Τυποποιημένη μέθοδος δοκιμής για τη μέτρηση των χαρακτηριστικών τριβής ιστού/ελαστικού ρολού
ASTM G143 είναι μια τυποποιημένη μέθοδος δοκιμής που χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση της συμπεριφοράς τριβής μεταξύ ενός εύκαμπτου υλικού ιστού και μιας κυλινδρικής επιφάνειας κυλίνδρου. Η μέθοδος μετρά τόσο τον στατικό όσο και τον κινητικό συντελεστή τριβής (COF) κατά την επαφή ολίσθησης και βοηθά τους κατασκευαστές να κατανοήσουν πώς αλληλεπιδρούν τα υλικά του ιστού με τους κυλίνδρους στη μεταποίηση, την εκτύπωση, τη συσκευασία, την επικάλυψη, την πλαστικοποίηση και άλλες διαδικασίες συνεχούς επεξεργασίας ιστού.
Σε αντίθεση με τις συμβατικές δοκιμές τριβής επίπεδης επιφάνειας, η ASTM G143 επικεντρώνεται ειδικά σε Μέτρηση τριβής κυλίνδρου/πλέγματος, προσομοιώνοντας πραγματικές συνθήκες παραγωγής όπου ταινίες, χαρτί, μεμβράνες, υφάσματα και άλλα εύκαμπτα υλικά κινούνται σε κυλίνδρους. Τα δεδομένα τριβής που προκύπτουν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτιστοποίηση της διαδικασίας, την ανάπτυξη υλικών, το σχεδιασμό εξοπλισμού και τον έλεγχο ποιότητας.
Γιατί η δοκιμή ASTM G143 είναι σημαντική
Σε πολλές διαδικασίες παραγωγής, τα εύκαμπτα υλικά μεταφέρονται μέσω μιας σειράς κινητήριων και αδρανών κυλίνδρων. Τα χαρακτηριστικά τριβής μεταξύ του ιστού και του κυλίνδρου επηρεάζουν άμεσα την απόδοση της μηχανής.
Εάν η τριβή είναι πολύ χαμηλή:
Το υλικό μπορεί να γλιστρήσει στους κυλίνδρους
Ενδέχεται να προκύψουν σφάλματα εγγραφής
Η διαδικτυακή παρακολούθηση μπορεί να γίνει ασταθής
Μπορεί να προκληθεί ζημιά στο προϊόν
Εάν η τριβή είναι πολύ υψηλή:
Μπορεί να αναπτυχθούν υπερβολικά φορτία κινητήρα
Ενδέχεται να εμφανιστούν προβλήματα διεύθυνσης και εντοπισμού
Η επιφανειακή βλάβη μπορεί να αυξηθεί
Μπορεί να μειωθεί η αποδοτικότητα χειρισμού υλικών
Εκτελώντας μια Δοκιμή συντελεστή τριβής ASTM G143, οι κατασκευαστές μπορούν να ποσοτικοποιήσουν την αλληλεπίδραση μεταξύ κυλίνδρου και ιστού και να λάβουν τεκμηριωμένες αποφάσεις σχετικά με την επιλογή υλικού, τις επιστρώσεις κυλίνδρου, τα λιπαντικά και τις παραμέτρους της διαδικασίας.
Τι μετράται στο ASTM G143;
Το τεστ καθορίζει:
Παράμετρος
Περιγραφή
Στατικός συντελεστής τριβής (Static COF)
Αντίσταση στην έναρξη της ολίσθησης
Κινητικός συντελεστής τριβής (Dynamic COF)
Αντίσταση κατά τη συνεχή ολίσθηση
Δύναμη τριβής
Δύναμη που απαιτείται για τη μετακίνηση του ιστού πάνω από τον κύλινδρο
Χαρακτηριστικά αλληλεπίδρασης κυλίνδρου/πλέγματος
Συνολική συμπεριφορά τριβής υπό προσομοιωμένες συνθήκες λειτουργίας
Οι μετρήσεις αυτές παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για:
Έλεγχος διεργασιών
Επιλογή κυλίνδρων
Αξιολόγηση επιφανειακής επικάλυψης
Αξιολόγηση λιπαντικού
Ανάπτυξη προϊόντων
Διασφάλιση ποιότητας
Αρχή δοκιμής του ASTM G143
Το Μέθοδος δοκιμής cof για συστήματα με κυλινδρικό ιστό βασίζεται στην αρχή της τριβής του καστάνου.
Μια στενή λωρίδα υλικού ιστού τυλίγεται γύρω από έναν σταθερό κυλινδρικό κύλινδρο σε καθορισμένη γωνία περιτύλιξης. Το ένα άκρο του δείγματος συνδέεται σε μια διάταξη μέτρησης δύναμης, ενώ στο αντίθετο άκρο εφαρμόζεται γνωστή τάση.
Καθώς το δοκίμιο ολισθαίνει στην επιφάνεια του κυλίνδρου, μετράται συνεχώς η δύναμη που απαιτείται για να ξεπεραστεί η τριβή. Ο στατικός και ο κινητικός συντελεστής τριβής υπολογίζονται στη συνέχεια από τις μετρούμενες τιμές της τάσης.
Ο υπολογισμός βασίζεται στην εξίσωση capstan:
μ =
ln(T2/T1)
θ
Πού:
μ = συντελεστής τριβής
T₂ = υψηλότερη δύναμη έντασης
T₁ = χαμηλότερη δύναμη έντασης
θ = γωνία περιτύλιξης σε ακτίνια
Η προσέγγιση αυτή επιτρέπει τη ρεαλιστική προσομοίωση συστημάτων μεταφοράς ιστού που χρησιμοποιούνται συνήθως σε βιομηχανικά περιβάλλοντα παραγωγής.
Διαδικασία δοκιμής ASTM G143
Προετοιμασία δείγματος
Η σωστή προετοιμασία του δείγματος είναι απαραίτητη για αξιόπιστα αποτελέσματα.
Οι τυπικές διαστάσεις των δειγμάτων περιλαμβάνουν:
Παράμετρος
Τυπική τιμή
Πλάτος
25 mm
Μήκος
500 mm
Ελάχιστα αντίγραφα
3
Σημαντικές εκτιμήσεις:
Χρησιμοποιήστε παρθένο υλικό όποτε είναι δυνατόν.
Αποφύγετε την επαφή με τις επιφάνειες δοκιμής.
Αποτρέψτε τα γρέζια στις άκρες των δειγμάτων.
Διατήρηση σταθερού προσανατολισμού του δείγματος.
Δοκιμάστε τα υλικά στην κατάσταση κατασκευής τους, εκτός εάν ορίζεται διαφορετικά.
Τοποθέτηση δείγματος
Το δείγμα τοποθετείται με:
Σύνδεση του ενός άκρου στον μετατροπέα δύναμης.
Περνάτε το δείγμα πάνω από τον κύλινδρο δοκιμής.
Εφαρμογή του καθορισμένου βάρους τάνυσης.
Εξασφάλιση της σωστής ευθυγράμμισης.
Αποφυγή απότομων στροφών ή ρυτίδων.
Η σωστή τοποθέτηση ελαχιστοποιεί τη μεταβλητότητα των δοκιμών και βελτιώνει την επαναληψιμότητα.
Ρύθμιση παραμέτρων ολίσθησης
Ταχύτητα ολίσθησης
Η ASTM G143 συνιστά την επιλογή ταχυτήτων που προσομοιάζουν την πραγματική εφαρμογή.
Οι τυπικές ταχύτητες δοκιμής κυμαίνονται από:
5 mm/min έως 100 mm/min για προσομοιώσεις χαμηλής ολίσθησης
Υψηλότερες ταχύτητες όταν απαιτούνται από συγκεκριμένες εφαρμογές
Η επιλογή της ταχύτητας πρέπει να αντικατοπτρίζει τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας, όποτε είναι δυνατόν.
Απόσταση ολίσθησης
Για τον προσδιορισμό της στατικής COF:
Η ολίσθηση μπορεί να σταματήσει λίγο μετά την έναρξη της κίνησης.
Για στατικό και κινητικό προσδιορισμό του COF:
Συνιστώνται μεγαλύτερες αποστάσεις ολίσθησης.
Συνήθως χρησιμοποιούμενες διεργαστηριακές μελέτες ASTM:
150 mm απόσταση ολίσθησης
Τάση ιστού
Η τάση του ιστού πρέπει να αντιπροσωπεύει τις πραγματικές συνθήκες της διεργασίας.
Οι τυπικές δοκιμές μπορεί να περιλαμβάνουν:
Πολλαπλά επίπεδα έντασης
Μέγιστη τάση έως 150 N σε λωρίδα 25 mm
Μελέτες επαναληψιμότητας γύρω από 45 N
Ρύθμιση παραμέτρων ολίσθησης
Η γωνία περιτύλιξης επηρεάζει σημαντικά τους υπολογισμούς τριβής.
Οι κοινές τιμές περιλαμβάνουν:
Γωνία περιτύλιξης
Εφαρμογή
90°
Συνιστάται από το ASTM G143
180°
Μέγιστη επιτρεπόμενη τιμή
Προσαρμοσμένες γωνίες
Προσομοίωση διαδικασίας
Η γωνία περιτύλιξης 90° χρησιμοποιείται ευρέως επειδή εξισορροπεί την πρακτικότητα και την επαναληψιμότητα.
ASTM G143 vs. ASTM D1894
Πολλοί χρήστες συγκρίνουν το ASTM G143 με ASTM D1894.
Χαρακτηριστικό γνώρισμα
ASTM G143
ASTM D1894
Γεωμετρία επαφής
Roller-Web
Επίπεδη επιφάνεια
Πρωταρχική εφαρμογή
Συστήματα μεταφοράς ιστού
Γενική τριβή υλικού
Μοντέλο τριβής
Capstan-Based
Sled-Based
Προσομοίωση διαδικασίας
Υψηλή
Μέτρια
Αξιολόγηση φιλμ συσκευασίας
Εξαιρετικό
Συνήθως χρησιμοποιείται
Η μέθοδος ASTM D1894 παραμένει η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος COF για μεμβράνες συσκευασίας, ενώ η μέθοδος ASTM G143 παρέχει μια πιο ρεαλιστική προσομοίωση των περιβαλλόντων παραγωγής με κυλίνδρους.
Εξοπλισμός για δοκιμές ASTM G143
Η εκτέλεση των δοκιμών ASTM G143 απαιτεί:
Μέτρηση δύναμης ακριβείας
Ελεγχόμενη μετατόπιση
Ρυθμιζόμενη ταχύτητα δοκιμής
Δυνατότητα απόκτησης δεδομένων
Εξειδικευμένα εξαρτήματα κυλίνδρων
Ρυθμιζόμενη διαμόρφωση γωνίας περιτύλιξης
Σύστημα φόρτισης υπό τάση
Πολλά εργαστήρια χρησιμοποιούν μια καθολική πλατφόρμα δοκιμών εφελκυσμού εξοπλισμένη με προσαρμοσμένα εξαρτήματα τριβής για τη μέτρηση της τριβής κυλίνδρου/υφάσματος.
Λύση Cell Instruments
Το TST-01 Δοκιμαστής εφελκυσμού μπορεί να χρησιμεύσει ως η βασική πλατφόρμα για δοκιμές ASTM G143 όταν συνδυάζεται με προσαρμοσμένο εξάρτημα τριβής κυλίνδρου/πλέγματος.
Τα βασικά πλεονεκτήματα περιλαμβάνουν:
Λειτουργία ελεγχόμενη από PLC με οθόνη αφής 7 ιντσών
Σύστημα κίνησης με σφαιρικό κοχλία υψηλής ακρίβειας
Ρυθμιζόμενη ταχύτητα από 1-500 mm/min
Δυναμικότητα έως 1 kN
Ακριβής μέτρηση μετατόπισης
Εμφάνιση καμπύλης δύναμης σε πραγματικό χρόνο
Προσαρμοσμένη ενσωμάτωση εξαρτημάτων
Ευέλικτη διαμόρφωση για εξειδικευμένες απαιτήσεις δοκιμών
Για εργαστήρια που αξιολογούν πολλαπλά υλικά και συνθήκες τριβής, οι προσαρμοσμένες διατάξεις και οι λύσεις πολλαπλών σταθμών μπορούν να βελτιώσουν περαιτέρω την αποτελεσματικότητα και την επαναληψιμότητα των δοκιμών.
Η κατανόηση των χαρακτηριστικών τριβής κυλίνδρου/ταινίας είναι απαραίτητη για τη διασφάλιση σταθερού χειρισμού της ταινίας, αποτελεσματικής κατασκευής και σταθερής ποιότητας προϊόντος. ASTM G143 παρέχει πολύτιμα δεδομένα για την αξιολόγηση υλικών, επιφανειών κυλίνδρων, επικαλύψεων και συνθηκών επεξεργασίας. Η Cell Instruments προσφέρει πλατφόρμες δοκιμών εφελκυσμού, προσαρμοσμένα εξαρτήματα τριβής και λύσεις δοκιμών για συγκεκριμένες εφαρμογές, σχεδιασμένες για την υποστήριξη του ASTM G143 και άλλων απαιτήσεων δοκιμών συντελεστή τριβής. Είτε αναπτύσσετε νέα υλικά είτε βελτιώνετε την απόδοση της παραγωγής, η επιλογή του κατάλληλου συστήματος δοκιμών μπορεί να βοηθήσει στη δημιουργία αξιόπιστων και αξιοποιήσιμων δεδομένων τριβής.