Metode Uji Standar untuk Pengukuran Karakteristik Gesekan Web/Roller
ASTM G143 adalah metode uji standar yang digunakan untuk mengevaluasi perilaku gesekan antara bahan web fleksibel dan permukaan rol silinder. Metode ini mengukur koefisien gesekan statis dan kinetis (COF) selama kontak geser dan membantu produsen memahami bagaimana bahan web berinteraksi dengan rol dalam mengubah, mencetak, mengemas, melapisi, melaminasi, dan operasi pemrosesan web kontinu lainnya.
Tidak seperti uji gesekan permukaan datar konvensional, ASTM G143 berfokus secara khusus pada pengukuran gesekan roller/web, mensimulasikan kondisi produksi nyata di mana film, kertas, foil, tekstil, dan bahan fleksibel lainnya bergerak melintasi rol. Data gesekan yang dihasilkan dapat digunakan untuk pengoptimalan proses, pengembangan material, desain peralatan, dan kontrol kualitas.
Mengapa Pengujian ASTM G143 Penting
Dalam banyak proses manufaktur, material fleksibel diangkut melalui serangkaian roller yang digerakkan dan roller pemalas. Karakteristik gesekan antara web dan roller secara langsung memengaruhi kinerja mesin.
Jika gesekan terlalu rendah:
Bahan dapat tergelincir pada rol
Kesalahan registrasi dapat terjadi
Pelacakan web dapat menjadi tidak stabil
Kerusakan produk dapat terjadi
Jika gesekan terlalu tinggi:
Beban motor yang berlebihan dapat terjadi
Masalah kemudi dan pelacakan dapat terjadi
Kerusakan permukaan dapat meningkat
Efisiensi penanganan material dapat menurun
Dengan melakukan Uji koefisien gesekan ASTM G143, produsen dapat mengukur interaksi roller/web dan membuat keputusan yang tepat terkait pemilihan material, pelapis roller, pelumas, dan parameter proses.
Gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan jaring di atas roller
Karakteristik Interaksi Roller/Web
Perilaku gesekan secara keseluruhan dalam kondisi operasi yang disimulasikan
Pengukuran ini memberikan informasi yang berharga untuk:
Kontrol proses
Pemilihan roller
Evaluasi lapisan permukaan
Penilaian pelumas
Pengembangan produk
Jaminan kualitas
Prinsip Pengujian ASTM G143
The metode uji cof dari sistem web roller didasarkan pada prinsip gesekan penggulung.
Sepotong bahan web yang sempit dililitkan di sekitar rol silinder stasioner pada sudut lilitan yang ditentukan. Salah satu ujung spesimen dipasang pada alat pengukur gaya sementara tegangan yang diketahui diterapkan pada ujung yang berlawanan.
Saat spesimen meluncur melintasi permukaan rol, gaya yang diperlukan untuk mengatasi gesekan terus diukur. Koefisien gesekan statis dan kinetis kemudian dihitung dari nilai tegangan yang diukur.
Perhitungan didasarkan pada persamaan penggulung:
μ =
ln(T2/T1)
θ
Dimana:
μ = koefisien gesekan
T₂ = gaya tegangan yang lebih tinggi
T₁ = gaya tegangan yang lebih rendah
θ = sudut bungkus dalam radian
Pendekatan ini memungkinkan simulasi realistis sistem transportasi web yang biasa digunakan dalam lingkungan produksi industri.
Prosedur Uji ASTM G143
Persiapan Spesimen
Persiapan spesimen yang tepat sangat penting untuk mendapatkan hasil yang andal.
Dimensi spesimen yang umum meliputi:
Parameter
Nilai Khas
Lebar
25 mm
Panjang
500 mm
Replikasi Minimum
3
Pertimbangan penting:
Gunakan bahan yang masih perawan bila memungkinkan.
Hindari menyentuh permukaan uji.
Mencegah gerinda tepi pada spesimen.
Pertahankan orientasi sampel yang konsisten.
Bahan uji dalam kondisi seperti saat diproduksi kecuali ditentukan lain.
Pemasangan Spesimen
Spesimen dipasang oleh:
Memasang salah satu ujungnya ke transduser gaya.
Menggantungkan spesimen di atas rol uji.
Menerapkan bobot pengencangan yang ditentukan.
Memastikan keselarasan yang tepat.
Menghindari tikungan atau kerutan yang tajam.
Pemasangan yang benar meminimalkan variabilitas pengujian dan meningkatkan pengulangan.
Mengatur Parameter Geser
Kecepatan Geser
ASTM G143 merekomendasikan pemilihan kecepatan yang mensimulasikan aplikasi aktual.
Kecepatan pengujian tipikal berkisar dari:
5 mm/menit hingga 100 mm/menit untuk simulasi selip rendah
Kecepatan yang lebih tinggi bila diperlukan oleh aplikasi tertentu
Pemilihan kecepatan harus mencerminkan kondisi pengoperasian yang sesungguhnya bilamana memungkinkan.
Jarak Geser
Untuk penentuan COF statis:
Pergeseran dapat berhenti sesaat setelah gerakan dimulai.
Untuk penentuan COF statis dan kinetis:
Jarak geser yang lebih jauh direkomendasikan.
Studi antar laboratorium ASTM yang biasa digunakan:
Jarak geser 150 mm
Ketegangan Web
Ketegangan web harus mewakili kondisi proses yang sebenarnya.
Pengujian yang umum dilakukan dapat meliputi:
Beberapa tingkat ketegangan
Ketegangan maksimum hingga 150 N pada strip 25 mm
Studi pengulangan sekitar 45 N
Mengatur Parameter Geser
Sudut bungkus secara signifikan memengaruhi perhitungan gesekan.
Nilai-nilai yang umum meliputi:
Sudut Bungkus
Aplikasi
90°
Direkomendasikan oleh ASTM G143
180°
Maksimum yang diizinkan
Sudut Khusus
Simulasi proses
Sudut pembungkusan 90° banyak digunakan, karena menyeimbangkan kepraktisan dan pengulangan.
ASTM G143 vs ASTM D1894
Banyak pengguna membandingkan ASTM G143 dengan ASTM D1894.
Fitur
ASTM G143
ASTM D1894
Hubungi Geometri
Roller-Web
Permukaan datar
Aplikasi Utama
Sistem Transportasi Web
Gesekan Material Umum
Model Gesekan
Berbasis Penggulung
Berbasis Kereta Luncur
Simulasi Proses
Tinggi
Sedang
Evaluasi Film Kemasan
Luar biasa
Umumnya Digunakan
ASTM D1894 tetap menjadi metode COF film kemasan yang paling banyak digunakan, sementara ASTM G143 memberikan simulasi yang lebih realistis dari lingkungan produksi yang digerakkan oleh rol.
Peralatan untuk Pengujian ASTM G143
Melakukan pengujian ASTM G143 membutuhkan:
Pengukuran gaya yang presisi
Perpindahan yang terkendali
Kecepatan uji yang dapat disesuaikan
Kemampuan akuisisi data
Perlengkapan rol khusus
Konfigurasi sudut bungkus yang dapat disesuaikan
Sistem pemuatan tegangan
Banyak laboratorium menggunakan platform pengujian tarik universal yang dilengkapi dengan perlengkapan gesekan khusus untuk melakukan pengukuran gesekan roller/web.
Solusi Cell Instruments
The Penguji Tarik TST-01 dapat berfungsi sebagai platform inti untuk pengujian ASTM G143 bila dikombinasikan dengan perlengkapan gesekan roller/web yang disesuaikan.
Keuntungan utama meliputi:
Pengoperasian yang dikendalikan PLC dengan layar sentuh 7 inci
Sistem penggerak sekrup bola presisi tinggi
Kecepatan yang dapat disesuaikan dari 1-500 mm/menit
Kapasitas gaya hingga 1 kN
Pengukuran perpindahan yang akurat
Tampilan kurva gaya waktu nyata
Integrasi perlengkapan khusus
Konfigurasi yang fleksibel untuk persyaratan pengujian khusus
Untuk laboratorium yang mengevaluasi berbagai bahan dan kondisi gesekan, perlengkapan khusus dan solusi multi-stasiun dapat lebih meningkatkan efisiensi dan pengulangan pengujian.
Memahami karakteristik gesekan roller/web sangat penting untuk memastikan penanganan web yang stabil, manufaktur yang efisien, dan kualitas produk yang konsisten. ASTM G143 memberikan data berharga untuk mengevaluasi material, permukaan roller, pelapis, dan kondisi pemrosesan. Cell Instruments menawarkan platform pengujian tarik, perlengkapan gesekan yang disesuaikan, dan solusi pengujian khusus aplikasi yang dirancang untuk mendukung ASTM G143 dan persyaratan pengujian koefisien gesekan lainnya. Baik Anda sedang mengembangkan material baru atau meningkatkan kinerja produksi, memilih sistem pengujian yang sesuai dapat membantu menghasilkan data gesekan yang andal dan dapat ditindaklanjuti.