Metodă standard de testare pentru măsurarea caracteristicilor de frecare a benzilor/rolelor
ASTM G143 este o metodă de testare standardizată utilizată pentru a evalua comportamentul de frecare dintre un material flexibil și suprafața unei role cilindrice. Metoda măsoară atât coeficientul de frecare (COF) static, cât și cel cinetic în timpul contactului prin alunecare și ajută producătorii să înțeleagă modul în care materialele în bandă interacționează cu rolele în operațiunile de conversie, imprimare, ambalare, acoperire, laminare și alte operațiuni de prelucrare continuă a benzilor.
Spre deosebire de testele convenționale de frecare pe suprafețe plane, ASTM G143 se concentrează în special pe măsurarea frecării rolelor/ pânzei, simulând condițiile reale de producție în care filmele, hârtia, foliile, textilele și alte materiale flexibile se deplasează pe role. Datele rezultate privind frecarea pot fi utilizate pentru optimizarea proceselor, dezvoltarea materialelor, proiectarea echipamentelor și controlul calității.
De ce este importantă testarea ASTM G143
În multe procese de fabricație, materialele flexibile sunt transportate printr-o serie de role conduse și de role pivotante. Caracteristicile de frecare dintre bandă și role influențează în mod direct performanța mașinii.
Dacă frecarea este prea mică:
Materialul poate aluneca pe role
Pot apărea erori de înregistrare
Urmărirea web poate deveni instabilă
Pot rezulta deteriorări ale produsului
Dacă frecarea este prea mare:
Se pot dezvolta sarcini excesive ale motorului
Pot apărea probleme de direcționare și urmărire
Deteriorarea suprafeței poate crește
Eficiența manipulării materialelor poate scădea
Prin efectuarea unei Testul coeficientului de frecare ASTM G143, producătorii pot cuantifica interacțiunea dintre role și bandă și pot lua decizii în cunoștință de cauză cu privire la selectarea materialului, acoperirea rolelor, lubrifianți și parametrii de proces.
Ce se măsoară în ASTM G143?
Testul determină:
Parametru
Descriere
Coeficient de frecare statică (COF statică)
Rezistența la inițierea alunecării
Coeficientul cinetic de frecare (COF dinamic)
Rezistență în timpul alunecării continue
Forța de frecare
Forța necesară pentru deplasarea benzii pe role
Caracteristici de interacțiune rolă/pânză
Comportamentul general al frecării în condiții de funcționare simulate
Aceste măsurători oferă informații valoroase pentru:
Controlul proceselor
Selectarea rolelor
Evaluarea acoperirii de suprafață
Evaluarea lubrifiantului
Dezvoltarea produsului
Asigurarea calității
Principiul de testare al ASTM G143
The Metoda de testare cof a sistemelor cu role se bazează pe principiul fricțiunii capstanului.
O bandă îngustă de material este înfășurată în jurul unei role cilindrice staționare la un unghi de înfășurare specificat. Un capăt al specimenului este atașat la un dispozitiv de măsurare a forței, în timp ce o tensiune cunoscută este aplicată capătului opus.
Pe măsură ce epruveta alunecă pe suprafața rolelor, forța necesară pentru a învinge frecarea este măsurată continuu. Coeficienții statici și cinetici de frecare sunt apoi calculați pe baza valorilor tensiunii măsurate.
Calculul se bazează pe ecuația capstanului:
μ =
ln(T2/T1)
θ
Unde:
μ = coeficient de frecare
T₂ = forță de tensiune mai mare
T₁ = forță de tensiune inferioară
θ = unghiul de înfășurare în radiani
Această abordare permite simularea realistă a sistemelor de transport web utilizate în mod obișnuit în mediile de producție industrială.
Procedura de testare ASTM G143
Pregătirea specimenului
Pregătirea corespunzătoare a specimenului este esențială pentru obținerea unor rezultate fiabile.
Dimensiunile tipice ale specimenului includ:
Parametru
Valoare tipică
Lățime
25 mm
Lungime
500 mm
Replicări minime
3
Considerații importante:
Utilizați materiale virgine ori de câte ori este posibil.
Evitați să atingeți suprafețele de testare.
Preveniți bavarea marginilor specimenelor.
Menținerea unei orientări coerente a eșantionului.
Testați materialele în starea în care au fost fabricate, cu excepția cazului în care se specifică altfel.
Montarea specimenului
Specimenul este montat prin:
Atașarea unui capăt la traductorul de forță.
Întinderea epruvetei peste rola de testare.
Aplicarea greutății de tensionare specificate.
Asigurarea alinierii corespunzătoare.
Evitarea îndoiturilor ascuțite sau a încrețiturilor.
Montarea corectă minimizează variabilitatea testării și îmbunătățește repetabilitatea.
Setarea parametrilor de glisare
Viteza de alunecare
ASTM G143 recomandă selectarea vitezelor care simulează aplicarea reală.
Vitezele tipice de testare variază de la:
5 mm/min până la 100 mm/min pentru simulări de alunecare redusă
Viteze mai mari atunci când sunt solicitate de aplicații specifice
Selectarea vitezei trebuie să reflecte condițiile reale de funcționare ori de câte ori este posibil.
Distanța de alunecare
Pentru determinarea COF static:
Alunecarea se poate opri la scurt timp după începerea mișcării.
Pentru determinarea COF static și cinetic:
Se recomandă distanțe de alunecare mai mari.
Studii interlaboratoare ASTM utilizate în mod obișnuit:
150 mm distanță de alunecare
Tensiunea web
Tensiunea benzii trebuie să reprezinte condițiile reale ale procesului.
Testele tipice pot implica:
Niveluri multiple de tensiune
Tensiune maximă de până la 150 N pe o bandă de 25 mm
Studii de repetabilitate în jurul valorii de 45 N
Setarea parametrilor de glisare
Unghiul de înfășurare afectează semnificativ calculele de frecare.
Valorile comune includ:
Unghi de înfășurare
Aplicație
90°
Recomandat de ASTM G143
180°
Maxim admis
Unghiuri personalizate
Simularea proceselor
Un unghi de înfășurare de 90° este utilizat pe scară largă deoarece echilibrează caracterul practic și repetabilitatea.
ASTM G143 vs. ASTM D1894
Mulți utilizatori compară ASTM G143 cu ASTM D1894.
Caracteristică
ASTM G143
ASTM D1894
Geometrie de contact
Roller-Web
Suprafață plată
Aplicație primară
Sisteme de transport web
Fricțiunea generală a materialelor
Model de frecare
Bazat pe captan
Bazat pe sanie
Simulare de proces
Înaltă
Moderat
Evaluarea foliilor de ambalaj
Excelentă
Utilizate frecvent
ASTM D1894 rămâne cea mai răspândită metodă COF pentru folii de ambalaj, în timp ce ASTM G143 oferă o simulare mai realistă a mediilor de producție cu role.
Echipament pentru testarea ASTM G143
Efectuarea testelor ASTM G143 necesită:
Măsurarea precisă a forței
Deplasare controlată
Viteză de testare reglabilă
Capacitatea de achiziție a datelor
Dispozitive de fixare cu role specializate
Configurație reglabilă a unghiului de înfășurare
Sistem de încărcare prin întindere
Multe laboratoare utilizează o platformă universală de testare la tracțiune echipată cu dispozitive de frecare personalizate pentru a efectua măsurători ale frecării rolelor/țesăturilor.
Soluția Cell Instruments
The Tester de tracțiune TST-01 poate servi ca platformă de bază pentru testarea ASTM G143 atunci când este combinată cu un dispozitiv personalizat de frecare cu role/pânză.
Principalele avantaje includ:
Funcționare controlată de PLC cu ecran tactil de 7 inch
Sistem de acționare cu șurub cu bile de înaltă precizie
Viteză reglabilă de la 1-500 mm/min
Capacități de forță de până la 1 kN
Măsurarea precisă a deplasării
Afișarea curbei forței în timp real
Integrarea dispozitivelor personalizate
Configurație flexibilă pentru cerințe de testare specializate
Pentru laboratoarele care evaluează mai multe materiale și condiții de frecare, dispozitivele de fixare personalizate și soluțiile cu stații multiple pot îmbunătăți și mai mult eficiența și repetabilitatea testării.
Înțelegerea caracteristicilor de frecare între role și bandă este esențială pentru asigurarea unei manipulări stabile a benzii, a unei producții eficiente și a unei calități constante a produsului. ASTM G143 oferă date valoroase pentru evaluarea materialelor, suprafețelor rolelor, acoperirilor și condițiilor de prelucrare. Cell Instruments oferă platforme de testare la tracțiune, dispozitive de fixare la frecare personalizate și soluții de testare specifice aplicațiilor, concepute pentru a sprijini cerințele ASTM G143 și alte cerințe de testare a coeficientului de frecare. Fie că dezvoltați materiale noi sau îmbunătățiți performanțele de producție, selectarea sistemului de testare adecvat vă poate ajuta să generați date de fricțiune fiabile și utile.