Стандартен метод за изпитване за измерване на характеристиките на триене на платното/валяка
ASTM G143 е стандартизиран метод за изпитване, използван за оценка на поведението на триене между гъвкав материал и цилиндрична ролкова повърхност. Методът измерва както статичния, така и кинетичния коефициент на триене (COF) по време на плъзгащ се контакт и помага на производителите да разберат как ролните материали взаимодействат с ролките при конвертиране, печат, опаковане, нанасяне на покрития, ламиниране и други операции за непрекъсната обработка на ролни материали.
За разлика от конвенционалните тестове за триене на плоска повърхност, ASTM G143 се фокусира специално върху Измерване на триенето на ролките и лентите, симулиращи реални производствени условия, при които филми, хартия, фолио, текстил и други гъвкави материали се движат по ролки. Получените данни за триенето могат да се използват за оптимизиране на процеса, разработване на материали, проектиране на оборудване и контрол на качеството.
Защо е важно изпитването по ASTM G143
В много производствени процеси гъвкавите материали се транспортират чрез серия от задвижващи и навиващи се ролки. Характеристиките на триене между лентата и ролката оказват пряко влияние върху работата на машината.
Ако триенето е твърде ниско:
Материалът може да се плъзне по ролките
Възможно е да възникнат грешки при регистрацията
Уеб проследяването може да стане нестабилно
Възможно е да се получи повреда на продукта
Ако триенето е твърде високо:
Възможно е да се появят прекомерни натоварвания на двигателя
Възможно е да възникнат проблеми с управлението и проследяването
Повредите по повърхността могат да се увеличат
Ефективността на обработката на материалите може да намалее
Чрез извършване на Изпитване на коефициента на триене по ASTM G143, производителите могат да определят количествено взаимодействието между ролките и мрежата и да вземат информирани решения относно избора на материали, покритията на ролките, смазочните материали и параметрите на процеса.
Какво се измерва в ASTM G143?
Тестът определя:
Параметър
Описание
Статичен коефициент на триене (Static COF)
Устойчивост на началото на плъзгане
Кинетичен коефициент на триене (Динамичен коефициент на триене)
Съпротивление при непрекъснато плъзгане
Сила на триене
Сила, необходима за преместване на платното върху ролката
Характеристики на взаимодействието между ролка и мрежа
Общо поведение на триене при симулирани работни условия
Тези измервания предоставят ценна информация за:
Контрол на процеса
Избор на ролки
Оценка на повърхностното покритие
Оценка на смазочните материали
Разработване на продукти
Осигуряване на качеството
Принцип на изпитване на ASTM G143
Сайтът Метод за изпитване на системи с ролкови платна се основава на принципа на триене на калпака.
Тясна лента от ролен материал се увива около неподвижна цилиндрична ролка под определен ъгъл на увиване. Единият край на образеца се закрепва към устройство за измерване на силата, докато в противоположния край се прилага известно напрежение.
Докато образецът се плъзга по повърхността на ролката, непрекъснато се измерва силата, необходима за преодоляване на триенето. След това от измерените стойности на напрежението се изчисляват статичният и кинетичният коефициент на триене.
Изчислението се базира на уравнението на капандурата:
μ =
ln(T2/T1)
θ
Къде:
μ = коефициент на триене
T₂ = по-голяма сила на опън
T₁ = долна сила на опън
θ = ъгъл на увиване в радиани
Този подход дава възможност за реалистична симулация на уеб транспортни системи, които обикновено се използват в индустриални производствени среди.
Процедура за изпитване ASTM G143
Подготовка на образеца
Правилната подготовка на пробите е от съществено значение за получаване на надеждни резултати.
Типичните размери на образците включват:
Параметър
Типична стойност
Ширина
25 мм
Дължина
500 мм
Минимален брой реплики
3
Важни съображения:
Използвайте първичен материал, когато е възможно.
Избягвайте да докосвате тестовите повърхности.
Предотвратяване на задиране на ръбовете на образците.
Поддържане на последователна ориентация на пробите.
Изпитвайте материалите във вида, в който са произведени, освен ако не е посочено друго.
Монтиране на образеца
Образецът се монтира чрез:
Прикрепване на единия край към преобразувателя на сила.
Поставяне на образеца върху изпитвателния валяк.
Прилагане на определеното тегло за опъване.
Осигуряване на правилно подравняване.
Избягване на остри извивки или бръчки.
Правилното монтиране свежда до минимум променливостта на тестовете и подобрява повторяемостта.
Задаване на параметри за плъзгане
Скорост на плъзгане
ASTM G143 препоръчва да се изберат скорости, които симулират действителното приложение.
Типичните скорости на изпитване варират от:
5 mm/min до 100 mm/min за симулации с ниско ниво на хлъзгане
По-високи скорости, когато се изискват от специфични приложения
Изборът на скорост трябва да отразява реалните условия на работа, когато е възможно.
Разстояние на плъзгане
За статично определяне на COF:
Плъзгането може да спре малко след началото на движението.
За статично и кинетично определяне на COF:
Препоръчват се по-големи разстояния на плъзгане.
Обикновено използвани междулабораторни изследвания по ASTM:
150 мм разстояние на плъзгане
Напрежение на мрежата
Напрежението на мрежата трябва да отговаря на действителните условия на процеса.
Типичните тестове могат да включват:
Множество нива на напрежение
Максимално опъване до 150 N на лента с дължина 25 mm
Изследвания на повторяемостта около 45 N
Задаване на параметри за плъзгане
Ъгълът на навиване влияе значително върху изчисленията на триенето.
Общите стойности включват:
Ъгъл на увиване
Приложение
90°
Препоръчва се от ASTM G143
180°
Максимално разрешен
Потребителски ъгли
Симулация на процеса
Ъгълът на увиване 90° е широко използван, тъй като съчетава практичност и повторяемост.
ASTM G143 срещу ASTM D1894
Много потребители сравняват ASTM G143 с ASTM D1894.
Функции
ASTM G143
ASTM D1894
Контактна геометрия
Ролкови мрежи
Плоска повърхност
Основно приложение
Системи за уеб транспорт
Общо триене на материала
Модел на триене
Базирано на шалтери
Базирани на шейни
Симулация на процеса
Висока
Умерен
Оценка на опаковъчното фолио
Отличен
Често използвани
ASTM D1894 остава най-широко използваният метод за COF на опаковъчни фолиа, докато ASTM G143 осигурява по-реалистична симулация на производствени среди с валяци.
Оборудване за изпитване по ASTM G143
Извършването на изпитването по ASTM G143 изисква:
Прецизно измерване на силата
Контролирано изместване
Регулируема скорост на теста
Възможност за събиране на данни
Специализирани ролкови приспособления
Регулируема конфигурация на ъгъла на увиване
Система за натоварване на опън
В много лаборатории се използва универсална платформа за изпитване на опън, оборудвана с приспособления за измерване на триенето, за да се извърши измерване на триенето на ролките и платната.
Решение Cell Instruments
Сайтът Тестер за опън TST-01 може да послужи като основна платформа за изпитване по ASTM G143, когато се комбинира с персонализирано приспособление за триене на ролки/платна.
Основните предимства включват:
Контролирана от PLC работа със 7-инчов сензорен екран
Високопрецизна система за задвижване със сачмен винт
Регулируема скорост от 1-500 mm/min
Капацитет на усилие до 1 kN
Точно измерване на преместването
Показване на кривата на силата в реално време
Интегриране на приспособления по поръчка
Гъвкава конфигурация за специализирани изисквания за тестване
За лабораториите, в които се оценяват множество материали и условия на триене, персонализираните приспособления и решенията за няколко станции могат допълнително да подобрят ефективността и повторяемостта на изпитванията.
Разбирането на характеристиките на триене между ролките и лентите е от съществено значение за осигуряване на стабилна работа с лентите, ефективно производство и постоянно качество на продуктите. ASTM G143 предоставя ценни данни за оценка на материалите, повърхностите на валовете, покритията и условията на обработка. Cell Instruments предлага платформи за изпитване на опън, персонализирани приспособления за изпитване на триене и специфични за приложението решения за изпитване, предназначени да поддържат изискванията на ASTM G143 и други изисквания за изпитване на коефициента на триене. Независимо дали разработвате нови материали или подобрявате производствените характеристики, изборът на подходяща система за изпитване може да ви помогне да генерирате надеждни и приложими данни за триенето.