Standaard testmethode voor het meten van de wrijvingskarakteristieken van banen en rollen
ASTM G143 is een gestandaardiseerde testmethode die gebruikt wordt om het wrijvingsgedrag tussen een flexibel baanmateriaal en een cilindervormig walsoppervlak te evalueren. De methode meet zowel de statische als de kinetische wrijvingscoëfficiënt (COF) tijdens glijdend contact en helpt fabrikanten te begrijpen hoe baanmaterialen interageren met rollen in converting, drukken, verpakken, coaten, lamineren en andere continue webverwerkingsprocessen.
In tegenstelling tot conventionele wrijvingstests voor vlakke oppervlakken richt ASTM G143 zich specifiek op wrijvingsmeting rollen/banen, simuleren echte productieomstandigheden waarbij films, papier, folies, textiel en andere flexibele materialen over rollen bewegen. De resulterende wrijvingsgegevens kunnen worden gebruikt voor procesoptimalisatie, materiaalontwikkeling, ontwerp van apparatuur en kwaliteitscontrole.
Waarom ASTM G143 testen belangrijk zijn
In veel fabricageprocessen worden flexibele materialen getransporteerd door een reeks aangedreven en meelopende rollen. De wrijvingskarakteristieken tussen de baan en de rollen hebben een directe invloed op de machineprestaties.
Als de wrijving te laag is:
Materiaal kan wegglijden op rollen
Er kunnen registratiefouten optreden
Webtracking kan onstabiel worden
Productschade kan het gevolg zijn
Als de wrijving te hoog is:
Er kan overmatige motorbelasting ontstaan
Problemen met sturen en volgen kunnen optreden
Oppervlakteschade kan toenemen
De materiaalhanteringsefficiëntie kan afnemen
Door een ASTM G143 wrijvingscoëfficiënttest, Fabrikanten kunnen de interactie tussen rollen en banen kwantificeren en gefundeerde beslissingen nemen met betrekking tot materiaalselectie, rolcoatings, smeermiddelen en procesparameters.
Wat wordt er gemeten in ASTM G143?
De test bepaalt:
Parameter
Beschrijving
Statische wrijvingscoëfficiënt (Static COF)
Weerstand tegen beginnen met glijden
Kinetische wrijvingscoëfficiënt (dynamische COF)
Weerstand tijdens continu glijden
Wrijvingskracht
Kracht die nodig is om de baan over de rol te bewegen
Interactiekenmerken rol/web
Algemeen wrijvingsgedrag onder gesimuleerde bedrijfsomstandigheden
Deze metingen leveren waardevolle informatie op voor:
Procesbeheersing
Selectie van rollen
Evaluatie van oppervlaktecoating
Beoordeling van smeermiddelen
Productontwikkeling
Kwaliteit
Testprincipe van ASTM G143
De cof-testmethode van rolbedsystemen is gebaseerd op het capstanwrijvingsprincipe.
Een smalle strook webmateriaal wordt om een stationaire cilindrische rol gewikkeld onder een gespecificeerde wikkelhoek. Eén uiteinde van het monster wordt bevestigd aan een krachtmeetinstrument terwijl een bekende spanning wordt uitgeoefend op het andere uiteinde.
Terwijl het proefstuk over het roloppervlak glijdt, wordt de kracht die nodig is om de wrijving te overwinnen continu gemeten. De statische en kinetische wrijvingscoëfficiënten worden dan berekend uit de gemeten spanningswaarden.
De berekening is gebaseerd op de capstan-vergelijking:
μ =
ln(T2/T1)
θ
Waar:
μ = wrijvingscoëfficiënt
T₂ = hogere spankracht
T₁ = onderste spankracht
θ = omwikkelhoek in radialen
Deze aanpak maakt een realistische simulatie mogelijk van wegtransportsystemen die vaak worden gebruikt in industriële productieomgevingen.
ASTM G143 Testprocedure
Monstervoorbereiding
Een goede monstervoorbereiding is essentieel voor betrouwbare resultaten.
Typische preparaatafmetingen zijn:
Parameter
Typische waarde
Breedte
25 mm
Lengte
500 mm
Minimum aantal kopieën
3
Belangrijke overwegingen:
Gebruik waar mogelijk nieuw materiaal.
Vermijd het aanraken van testoppervlakken.
Voorkom randbramen op preparaten.
Handhaaf een consistente steekproeforiëntatie.
Test materialen in de staat waarin ze geproduceerd zijn, tenzij anders aangegeven.
Monteren
Het preparaat is bevestigd door:
Eén uiteinde bevestigen aan de krachtopnemer.
Het monster over de testrol draperen.
Het opgegeven spangewicht toepassen.
Zorgen voor de juiste uitlijning.
Vermijd scherpe bochten of rimpels.
Correcte montage minimaliseert de testvariabiliteit en verbetert de herhaalbaarheid.
Schuifparameters instellen
Schuifsnelheid
ASTM G143 beveelt aan snelheden te kiezen die de werkelijke toepassing simuleren.
Typische testsnelheden variëren van:
5 mm/min tot 100 mm/min voor simulaties met lage slip
Hogere snelheden indien vereist door specifieke toepassingen
Waar mogelijk moet de snelheidsselectie de werkelijke bedrijfsomstandigheden weerspiegelen.
Schuifafstand
Voor statische COF-bepaling:
Het glijden kan kort na het begin van de beweging stoppen.
Voor statische en kinetische COF-bepaling:
Langere schuifafstanden worden aanbevolen.
Veelgebruikte interlaboratoriumonderzoeken van ASTM:
150 mm schuifafstand
Spanning van het web
De spanning op het web moet overeenkomen met de werkelijke procesomstandigheden.
Typische tests kunnen bestaan uit:
Meerdere spanningsniveaus
Maximale spanning tot 150 N op een strook van 25 mm
Herhaalbaarheidsstudies rond 45 N
Schuifparameters instellen
De wikkelhoek beïnvloedt de wrijvingsberekeningen aanzienlijk.
Veel voorkomende waarden zijn:
Wikkelhoek
Toepassing
90°
Aanbevolen door ASTM G143
180°
Maximaal toegestaan
Aangepaste hoeken
Processimulatie
Een omwikkelhoek van 90° wordt veel gebruikt omdat dit een goede balans biedt tussen praktische uitvoerbaarheid en herhaalbaarheid.
ASTM G143 vs. ASTM D1894
Veel gebruikers vergelijken ASTM G143 met ASTM D1894.
Functie
ASTM G143
ASTM D1894
Contactgeometrie
Rolband
Vlak oppervlak
Primaire toepassing
Webtransportsystemen
Algemeen materiaal wrijving
Wrijvingsmodel
Capstan-gebaseerd
Op sledes gebaseerd
Processimulatie
Hoog
Matig
Evaluatie verpakkingsfolie
Uitstekend
Vaak gebruikt
ASTM D1894 blijft de meest gebruikte COF-methode voor verpakkingsfolie, terwijl ASTM G143 een realistischere simulatie biedt van rolgestuurde productieomgevingen.
Apparatuur voor ASTM G143-tests
Het uitvoeren van ASTM G143-tests vereist:
Nauwkeurige krachtmeting
Gecontroleerde verplaatsing
Instelbare testsnelheid
Mogelijkheid tot gegevensverwerving
Gespecialiseerde rolbevestigingen
Instelbare wikkelhoekconfiguratie
Systeem voor trekbelasting
Veel laboratoria gebruiken een universeel trektestplatform uitgerust met aangepaste wrijvingsopstellingen om de wrijvingsmeting van rollen/draden uit te voeren.
Cell Instruments Oplossing
De TST-01 Treksterkte Tester kan dienen als het belangrijkste platform voor ASTM G143 testen in combinatie met een aangepaste wrijvingsopstelling met rollen en web.
De belangrijkste voordelen zijn:
PLC-gestuurde bediening met 7-inch touchscreen
Zeer nauwkeurig kogelomloopspindelaandrijfsysteem
Instelbare snelheid van 1-500 mm/min
Krachtcapaciteiten tot 1 kN
Nauwkeurige verplaatsingsmeting
Real-time weergave van krachtcurve
Integratie van aangepaste armaturen
Flexibele configuratie voor gespecialiseerde testvereisten
Voor laboratoria die meerdere materialen en wrijvingsomstandigheden evalueren, kunnen aangepaste opspansystemen en oplossingen met meerdere stations de efficiëntie en herhaalbaarheid van testen verder verbeteren.
Inzicht in de wrijvingskarakteristieken van rollen/banen is essentieel voor een stabiele verwerking van banen, efficiënte productie en consistente productkwaliteit. ASTM G143 levert waardevolle gegevens voor het evalueren van materialen, roloppervlakken, coatings en verwerkingsomstandigheden. Cell Instruments biedt platforms voor trektesten, aangepaste wrijvingsopstellingen en toepassingsspecifieke testoplossingen ontworpen om ASTM G143 en andere vereisten voor wrijvingscoëfficiënttesten te ondersteunen. Of u nu nieuwe materialen ontwikkelt of de productieprestaties verbetert, het selecteren van het juiste testsysteem kan helpen bij het genereren van betrouwbare en bruikbare wrijvingsgegevens.