Standarditestausmenetelmä rainan ja rullan kitkaominaisuuksien mittaamiseksi
ASTM G143 on standardoitu testimenetelmä, jota käytetään joustavan rainan ja lieriörullan pinnan välisen kitkakäyttäytymisen arviointiin. Menetelmällä mitataan sekä staattista että kineettistä kitkakerrointa (COF) liukukosketuksen aikana, ja se auttaa valmistajia ymmärtämään, miten rainan materiaalit ovat vuorovaikutuksessa rullien kanssa konvertoinnissa, painamisessa, pakkaamisessa, päällystämisessä, laminoinnissa ja muissa jatkuvatoimisissa rainankäsittelytoiminnoissa.
Toisin kuin tavanomaisissa tasaisen pinnan kitkatesteissä, ASTM G143:ssa keskitytään erityisesti seuraaviin tekijöihin rullan/kudoksen kitkan mittaus, simuloiden todellisia tuotanto-olosuhteita, joissa kalvot, paperi, kalvot, tekstiilit ja muut joustavat materiaalit kulkevat rullien yli. Tuloksena saatuja kitkatietoja voidaan käyttää prosessin optimointiin, materiaalien kehittämiseen, laitteiden suunnitteluun ja laadunvalvontaan.
Miksi ASTM G143 -testaus on tärkeää
Monissa tuotantoprosesseissa joustavia materiaaleja kuljetetaan sarjan vetävien ja tyhjäkäyntirullien kautta. Kiskon ja rullan väliset kitkaominaisuudet vaikuttavat suoraan koneen suorituskykyyn.
Jos kitka on liian alhainen:
Materiaali voi liukua rullilla
Rekisteröintivirheitä voi esiintyä
Verkkoseuranta voi muuttua epävakaaksi
Tuote voi vahingoittua
Jos kitka on liian suuri:
Moottorin liiallinen kuormitus voi kehittyä
Ohjaus- ja seurantaongelmia voi esiintyä
Pintavauriot voivat lisääntyä
Materiaalinkäsittelyn tehokkuus voi laskea
Suorittamalla ASTM G143 kitkakertoimen testi, valmistajat voivat mitata rullan ja telan vuorovaikutuksen ja tehdä tietoon perustuvia päätöksiä materiaalivalinnoista, rullan pinnoitteista, voiteluaineista ja prosessiparametreista.
Mitä ASTM G143:ssa mitataan?
Testissä määritetään:
Parametri
Kuvaus
Staattinen kitkakerroin (Static COF)
Vastus liukumisen käynnistymiselle
Kineettinen kitkakerroin (dynaaminen COF)
Vastus jatkuvan liukumisen aikana
Kitkavoima
Rullan siirtämiseen telan yli tarvittava voima
Rullan ja rainan vuorovaikutusominaisuudet
Yleinen kitkakäyttäytyminen simuloiduissa käyttöolosuhteissa
Nämä mittaukset antavat arvokasta tietoa seuraavista asioista:
Prosessin ohjaus
Rullan valinta
Pintakäsittelyn arviointi
Voiteluaineen arviointi
Tuotekehitys
Laadunvarmistus
ASTM G143:n testausperiaate
The rullarullajärjestelmien cof-testausmenetelmä perustuu kapstanin kitkaperiaatteeseen.
Kapea raitamateriaalikaistale kääritään paikallaan olevan lieriörullan ympärille tietyllä käärimiskulmalla. Näytteen toinen pää kiinnitetään voimanmittauslaitteeseen, kun vastakkaiseen päähän kohdistetaan tunnettu jännitys.
Kun näyte liukuu rullan pinnalla, kitkan voittamiseen tarvittava voima mitataan jatkuvasti. Tämän jälkeen mitatuista jännitysarvoista lasketaan staattinen ja kineettinen kitkakerroin.
Laskelma perustuu capstanin yhtälöön:
μ =
ln(T2/T1)
θ
Missä:
μ = kitkakerroin
T₂ = suurempi vetovoima
T₁ = alempi jännitysvoima
θ = käärimiskulma radiaaneina
Tämä lähestymistapa mahdollistaa teollisissa tuotantoympäristöissä yleisesti käytettyjen verkkokuljetusjärjestelmien realistisen simuloinnin.
ASTM G143 Testausmenettely
Näytteen valmistelu
Näytteen asianmukainen valmistelu on välttämätöntä luotettavien tulosten saamiseksi.
Tyypillisiä näytteen mittoja ovat:
Parametri
Tyypillinen arvo
Leveys
25 mm
Pituus
500 mm
Vähimmäisjäljennökset
3
Tärkeitä näkökohtia:
Käytä neitseellistä materiaalia aina kun mahdollista.
Vältä koskemasta testipintoihin.
Ehkäise näytteiden reunapurseet.
Säilytä johdonmukainen näytteen suuntaus.
Testataan materiaalit valmistuskunnossaan, ellei toisin mainita.
Näytteen kiinnitys
Näyte kiinnitetään:
Kiinnitetään toinen pää voima-anturiin.
Näyte vedetään testirullan päälle.
Sovelletaan määritettyä kiristyspainoa.
Oikean linjauksen varmistaminen.
Vältetään teräviä mutkia tai ryppyjä.
Oikea asennus minimoi testauksen vaihtelun ja parantaa toistettavuutta.
Liukuparametrien asettaminen
Liukuva nopeus
ASTM G143 suosittelee valitsemaan nopeudet, jotka simuloivat todellista käyttöä.
Tyypilliset testausnopeudet vaihtelevat välillä:
5 mm/min - 100 mm/min matalan luiston simulointeja varten.
Suuremmat nopeudet erityissovellusten vaatiessa
Nopeuden valinnan tulisi mahdollisuuksien mukaan heijastaa todellisia käyttöolosuhteita.
Liukuetäisyys
Staattisen COF:n määrittämiseksi:
Liukuminen voi pysähtyä pian liikkeen alkamisen jälkeen.
Staattisen ja kineettisen COF:n määrittämistä varten:
Pidemmät liukumatkaetäisyydet ovat suositeltavia.
Yleisesti käytetyt ASTM-laboratorioiden väliset tutkimukset:
150 mm liukuväli
Verkon jännitys
Raideverkon kireyden olisi edustettava todellisia prosessiolosuhteita.
Tyypillisiä testejä voivat olla:
Useita jännitystasoja
Maksimijännitys jopa 150 N 25 mm:n nauhalle.
Toistettavuustutkimukset noin 45 N
Liukuparametrien asettaminen
Kietoutumiskulma vaikuttaa merkittävästi kitkalaskelmiin.
Yleisiä arvoja ovat:
Kietoutumiskulma
Hakemus
90°
Suositellaan ASTM G143:n mukaan
180°
Suurin sallittu
Mukautetut kulmat
Prosessin simulointi
90°:n käärintäkulmaa käytetään yleisesti, koska siinä on tasapaino käytännöllisyyden ja toistettavuuden välillä.
ASTM G143 vs. ASTM D1894
Monet käyttäjät vertaavat ASTM G143:aa ASTM D1894.
Ominaisuus
ASTM G143
ASTM D1894
Kosketusgeometria
Roller-Web
Tasainen pinta
Ensisijainen sovellus
Verkkokuljetusjärjestelmät
Yleinen materiaalin kitka
Kitkamalli
Capstan-pohjainen
Kelkkapohjainen
Prosessin simulointi
Korkea
Kohtalainen
Pakkauskalvojen arviointi
Erinomainen
Yleisesti käytetty
ASTM D1894 on edelleen yleisimmin käytetty pakkauskalvojen COF-menetelmä, kun taas ASTM G143 simuloi realistisemmin rullavetoisia tuotantoympäristöjä.
ASTM G143 -testauslaitteet
ASTM G143 -testien suorittaminen edellyttää:
Tarkka voimanmittaus
Hallittu siirtymä
Säädettävä testinopeus
Tiedonkeruuvalmiudet
Erikoistuneet rullakiinnikkeet
Säädettävä kietoutumiskulma
Jännityskuormitusjärjestelmä
Monissa laboratorioissa käytetään yleiskäyttöistä vetotestausalustaa, joka on varustettu räätälöidyillä kitkakiinnikkeillä, rullan ja rainan kitkamittausten suorittamiseen.
Cell Instruments Ratkaisu
The TST-01 vetotesteri voi toimia ASTM G143 -testien keskeisenä alustana, kun se yhdistetään räätälöityyn rulla-/kangaskitkalaitteeseen.
Tärkeimpiä etuja ovat:
PLC-ohjattu toiminta 7-tuumaisella kosketusnäytöllä
Korkean tarkkuuden palloruuvikäyttöjärjestelmä
Säädettävä nopeus 1-500 mm/min
Voimakapasiteetit enintään 1 kN
Tarkka siirtymän mittaus
Reaaliaikainen voimakäyrän näyttö
Mukautetun kiinnikkeen integrointi
Joustava kokoonpano erikoistestausvaatimuksia varten
Laboratorioissa, joissa arvioidaan useita materiaaleja ja kitkaolosuhteita, räätälöidyt kiinnikkeet ja moniasemaratkaisut voivat parantaa testauksen tehokkuutta ja toistettavuutta entisestään.
Rullan ja telan kitkaominaisuuksien ymmärtäminen on olennaisen tärkeää, jotta voidaan varmistaa vakaa telan käsittely, tehokas valmistus ja tasainen tuotteen laatu. ASTM G143 tarjoaa arvokasta tietoa materiaalien, telapintojen, pinnoitteiden ja käsittelyolosuhteiden arvioimiseksi. Cell Instruments tarjoaa vetotestausalustoja, räätälöityjä kitkalaitteita ja sovelluskohtaisia testausratkaisuja, jotka on suunniteltu tukemaan ASTM G143:n ja muita kitkakertoimen testausvaatimuksia. Olitpa sitten kehittämässä uusia materiaaleja tai parantamassa tuotannon suorituskykyä, sopivan testausjärjestelmän valinta voi auttaa tuottamaan luotettavia ja käyttökelpoisia kitkatietoja.