلية التكرار.
إعداد معلمات الانزلاق
سرعة الانزلاق
توصي ASTM G143 باختيار السرعات التي تحاكي التطبيق الفعلي.
تتراوح سرعات الاختبار النموذجية بين:
5 مم/دقيقة إلى 100 مم/دقيقة للمحاكاة منخفضة الانزلاق
سرعات أعلى عند الحاجة إليها في تطبيقات محددة
يجب أن يعكس اختيار السرعة ظروف التشغيل الحقيقية كلما أمكن ذلك.
مسافة الانزلاق
بالنسبة لتحديد معامل التثبيت COF الثابت:
قد يتوقف الانزلاق بعد فترة وجيزة من بدء الحركة.
لتحديد معامل تركيز ثاني أكسيد الكربون الثابت والحركي:
يوصى باستخدام مسافات انزلاق أطول.
الدراسات المشتركة بين المختبرات ASTM شائعة الاستخدام:
مسافة انزلاق 150 مم
توتر الويب
يجب أن يمثل توتر الشبكة ظروف العملية الفعلية.
قد يتضمن الاختبار النموذجي ما يلي:
مستويات توتر متعددة
أقصى شد يصل إلى 150 نيوتن على شريط 25 مم
دراسات التكرار حول 45 N
إعداد معلمات الانزلاق
تؤثر زاوية الالتفاف بشكل كبير على حسابات الاحتكاك.
تشمل القيم الشائعة ما يلي:
زاوية الالتفاف
التطبيق
90°
موصى به من قبل ASTM G143
180°
الحد الأقصى المسموح به
زوايا مخصصة
محاكاة العملية
تُستخدم زاوية التفاف بزاوية 90 درجة على نطاق واسع لأنها توازن بين التطبيق العملي وقابلية التكرار.
ASTM G143 مقابل ASTM D1894
يقارن العديد من المستخدمين ASTM G143 مع ASTM D1894.
الميزة
ASTM G143
ASTM D1894
هندسة الاتصال
الأسطوانة-ويب
سطح مستوٍ
التطبيق الأساسي
أنظمة النقل عبر الويب
احتكاك المواد العامة
نموذج الاحتكاك
مستندة إلى كابستان
قائم على الزلاجات
محاكاة العملية
عالية
معتدل
تقييم فيلم التغليف والتعبئة والتغليف
ممتاز
شائعة الاستخدام
لا تزال ASTM D1894 هي الطريقة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع لتركيز ثاني أكسيد الكربون في أغشية التغليف، بينما توفر ASTM G143 محاكاة أكثر واقعية لبيئات الإنتاج التي تعمل بالأسطوانات.
معدات اختبار ASTM G143
يتطلب إجراء اختبار ASTM G143 إجراء اختبار ASTM G143:
قياس دقيق للقوة
الإزاحة المحكومة
سرعة اختبار قابلة للتعديل
القدرة على الحصول على البيانات
تركيبات الأسطوانة المتخصصة
تكوين زاوية الالتفاف القابلة للتعديل
نظام تحميل التوتر
تستخدم العديد من المعامل منصة اختبار شد عالمية مجهزة بتجهيزات احتكاك مخصصة لإجراء قياس احتكاك الأسطوانة/الشبكة.
حل Cell Instruments
إن جهاز اختبار الشد TST-01 يمكن أن تكون بمثابة المنصة الأساسية لاختبار ASTM G143 عند دمجها مع أداة تثبيت احتكاك الأسطوانة/الشبكة المخصصة.
تشمل المزايا الرئيسية ما يلي:
تشغيل يتم التحكم فيه عن طريق التحكم المنطقي القابل للبرمجة القابلة للبرمجة (PLC) مع شاشة لمس مقاس 7 بوصة
نظام دفع لولبي كروي عالي الدقة
سرعة قابلة للتعديل من 1-500 مم/الدقيقة
قدرات قوة تصل إلى 1 كيلو نيوتن
قياس دقيق للإزاحة
عرض منحنى القوة في الوقت الحقيقي
تكامل التركيبات المخصصة
تكوين مرن لمتطلبات الاختبار المتخصصة
بالنسبة للمختبرات التي تقوم بتقييم مواد متعددة وظروف احتكاك متعددة، يمكن للتركيبات المخصصة والحلول متعددة المحطات أن تزيد من كفاءة الاختبار وقابلية التكرار.
يعد فهم خصائص احتكاك الأسطوانة/الشبكة أمرًا ضروريًا لضمان التعامل المستقر مع الشبكة والتصنيع الفعال وجودة المنتج المتسقة. ASTM G143 توفر بيانات قيمة لتقييم المواد وأسطح الأسطوانات والطلاءات وظروف المعالجة. تقدم Cell Instruments منصات اختبار الشد، وتركيبات الاحتكاك المخصصة، وحلول اختبار خاصة بالتطبيقات مصممة لدعم ASTM G143 وغيرها من متطلبات اختبار معامل الاحتكاك. سواءً كنت تقوم بتطوير مواد جديدة أو تحسين أداء الإنتاج، فإن اختيار نظام الاختبار المناسب يمكن أن يساعدك في الحصول على بيانات احتكاك موثوقة وقابلة للتنفيذ.