ASTM G143

ASTM G143

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:

ParametriKuvaus
Staattinen kitkakerroin (Static COF)Vastus liukumisen käynnistymiselle
Kineettinen kitkakerroin (dynaaminen COF)Vastus jatkuvan liukumisen aikana
KitkavoimaRullan siirtämiseen telan yli tarvittava voima
Rullan ja rainan vuorovaikutusominaisuudetYleinen 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:

ParametriTyypillinen arvo
Leveys25 mm
Pituus500 mm
Vähimmäisjäljennökset3

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:

  1. Kiinnitetään toinen pää voima-anturiin.
  2. Näyte vedetään testirullan päälle.
  3. Sovelletaan määritettyä kiristyspainoa.
  4. Oikean linjauksen varmistaminen.
  5. 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:

KietoutumiskulmaHakemus
90°Suositellaan ASTM G143:n mukaan
180°Suurin sallittu
Mukautetut kulmatProsessin 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.

OminaisuusASTM G143ASTM D1894
KosketusgeometriaRoller-WebTasainen pinta
Ensisijainen sovellusVerkkokuljetusjärjestelmätYleinen materiaalin kitka
KitkamalliCapstan-pohjainenKelkkapohjainen
Prosessin simulointiKorkeaKohtalainen
Pakkauskalvojen arviointiErinomainenYleisesti 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.

fiFI