Štandardná skúšobná metóda na meranie trecích vlastností pásu/valca
ASTM G143 je štandardizovaná skúšobná metóda, ktorá sa používa na hodnotenie trecieho správania medzi pružným pásovým materiálom a valcovým povrchom valca. Metóda meria statický aj kinetický koeficient trenia (COF) počas kĺzavého kontaktu a pomáha výrobcom pochopiť interakciu kotúčových materiálov s valcami pri spracovaní, tlači, balení, lakovaní, laminovaní a iných operáciách kontinuálneho spracovania kotúčov.
Na rozdiel od bežných skúšok trenia na plochom povrchu sa norma ASTM G143 zameriava najmä na meranie trenia valčekov/pletiva, ktoré simulujú skutočné výrobné podmienky, v ktorých sa fólie, papier, fólie, textílie a iné pružné materiály pohybujú po valcoch. Výsledné údaje o trení možno použiť na optimalizáciu procesov, vývoj materiálov, návrh zariadení a kontrolu kvality.
Prečo je dôležité testovanie podľa normy ASTM G143
V mnohých výrobných procesoch sa pružné materiály prepravujú prostredníctvom série hnaných a napínacích valčekov. Charakteristiky trenia medzi pásom a valčekom priamo ovplyvňujú výkon stroja.
Ak je trenie príliš nízke:
Materiál sa môže na valcoch šmýkať
Môžu sa vyskytnúť chyby pri registrácii
Webové sledovanie sa môže stať nestabilným
Môže dôjsť k poškodeniu výrobku
Ak je trenie príliš vysoké:
Môže dôjsť k nadmernému zaťaženiu motora
Môžu sa vyskytnúť problémy s riadením a sledovaním
Poškodenie povrchu sa môže zvýšiť
Účinnosť manipulácie s materiálom sa môže znížiť
Vykonaním Skúška koeficientu trenia podľa normy ASTM G143, môžu výrobcovia kvantifikovať interakciu medzi valčekom a sieťou a prijímať informované rozhodnutia týkajúce sa výberu materiálu, povlakov valčekov, mazív a parametrov procesu.
Čo sa meria podľa normy ASTM G143?
Test určuje:
Parameter
Popis
Statický koeficient trenia (statický COF)
Odolnosť voči iniciácii posúvania
Kinetický koeficient trenia (dynamický COF)
Odpor pri nepretržitom posúvaní
Trecia sila
Sila potrebná na presun pásu cez valec
Charakteristiky interakcie valca a siete
Celkové správanie sa pri trení v simulovaných prevádzkových podmienkach
Tieto merania poskytujú cenné informácie pre:
Riadenie procesov
Výber valca
Hodnotenie povrchovej úpravy
Posúdenie maziva
Vývoj produktu
Zabezpečenie kvality
Princíp testovania podľa normy ASTM G143
Stránka skúšobná metóda cof valčekových pásových systémov je založený na princípe trenia kaptana.
Úzky pás kotúčového materiálu sa ovíja okolo stacionárneho valcového valca pod určeným uhlom ovinutia. Jeden koniec vzorky je pripevnený k zariadeniu na meranie sily, zatiaľ čo na opačný koniec sa aplikuje známe napätie.
Ako vzorka kĺže po povrchu valca, priebežne sa meria sila potrebná na prekonanie trenia. Z nameraných hodnôt napätia sa potom vypočítajú statické a kinetické koeficienty trenia.
Výpočet je založený na rovnici kaptana:
μ =
ln(T2/T1)
θ
Kde:
μ = koeficient trenia
T₂ = vyššia ťahová sila
T₁ = spodná napínacia sila
θ = uhol ovinutia v radiánoch
Tento prístup umožňuje realistickú simuláciu webových dopravných systémov, ktoré sa bežne používajú v priemyselných výrobných prostrediach.
Skúšobný postup podľa normy ASTM G143
Príprava vzorky
Správna príprava vzoriek je nevyhnutná na dosiahnutie spoľahlivých výsledkov.
Typické rozmery vzoriek sú:
Parameter
Typická hodnota
Šírka
25 mm
Dĺžka
500 mm
Minimálny počet replikátov
3
Dôležité informácie:
Ak je to možné, používajte pôvodný materiál.
Nedotýkajte sa skúšobných povrchov.
Zabráňte vzniku otrepov na okrajoch vzoriek.
Udržujte dôslednú orientáciu vzorky.
Testujte materiály v stave, v akom sú vyrobené, pokiaľ nie je uvedené inak.
Upevnenie vzorky
Vzorka je upevnená:
Pripojenie jedného konca k snímaču sily.
Preloženie vzorky cez skúšobný valec.
Použitie zadanej napínacej hmotnosti.
Zabezpečenie správneho zarovnania.
Vyhnite sa ostrým záhybom alebo vráskam.
Správna montáž minimalizuje variabilitu testovania a zlepšuje opakovateľnosť.
Nastavenie posuvných parametrov
Posuvná rýchlosť
Norma ASTM G143 odporúča zvoliť rýchlosti, ktoré simulujú skutočné použitie.
Typické testovacie rýchlosti sa pohybujú od:
5 mm/min až 100 mm/min pre simulácie s nízkym sklzom
Vyššie rýchlosti, ak si to vyžadujú špecifické aplikácie
Výber rýchlosti by mal podľa možnosti odrážať skutočné prevádzkové podmienky.
Posuvná vzdialenosť
Na statické určenie COF:
Posúvanie sa môže zastaviť krátko po začatí pohybu.
Na statické a kinetické stanovenie COF:
Odporúčajú sa dlhšie posuvné vzdialenosti.
Bežne používané medzilaboratórne štúdie ASTM:
150 mm posuvná vzdialenosť
Napätie siete
Napätie siete by malo zodpovedať skutočným podmienkam procesu.
Typické testovanie môže zahŕňať:
Viacero úrovní napätia
Maximálne napätie do 150 N na 25 mm páse
Štúdie opakovateľnosti okolo 45 N
Nastavenie posuvných parametrov
Uhol ovinutia výrazne ovplyvňuje výpočty trenia.
Medzi bežné hodnoty patria:
Uhol zábalu
Aplikácia
90°
Odporúčanie normy ASTM G143
180°
Maximálna povolená hodnota
Vlastné uhly
Simulácia procesu
Uhol ovinutia 90° sa bežne používa, pretože vyvažuje praktickosť a opakovateľnosť.
ASTM G143 vs. ASTM D1894
Mnohí používatelia porovnávajú ASTM G143 s ASTM D1894.
Funkcia
ASTM G143
ASTM D1894
Kontaktná geometria
Roller-Web
Plochý povrch
Primárna aplikácia
Webové dopravné systémy
Všeobecné trenie materiálu
Model trenia
Kaptanová základňa
Na saniach
Simulácia procesov
Vysoká
Mierne
Hodnotenie obalových fólií
Vynikajúce
Bežne používané
ASTM D1894 zostáva najpoužívanejšou metódou COF pre obalové fólie, zatiaľ čo ASTM G143 poskytuje realistickejšiu simuláciu výrobných prostredí poháňaných valčekmi.
Zariadenie na testovanie podľa normy ASTM G143
Testovanie podľa normy ASTM G143 si vyžaduje:
Presné meranie sily
Riadený posun
Nastaviteľná rýchlosť testu
Schopnosť získavania údajov
Špecializované valčekové prípravky
Nastaviteľná konfigurácia uhla ovinutia
Systém zaťaženia ťahom
Mnohé laboratóriá používajú na meranie trenia valčekov a vlákien univerzálnu platformu na skúšky ťahom vybavenú vlastnými prípravkami na meranie trenia.
Riešenie Cell Instruments
Stránka Tester ťahu TST-01 môže slúžiť ako základná platforma pre testovanie podľa normy ASTM G143 v kombinácii s prispôsobeným valčekovým/síťovým trecím prípravkom.
Medzi hlavné výhody patrí:
Prevádzka riadená PLC so 7-palcovým dotykovým displejom
Vysoko presný systém pohonu guľôčkovou skrutkou
Nastaviteľná rýchlosť od 1-500 mm/min
Silová kapacita do 1 kN
Presné meranie posunu
Zobrazenie krivky sily v reálnom čase
Integrácia vlastného príslušenstva
Flexibilná konfigurácia pre špecializované požiadavky na testovanie
V laboratóriách, ktoré hodnotia viacero materiálov a podmienok trenia, môžu prispôsobené prípravky a riešenia s viacerými stanicami ešte viac zvýšiť účinnosť a opakovateľnosť testovania.
Pochopenie trecích vlastností valca a pásu je nevyhnutné na zabezpečenie stabilnej manipulácie s pásom, efektívnej výroby a stálej kvality výrobku. ASTM G143 poskytuje cenné údaje na hodnotenie materiálov, povrchov valcov, náterov a podmienok spracovania. Spoločnosť Cell Instruments ponúka platformy na testovanie ťahu, prispôsobené prípravky na testovanie trenia a riešenia na testovanie špecifické pre danú aplikáciu, ktoré sú navrhnuté na podporu normy ASTM G143 a ďalších požiadaviek na testovanie koeficientu trenia. Či už vyvíjate nové materiály alebo zlepšujete výkonnosť výroby, výber vhodného testovacieho systému vám pomôže získať spoľahlivé a použiteľné údaje o trení.