Szabványos vizsgálati módszer a szövedék/görgő súrlódási jellemzőinek mérésére
ASTM G143 egy szabványosított vizsgálati módszer, amelyet egy rugalmas szövetanyag és egy hengeres görgőfelület közötti súrlódási viselkedés értékelésére használnak. A módszer mind a statikus, mind a kinetikus súrlódási együtthatót (COF) méri a csúszó érintkezés során, és segít a gyártóknak megérteni, hogyan lépnek kölcsönhatásba a szövedékanyagok a hengerekkel a feldolgozási, nyomtatási, csomagolási, bevonási, laminálási és egyéb folyamatos szövedék-feldolgozási műveletek során.
A hagyományos síkfelületi súrlódási vizsgálatokkal ellentétben az ASTM G143 kifejezetten a következőkre összpontosít görgő/szál súrlódásmérés, amely szimulálja a valós gyártási körülményeket, ahol filmek, papír, fóliák, textíliák és más rugalmas anyagok haladnak a hengereken. Az így kapott súrlódási adatok felhasználhatók a folyamatoptimalizáláshoz, az anyagfejlesztéshez, a berendezések tervezéséhez és a minőségellenőrzéshez.
Miért fontos az ASTM G143 vizsgálat
Számos gyártási folyamat során a rugalmas anyagokat hajtott és tárcsás görgők sorozatán keresztül szállítják. A szövedék és a henger közötti súrlódási jellemzők közvetlenül befolyásolják a gép teljesítményét.
Ha a súrlódás túl alacsony:
Az anyag megcsúszhat a görgőkön
Regisztrációs hibák fordulhatnak elő
A webes nyomkövetés instabillá válhat
A termék károsodhat
Ha a súrlódás túl nagy:
Túlzott motorterhelés alakulhat ki
Kormányzási és követési problémák léphetnek fel
A felületi sérülések növekedhetnek
Az anyagmozgatás hatékonysága csökkenhet
Azáltal, hogy egy ASTM G143 súrlódási együttható vizsgálat, a gyártók számszerűsíthetik a görgő/szál kölcsönhatását, és megalapozott döntéseket hozhatnak az anyagválasztás, a görgőbevonatok, a kenőanyagok és a folyamatparaméterek tekintetében.
Mit mér az ASTM G143 szabvány?
A teszt meghatározza:
Paraméter
Leírás
Statikus súrlódási együttható (Static COF)
Ellenállás a csúszás megindulásával szemben
Kinetikus súrlódási együttható (dinamikus COF)
Ellenállás folyamatos csúszás közben
Súrlódási erő
A szövedéknek a hengeren való mozgatásához szükséges erő
A görgő és a szalag kölcsönhatásának jellemzői
Általános súrlódási viselkedés szimulált üzemi körülmények között
Ezek a mérések értékes információkkal szolgálnak a következőkhöz:
Folyamatirányítás
Görgő kiválasztása
Felületi bevonat értékelése
Kenőanyag-értékelés
Termékfejlesztés
Minőségbiztosítás
Az ASTM G143 vizsgálati elve
A hengeres szövedékrendszerek cof vizsgálati módszere a capstan súrlódási elvén alapul.
Egy keskeny anyagszalagot egy meghatározott tekercselési szögben egy álló hengeres henger köré tekercselnek. A minta egyik végét egy erőmérő eszközhöz rögzítik, míg a másik végére ismert feszültséget alkalmaznak.
Miközben a próbadarab a görgő felületén csúszik, folyamatosan mérik a súrlódás leküzdéséhez szükséges erőt. A statikus és kinetikus súrlódási együtthatót ezután a mért feszültségértékekből számítják ki.
A számítás a capstan-egyenleten alapul:
μ =
ln(T2/T1)
θ
Hol:
μ = súrlódási együttható
T₂ = nagyobb feszítőerő
T₁ = alsó feszítőerő
θ = tekercselési szög radiánban
Ez a megközelítés lehetővé teszi az ipari termelési környezetekben általánosan használt szövegtovábbító rendszerek valósághű szimulációját.
ASTM G143 vizsgálati eljárás
Minta előkészítése
A megbízható eredményekhez elengedhetetlen a minta megfelelő előkészítése.
A tipikus minta méretei a következők:
Paraméter
Tipikus érték
Szélesség
25 mm
Hosszúság
500 mm
Minimális replikák
3
Fontos szempontok:
Amikor csak lehetséges, használjon szűz anyagot.
Kerülje a vizsgálati felületek érintését.
Megakadályozza a minták peremén lévő görcsök kialakulását.
Fenntartani a minta következetes irányultságát.
Az anyagokat a gyártáskori állapotukban kell vizsgálni, hacsak másképp nem határozzák meg.
Minta rögzítése
A mintát a következőkkel szerelik fel:
Az egyik végének csatlakoztatása az erőátalakítóhoz.
A próbadarabot a vizsgálóhengerre húzza.
A megadott feszítősúly alkalmazása.
Megfelelő igazítás biztosítása.
Az éles kanyarok vagy ráncok elkerülése.
A helyes rögzítés minimalizálja a tesztelési variabilitást és javítja a megismételhetőséget.
Csúszó paraméterek beállítása
Csúszási sebesség
Az ASTM G143 a tényleges alkalmazást szimuláló sebességek kiválasztását javasolja.
A tipikus vizsgálati sebességek a következők között mozognak:
5 mm/perc és 100 mm/perc között az alacsony csúszásszintű szimulációkhoz
Nagyobb sebességek, ha speciális alkalmazások megkövetelik
A sebesség kiválasztásának lehetőség szerint a valós üzemi körülményeket kell tükröznie.
Csúszási távolság
A statikus COF meghatározásához:
A csúszás röviddel a mozgás megkezdése után megállhat.
Statikus és kinetikus COF-meghatározáshoz:
Hosszabb csúszási távolságok ajánlottak.
Általában használt ASTM laboratóriumi vizsgálatok:
150 mm csúszási távolság
Hálózati feszültség
A szövetfeszültségnek a tényleges technológiai körülményeket kell képviselnie.
A tipikus vizsgálatok a következőket foglalhatják magukban:
Többféle feszültségszint
Maximális feszültség akár 150 N egy 25 mm-es szalagon
45 N körüli megismételhetőségi vizsgálatok
Csúszó paraméterek beállítása
A tekercselési szög jelentősen befolyásolja a súrlódási számításokat.
A közös értékek közé tartoznak:
Wrap szög
Alkalmazás
90°
Az ASTM G143 által ajánlott
180°
Maximálisan megengedett
Egyedi szögek
Folyamatszimuláció
A 90°-os tekercselési szöget széles körben használják, mert ez egyensúlyt teremt a praktikusság és a megismételhetőség között.
ASTM G143 vs. ASTM D1894
Sok felhasználó az ASTM G143-at az alábbiakkal hasonlítja össze ASTM D1894.
Jellemző
ASTM G143
ASTM D1894
Kapcsolat geometria
Roller-Web
Sima felület
Elsődleges alkalmazás
Webes szállítási rendszerek
Általános anyagsúrlódás
Súrlódási modell
Capstan-alapú
Szánkóalapú
Folyamat szimuláció
Magas
Mérsékelt
Csomagolófóliák értékelése
Kiváló
Általánosan használt
Az ASTM D1894 továbbra is a legszélesebb körben használt csomagolófólia COF-módszer, míg az ASTM G143 a görgős gyártási környezetek reálisabb szimulációját biztosítja.
Az ASTM G143 vizsgálathoz szükséges berendezések
Az ASTM G143 vizsgálat elvégzéséhez:
Precíziós erőmérés
Ellenőrzött elmozdulás
Állítható vizsgálati sebesség
Adatgyűjtési képesség
Speciális görgős szerelvények
Állítható tekercselési szög konfiguráció
Feszültségterhelési rendszer
Sok laboratórium egyedi súrlódási rögzítőkkel felszerelt univerzális szakítóvizsgálati platformot használ a görgős/szálas súrlódásmérés elvégzéséhez.
Cell Instruments megoldás
A TST-01 szakítómérő az ASTM G143 vizsgálat központi platformjaként szolgálhat, ha egy testreszabott görgős/szálas súrlódási rögzítéssel kombinálják.
A legfontosabb előnyök a következők:
PLC-vezérelt működés 7 colos érintőképernyővel
Nagy pontosságú golyóscsavaros meghajtórendszer
Állítható sebesség 1-500 mm/perc között
Erőkapacitás 1 kN-ig
Pontos elmozdulásmérés
Valós idejű erőgörbe-kijelzés
Egyedi rögzítőelemek integrálása
Rugalmas konfiguráció a speciális tesztelési követelményekhez
A többféle anyagot és súrlódási körülményt vizsgáló laboratóriumok számára a testre szabott rögzítések és a többállomásos megoldások tovább javíthatják a tesztelés hatékonyságát és megismételhetőségét.
A henger/szalag súrlódási jellemzőinek megértése alapvető fontosságú a stabil szalagkezelés, a hatékony gyártás és az egyenletes termékminőség biztosításához. ASTM G143 értékes adatokat szolgáltat az anyagok, hengerfelületek, bevonatok és feldolgozási körülmények értékeléséhez. Az Cell Instruments szakítóvizsgálati platformokat, testre szabott súrlódási rögzítőket és alkalmazásspecifikus vizsgálati megoldásokat kínál, amelyeket az ASTM G143 és más súrlódási együttható-vizsgálati követelmények támogatására terveztek. Akár új anyagok kifejlesztéséről, akár a gyártási teljesítmény javításáról van szó, a megfelelő vizsgálati rendszer kiválasztása segíthet megbízható és felhasználható súrlódási adatok előállításában.