ASTM G143

ASTM G143

ウェブ/ローラ摩擦特性の測定に関する標準試験方法

ASTM G143 は、柔軟なウェブ材料と円筒状ローラー表面の間の摩擦挙動を評価するために使用される標準化された試験方法です。この方法は、摺動接触中の静摩擦係数(COF)と動摩擦係数(COF)の両方を測定し、コンバーティング、印刷、パッケージング、コーティング、ラミネート、その他の連続的なウェブ加工作業において、ウェブ材料がローラーとどのように相互作用するかをメーカーが理解するのに役立ちます。.

従来の平面摩擦試験とは異なり、ASTM G143は特に次の点に重点を置いている。 ローラー/ウェブの摩擦測定, フィルム、紙、箔、織物、その他の柔軟な素材がローラーを通過する実際の生産条件をシミュレートします。得られた摩擦データは、プロセスの最適化、材料開発、設備設計、品質管理に利用できます。.

ASTM G143試験が重要な理由

多くの製造工程では、柔軟な材料は一連の従動ローラーとアイドラーローラーを通して搬送されます。ウェブとローラーの間の摩擦特性は、機械の性能に直接影響します。.

摩擦が低すぎる場合:

  • 材料がローラーの上で滑ることがある
  • 登録エラーが発生する可能性があります
  • ウェブトラッキングが不安定になることがある
  • 製品の損傷につながる可能性があります

摩擦が高すぎる場合:

  • 過大なモーター負荷が発生する可能性がある
  • ステアリングとトラッキングの問題が発生する可能性がある
  • 表面のダメージが大きくなる可能性がある
  • マテリアルハンドリングの効率が低下する可能性がある

を実行する。 ASTM G143 摩擦係数試験, メーカーは、ローラーとウェブの相互作用を定量化し、材料の選択、ローラーコーティング、潤滑剤、プロセスパラメータに関する情報に基づいた決定を下すことができます。.

ASTM G143では何を測定するのか?

この検査で判断される:

パラメータ説明
静摩擦係数(スタティックCOF)滑走開始に対する耐性
動摩擦係数(ダイナミックCOF)連続滑走時の抵抗
摩擦力ウェブがローラー上を移動するのに必要な力
ローラーとウェブの相互作用特性模擬運転条件下での全体的な摩擦挙動

これらの測定は、以下のような貴重な情報を提供する:

  • プロセス制御
  • ローラーの選択
  • 表面コーティング評価
  • 潤滑油の評価
  • 製品開発
  • 品質保証

ASTM G143の試験原理

について ローラーウェブシステムのCof試験方法 はキャプスタン摩擦の原理に基づいている。.

固定された円筒形ローラーに、幅の狭いウェブ材を所定の巻き付け角度で巻き付ける。試験片の一端を力測定装置に取り付け、反対側の端に既知の張力をかける。.

試験片がローラー表面を滑るとき、摩擦に打ち勝つのに必要な力が連続的に測定される。そして、測定された張力値から静摩擦係数と動摩擦係数が計算される。.

計算はキャプスタンの方程式に基づいている:

μ =

ln(T2/T1)

 

θ

どこでだ:

  • μ=摩擦係数
  • T₂ = より高い張力
  • T₁=下部引張力
  • θ=ラップ角(ラジアン

このアプローチは、工業生産環境で一般的に使用されるウェブ輸送システムの現実的なシミュレーションを可能にする。.

ASTM G143 試験手順

標本の準備

信頼できる結果を得るためには、適切な検体調製が不可欠である。.

典型的な試料の寸法は以下の通りである:

パラメータ代表値
25 mm
長さ500 mm
最小複製数3

重要な考慮事項

  • 可能な限りバージン材を使用する。.
  • 試験面に触れないこと。.
  • 試料のエッジバリを防ぐ。.
  • 一貫したサンプルの方向性を維持する。.
  • 特に指定のない限り、材料は製造時の状態で試験すること。.

試料の取り付け

標本はこうしてマウントされる:

  1. 一方の端を力変換器に取り付ける。.
  2. 試験片を試験ローラーにかける。.
  3. 規定のテンションウェイトをかける。.
  4. 適切なアライメントを確保する。.
  5. 鋭利な曲がりやシワを避ける。.

正しい取り付けは、試験のばらつきを最小限に抑え、再現性を向上させます。.

スライディング・パラメーターの設定

スライディング速度

ASTM G143では、実際の用途をシミュレートした速度を選択することを推奨している。.

一般的な試験速度は以下の通り:

  • 5 mm/min~100 mm/min 低滑シミュレーション用
  • 特定のアプリケーションで必要とされる高速化

速度の選択は、可能な限り実際の運転条件を反映させるべきである。.

滑走距離

静的COF決定用:

  • スライディングは、動き始めて間もなく止まることがある。.

静的および動力学的COF決定用:

  • 滑走距離は長めを推奨する。.

一般的に使用されているASTM試験所間試験:

  • 150 mm スライド距離

ウェブ・テンション

ウェブの張力は、実際のプロセス条件を表すべきである。.

典型的な検査には、以下のようなものがある:

  • 複数のテンション・レベル
  • 25mmストリップで最大張力150N
  • 45N付近での再現性試験

スライディング・パラメーターの設定

ラップ角は摩擦計算に大きく影響する。.

一般的な値は以下の通り:

ラップアングル申し込み
90°ASTM G143推奨
180°最大許容値
カスタム・アングルプロセスシミュレーション

90°のラップ角が広く使われているのは、実用性と再現性のバランスが取れているからだ。.

ASTM G143とASTM D1894の比較

多くのユーザーはASTM G143を ASTM D1894.

特徴ASTM G143ASTM D1894
コンタクト・ジオメトリーローラーウェブ平面
主な用途ウェブ・トランスポート・システム一般材料摩擦
摩擦モデルキャプスタンベースソリベース
プロセス・シミュレーション高い中程度
包装フィルムの評価素晴らしい一般的に使用される

ASTM D1894は現在も最も広く使用されている包装用フィルムCOF法であり、ASTM G143はローラー駆動の生産環境のより現実的なシミュレーションを提供する。.

ASTM G143試験用機器

ASTM G143試験を実施するには、以下のことが必要です:

  • 精密力測定
  • 制御された変位
  • 調整可能なテスト速度
  • データ収集能力
  • 専用ローラー台
  • 調整可能なラップアングル構成
  • 張力負荷システム

多くの試験所は、ローラー/ウェブの摩擦測定を行うために、特注の摩擦治具を装備した万能引張試験プラットフォームを使用している。.

Cell Instrumentsソリューション

について TST-01 引張試験機 は、カスタマイズしたローラー/ウェブ摩擦固定具と組み合わせることで、ASTM G143試験の中核プラットフォームとして機能します。.

主な利点は以下の通り:

  • 7インチタッチスクリーンによるPLC制御操作
  • 高精度ボールねじ駆動システム
  • 1~500mm/分の範囲で速度調整可能
  • 最大1 kNまでの力容量
  • 正確な変位測定
  • リアルタイムフォースカーブ表示
  • カスタム器具の統合
  • 特殊な試験要件に対応する柔軟な構成

複数の材料や摩擦条件を評価する試験室では、カスタマイズした治具やマルチステーション・ソリューションによって、試験の効率と再現性をさらに向上させることができます。.

ローラーとウェブの摩擦特性を理解することは、安定したウェブハンドリング、効率的な製造、安定した製品品質を確保するために不可欠です。. ASTM G143 は、材料、ローラー表面、コーティング、加工条件の評価に貴重なデータを提供します。Cell Instrumentsは、ASTM G143やその他の摩擦係数試験要件をサポートするために設計された引張試験プラットフォーム、カスタマイズされた摩擦治具、アプリケーション固有の試験ソリューションを提供します。新素材の開発や生産性能の向上にかかわらず、適切な試験システムを選択することで、信頼性が高く実用的な摩擦データを作成することができます。.

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