ASTM G143

ASTM G143

Standard prøvingsmetode for måling av friksjonsegenskaper for bane/valse

ASTM G143 er en standardisert testmetode som brukes til å evaluere friksjonen mellom et fleksibelt banemateriale og en sylindrisk valseoverflate. Metoden måler både den statiske og kinetiske friksjonskoeffisienten (COF) under glidekontakt og hjelper produsenter med å forstå hvordan banematerialer samvirker med valser ved konvertering, trykking, emballering, belegning, laminering og andre kontinuerlige baneprosesseringsoperasjoner.

I motsetning til konvensjonelle friksjonstester på flate overflater, fokuserer ASTM G143 spesielt på måling av friksjon mellom rulle og nett, Det er mulig å simulere virkelige produksjonsforhold der filmer, papir, folier, tekstiler og andre fleksible materialer beveger seg over valser. De resulterende friksjonsdataene kan brukes til prosessoptimalisering, materialutvikling, utstyrsdesign og kvalitetskontroll.

Hvorfor ASTM G143-testing er viktig

I mange produksjonsprosesser transporteres fleksible materialer gjennom en serie med driv- og løpevalser. Friksjonsegenskapene mellom banen og valsen har direkte innvirkning på maskinens ytelse.

Hvis friksjonen er for lav:

  • Materialet kan skli på rullene
  • Registreringsfeil kan forekomme
  • Nettsporing kan bli ustabilt
  • Det kan oppstå skade på produktet

Hvis friksjonen er for høy:

  • Overdreven motorbelastning kan utvikle seg
  • Det kan oppstå problemer med styring og sporing
  • Overflateskader kan øke
  • Materialhåndteringseffektiviteten kan reduseres

Ved å utføre en ASTM G143 test av friksjonskoeffisient, kan produsentene kvantifisere samspillet mellom valse og nett og ta informerte beslutninger om materialvalg, valsebelegg, smøremidler og prosessparametere.

Hva måles i ASTM G143?

Testen avgjør:

ParameterBeskrivelse
Statisk friksjonskoeffisient (statisk COF)Motstand mot initiering av glidning
Kinetisk friksjonskoeffisient (dynamisk COF)Motstand under kontinuerlig glidning
FriksjonskraftKraft som kreves for å flytte banen over valsen
Interaksjonsegenskaper mellom rulle og nettOverordnet friksjonsoppførsel under simulerte driftsforhold

Disse målingene gir verdifull informasjon for:

  • Prosesskontroll
  • Valg av valser
  • Evaluering av overflatebelegg
  • Vurdering av smøremiddel
  • Produktutvikling
  • Kvalitetssikring

Testprinsipp for ASTM G143

Den cof-testmetode for rullebanesystemer er basert på friksjonsprinsippet.

En smal stripe av banemateriale vikles rundt en stasjonær sylindrisk rulle med en spesifisert viklingsvinkel. Den ene enden av prøven festes til en kraftmåler, mens en kjent spenning påføres den motsatte enden.

Etter hvert som prøven glir over rulleoverflaten, måles kontinuerlig kraften som kreves for å overvinne friksjonen. De statiske og kinetiske friksjonskoeffisientene beregnes deretter ut fra de målte spenningsverdiene.

Beregningen er basert på capstan-ligningen:

μ =

ln(T2/T1)

 

θ

Hvor?

  • μ = friksjonskoeffisient
  • T₂ = høyere strekkraft
  • T₁ = lavere spenningskraft
  • θ = omløpsvinkel i radianer

Denne tilnærmingen muliggjør realistisk simulering av banetransportsystemer som ofte brukes i industrielle produksjonsmiljøer.

ASTM G143 Testprosedyre

Klargjøring av prøven

Riktig prøveforberedelse er avgjørende for å få pålitelige resultater.

Typiske dimensjoner på prøvene er blant annet

ParameterTypisk verdi
Bredde25 mm
Lengde500 mm
Minimum antall replikater3

Viktige hensyn:

  • Bruk nytt materiale når det er mulig.
  • Unngå å berøre testoverflatene.
  • Unngå kantgraver på prøvene.
  • Oppretthold en konsekvent prøveorientering.
  • Test materialene i samme tilstand som de er produsert, med mindre annet er spesifisert.

Montering av prøven

Prøven er montert av:

  1. Fest den ene enden til kraftgiveren.
  2. Drapering av prøven over testrullen.
  3. Bruk den spesifiserte strammevekten.
  4. Sikrer riktig justering.
  5. Unngå skarpe bøyninger eller rynker.

Korrekt montering minimerer testvariabiliteten og forbedrer repeterbarheten.

Stille inn skyveparametere

Glidehastighet

ASTM G143 anbefaler å velge hastigheter som simulerer den faktiske påføringen.

Typiske testhastigheter varierer fra:

  • 5 mm/min til 100 mm/min for simuleringer med lav sklisikkerhet
  • Høyere hastigheter når spesifikke bruksområder krever det

Valg av hastighet bør gjenspeile reelle driftsforhold når det er mulig.

Glidende avstand

For statisk COF-bestemmelse:

  • Glidningen kan stoppe kort tid etter at bevegelsen begynner.

For statisk og kinetisk COF-bestemmelse:

  • Lengre glideavstander anbefales.

ASTM interlaboratoriestudier som ofte brukes:

  • 150 mm glideavstand

Nettspenning

Banespenningen skal representere de faktiske prosessforholdene.

Typisk testing kan omfatte:

  • Flere spenningsnivåer
  • Maksimal spenning på opptil 150 N på en 25 mm stripe
  • Repeterbarhetsstudier rundt 45 N

Stille inn skyveparametere

Omviklingsvinkelen påvirker friksjonsberegningene i betydelig grad.

Vanlige verdier inkluderer:

Wrap AngleSøknad
90°Anbefalt av ASTM G143
180°Maksimalt tillatt
Tilpassede vinklerSimulering av prosesser

En 90° omviklingsvinkel er mye brukt fordi den balanserer praktisk bruk og repeterbarhet.

ASTM G143 vs. ASTM D1894

Mange brukere sammenligner ASTM G143 med ASTM D1894.

FunksjonASTM G143ASTM D1894
KontaktgeometriRoller-WebFlat overflate
Primær applikasjonWebtransportsystemerGenerell materialfriksjon
FriksjonsmodellCapstan-basertSlede-basert
Simulering av prosesserHøyModerat
Evaluering av emballasjefilmUtmerketVanlig brukt

ASTM D1894 er fortsatt den mest brukte COF-metoden for emballasjefilm, mens ASTM G143 gir en mer realistisk simulering av rulledrevne produksjonsmiljøer.

Utstyr for ASTM G143-testing

Utførelse av ASTM G143-testing krever:

  • Presis kraftmåling
  • Kontrollert forskyvning
  • Justerbar testhastighet
  • Kapasitet for datainnsamling
  • Spesialiserte rullefiksturer
  • Justerbar konfigurasjon av omslutningsvinkelen
  • System for strekkbelastning

Mange laboratorier bruker en universell strekkprøvingsplattform utstyrt med tilpassede friksjonsfiksturer for å måle friksjonen mellom ruller og nett.

Cell Instruments-løsning

Den TST-01 Strekkprøvetester kan fungere som kjerneplattform for ASTM G143-testing når den kombineres med en spesialtilpasset rulle-/nettfriksjonsfikstur.

Viktige fordeler inkluderer:

  • PLS-styrt drift med 7-tommers berøringsskjerm
  • Drivsystem med kuleskruer med høy presisjon
  • Justerbar hastighet fra 1-500 mm/min
  • Kraftkapasitet på opptil 1 kN
  • Nøyaktig måling av forskyvning
  • Kraftkurvevisning i sanntid
  • Integrering av tilpasset inventar
  • Fleksibel konfigurasjon for spesialiserte testkrav

For laboratorier som evaluerer flere materialer og friksjonsforhold, kan spesialtilpassede fiksturer og flerstasjonsløsninger forbedre testeffektiviteten og repeterbarheten ytterligere.

Forståelse av friksjonsegenskapene til valser og baner er avgjørende for å sikre stabil banehåndtering, effektiv produksjon og jevn produktkvalitet. ASTM G143 gir verdifulle data for evaluering av materialer, valseoverflater, belegg og prosesseringsforhold. Cell Instruments tilbyr strekkprøvingsplattformer, tilpassede friksjonsfiksturer og applikasjonsspesifikke testløsninger som er utformet for å støtte ASTM G143 og andre krav til friksjonskoeffisienttesting. Enten du utvikler nye materialer eller forbedrer produksjonsytelsen, kan valg av riktig testsystem bidra til å generere pålitelige og handlingsrettede friksjonsdata.

nb_NONB