ASTM G143 é um método de ensaio normalizado utilizado para avaliar o comportamento de fricção entre um material de banda flexível e uma superfície de rolo cilíndrico. O método mede o coeficiente de atrito estático e cinético (COF) durante o contacto de deslizamento e ajuda os fabricantes a compreender a forma como os materiais da banda interagem com os rolos nas operações de conversão, impressão, embalagem, revestimento, laminação e outras operações de processamento contínuo da banda.
Ao contrário dos ensaios convencionais de fricção em superfícies planas, o ASTM G143 centra-se especificamente em medição do atrito entre rolos e banda, O sistema de medição de atrito é um sistema de controlo de atrito que simula condições reais de produção em que películas, papel, folhas, têxteis e outros materiais flexíveis se deslocam através de rolos. Os dados de fricção resultantes podem ser utilizados para otimização de processos, desenvolvimento de materiais, conceção de equipamentos e controlo de qualidade.
Em muitos processos de fabrico, os materiais flexíveis são transportados através de uma série de rolos de tração e de rolos de apoio. As caraterísticas de fricção entre a banda e o rolo influenciam diretamente o desempenho da máquina.
Se o atrito for demasiado baixo:
Se o atrito for demasiado elevado:
Ao efetuar uma Ensaio do coeficiente de atrito ASTM G143, Com esta ferramenta, os fabricantes podem quantificar a interação rolo/trama e tomar decisões informadas relativamente à seleção de materiais, revestimentos de rolos, lubrificantes e parâmetros de processo.
O teste determina:
| Parâmetro | Descrição |
|---|---|
| Coeficiente de atrito estático (COF estático) | Resistência ao início do deslizamento |
| Coeficiente de atrito cinético (Dynamic COF) | Resistência durante o deslizamento contínuo |
| Força de fricção | Força necessária para deslocar a banda sobre o rolo |
| Caraterísticas da interação rolo/trama | Comportamento geral do atrito em condições de funcionamento simuladas |
Estas medições fornecem informações valiosas para:
O método de ensaio cof de sistemas de trama de rolos baseia-se no princípio de fricção do cabrestante.
Uma tira estreita de material em banda é enrolada à volta de um rolo cilíndrico estacionário num ângulo de enrolamento especificado. Uma extremidade do espécime é fixada a um dispositivo de medição de força enquanto uma tensão conhecida é aplicada à extremidade oposta.
À medida que a amostra desliza sobre a superfície do rolo, a força necessária para vencer o atrito é medida continuamente. Os coeficientes de atrito estático e cinético são então calculados a partir dos valores de tensão medidos.
O cálculo baseia-se na equação do cabrestante:
μ =
ln(T2/T1)
θ
Onde:
Esta abordagem permite a simulação realista de sistemas de transporte em rede, normalmente utilizados em ambientes de produção industrial.
A preparação adequada das amostras é essencial para obter resultados fiáveis.
As dimensões típicas dos provetes incluem:
| Parâmetro | Valor típico |
|---|---|
| Largura | 25 mm |
| Comprimento | 500 mm |
| Mínimo de réplicas | 3 |
Considerações importantes:
O espécime é montado por:
A montagem correta minimiza a variabilidade dos ensaios e melhora a repetibilidade.
A ASTM G143 recomenda a seleção de velocidades que simulem a aplicação real.
As velocidades de ensaio típicas variam entre:
Sempre que possível, a seleção da velocidade deve refletir as condições reais de funcionamento.
Para a determinação do COF estático:
Para a determinação estática e cinética do COF:
Estudos interlaboratoriais ASTM habitualmente utilizados:
A tensão da banda deve representar as condições reais do processo.
Os testes típicos podem envolver:
O ângulo de enrolamento afecta significativamente os cálculos de atrito.
Os valores comuns incluem:
| Ângulo de enrolamento | Aplicação |
|---|---|
| 90° | Recomendado pela ASTM G143 |
| 180° | Máximo autorizado |
| Ângulos personalizados | Simulação de processos |
Um ângulo de enrolamento de 90° é amplamente utilizado porque equilibra praticidade e repetibilidade.
Muitos utilizadores comparam a ASTM G143 com ASTM D1894.
| Caraterística | ASTM G143 | ASTM D1894 |
|---|---|---|
| Geometria de contacto | Roller-Web | Superfície plana |
| Aplicação primária | Sistemas de transporte Web | Atrito geral do material |
| Modelo de fricção | Baseado em cabrestante | Baseado em trenó |
| Simulação de processos | Elevado | Moderado |
| Avaliação da película de embalagem | Excelente | Comumente usado |
O método ASTM D1894 continua a ser o método COF de película de embalagem mais utilizado, enquanto o ASTM G143 fornece uma simulação mais realista de ambientes de produção com rolos.
A realização de testes ASTM G143 requer:
Muitos laboratórios utilizam uma plataforma universal de ensaios de tração equipada com dispositivos de fricção personalizados para efetuar medições de fricção de rolos/folhas.
O TST-01 Testador de tração pode servir como plataforma central para os testes ASTM G143 quando combinada com um dispositivo de fricção de rolo/teia personalizado.
As principais vantagens incluem:
Para os laboratórios que avaliam vários materiais e condições de fricção, os dispositivos personalizados e as soluções para várias estações podem melhorar ainda mais a eficiência e a repetibilidade dos testes.
Compreender as caraterísticas de fricção do rolo/folha é essencial para garantir um manuseamento estável da folha, um fabrico eficiente e uma qualidade consistente do produto. ASTM G143 fornece dados valiosos para a avaliação de materiais, superfícies de rolos, revestimentos e condições de processamento. A Cell Instruments oferece plataformas de teste de tração, dispositivos de fricção personalizados e soluções de teste específicas para aplicações, projetadas para suportar a ASTM G143 e outros requisitos de teste de coeficiente de fricção. Quer esteja a desenvolver novos materiais ou a melhorar o desempenho da produção, a seleção do sistema de teste adequado pode ajudar a gerar dados de fricção fiáveis e acionáveis.
Quando são necessárias medições precisas e normalizadas, os nossos Soluções de teste de coeficiente de atrito fornecer um versátil.
Masterização Ensaios COF não é apenas uma necessidade técnica - é uma vantagem competitiva.
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