ASTM G143

ASTM G143

Standardprovningsmetod för mätning av friktionsegenskaper för rullar/banor

ASTM G143 är en standardiserad testmetod som används för att utvärdera friktionsbeteendet mellan ett flexibelt banmaterial och en cylindrisk valsyta. Metoden mäter både den statiska och kinetiska friktionskoefficienten (COF) under glidande kontakt och hjälper tillverkare att förstå hur banmaterial interagerar med rullar vid konvertering, tryckning, förpackning, beläggning, laminering och andra kontinuerliga banbearbetningsoperationer.

Till skillnad från konventionella friktionstester på plana ytor fokuserar ASTM G143 specifikt på mätning av friktion mellan rulle och bana, Den simulerar verkliga produktionsförhållanden där filmer, papper, folier, textilier och andra flexibla material transporteras över rullar. De friktionsdata som erhålls kan användas för processoptimering, materialutveckling, utrustningsdesign och kvalitetskontroll.

Varför ASTM G143-testning är viktig

I många tillverkningsprocesser transporteras flexibla material genom en serie drivna och upprullade rullar. Friktionsegenskaperna mellan bandet och rullen påverkar direkt maskinens prestanda.

Om friktionen är för låg:

  • Materialet kan glida på rullarna
  • Registreringsfel kan uppstå
  • Webbspårning kan bli instabil
  • Produktskada kan uppstå

Om friktionen är för hög:

  • Överdriven motorbelastning kan utveckla
  • Problem med styrning och spårning kan uppstå
  • Ytskador kan öka
  • Effektiviteten i materialhanteringen kan minska

Genom att utföra en ASTM G143 test av friktionskoefficient, kan tillverkare kvantifiera interaktionen mellan rullar och banor och fatta välgrundade beslut om materialval, rullbeläggningar, smörjmedel och processparametrar.

Vad mäts i ASTM G143?

Testet avgör:

ParameterBeskrivning
Statisk friktionskoefficient (Static COF)Motstånd mot initiering av glidning
Kinetisk friktionskoefficient (dynamisk COF)Motstånd vid kontinuerlig glidning
FriktionskraftKraft som krävs för att föra banan över valsen
Egenskaper för interaktion mellan rulle och vävÖvergripande friktionsbeteende under simulerade driftsförhållanden

Dessa mätningar ger värdefull information för:

  • Processtyrning
  • Val av rulle
  • Utvärdering av ytbeläggning
  • Bedömning av smörjmedel
  • Produktutveckling
  • Kvalitetssäkring

Testprincip för ASTM G143

Den cof-testmetod för rullbanesystem är baserad på friktionsprincipen capstan.

En smal remsa av banmaterial lindas runt en stationär cylindrisk rulle med en specificerad lindningsvinkel. En ände av provkroppen fästs vid en kraftmätningsanordning medan en känd spänning appliceras på den motsatta änden.

När provkroppen glider över rullytan mäts kontinuerligt den kraft som krävs för att övervinna friktionen. De statiska och kinetiska friktionskoefficienterna beräknas sedan utifrån de uppmätta spänningsvärdena.

Beräkningen baseras på capstan-ekvationen:

μ =

ln(T2/T1)

 

θ

Var?

  • μ = friktionskoefficient
  • T₂ = högre spänningskraft
  • T₁ = lägre spänningskraft
  • θ = omslutningsvinkel i radianer

Detta tillvägagångssätt möjliggör realistisk simulering av webbtransportsystem som ofta används i industriella produktionsmiljöer.

ASTM G143 Testförfarande

Förberedelse av prover

Korrekt provberedning är avgörande för tillförlitliga resultat.

Typiska provdimensioner inkluderar:

ParameterTypiskt värde
Bredd25 mm
Längd500 mm
Minsta antal replikat3

Viktiga överväganden:

  • Använd jungfruligt material när så är möjligt.
  • Undvik att vidröra testytorna.
  • Förhindra kantfräsning på provkroppar.
  • Upprätthålla en konsekvent orientering av provet.
  • Materialet ska testas i tillverkat skick om inget annat anges.

Montering av provkroppar

Provkroppen är monterad av:

  1. Fäst ena änden på kraftgivaren.
  2. Drapera provexemplaret över testrullen.
  3. Applicera den specificerade spännvikten.
  4. Säkerställer korrekt inriktning.
  5. Undvik skarpa böjningar eller rynkor.

Korrekt montering minimerar testvariationer och förbättrar repeterbarheten.

Inställning av glidande parametrar

Glidande hastighet

ASTM G143 rekommenderar att man väljer hastigheter som simulerar den faktiska tillämpningen.

Typiska testhastigheter varierar från:

  • 5 mm/min till 100 mm/min för simuleringar med låg halka
  • Högre hastigheter när så krävs för specifika applikationer

Valet av hastighet bör återspegla verkliga driftsförhållanden när så är möjligt.

Glidande avstånd

För statisk COF-bestämning:

  • Glidningen kan upphöra kort efter att rörelsen påbörjats.

För statisk och kinetisk COF-bestämning:

  • Längre glidavstånd rekommenderas.

ASTM interlaboratoriestudier används ofta:

  • 150 mm glidavstånd

Spännkraft i bana

Bandspänningen ska representera faktiska processförhållanden.

Typiska tester kan omfatta:

  • Flera spänningsnivåer
  • Maximal spänning upp till 150 N på en 25 mm remsa
  • Repeterbarhetsstudier runt 45 N

Inställning av glidande parametrar

Omslagsvinkeln påverkar friktionsberäkningarna avsevärt.

Vanliga värden inkluderar:

Vinkel för omslutningTillämpning
90°Rekommenderas av ASTM G143
180°Maximalt tillåtet
Anpassade vinklarSimulering av processer

En 90° omslutningsvinkel används ofta eftersom den ger en bra balans mellan praktisk funktion och repeterbarhet.

ASTM G143 jämfört med ASTM D1894

Många användare jämför ASTM G143 med ASTM D1894.

FunktionASTM G143ASTM D1894
KontaktgeometriRullbanaPlan yta
Primär applikationSystem för webbtransportAllmän materialfriktion
FriktionsmodellCapstan-baseradSled-baserad
Simulering av processerHögMåttlig
Utvärdering av förpackningsfilmUtmärktVanligt förekommande

ASTM D1894 är fortfarande den mest använda COF-metoden för förpackningsfilm, medan ASTM G143 ger en mer realistisk simulering av rulldrivna produktionsmiljöer.

Utrustning för ASTM G143-provning

För att utföra ASTM G143-test krävs:

  • Kraftmätning med hög precision
  • Kontrollerad förskjutning
  • Justerbar testhastighet
  • Kapacitet för datainsamling
  • Specialiserade rullfixturer
  • Justerbar konfiguration av omslutningsvinkel
  • System för spänningsbelastning

Många laboratorier använder en universell dragprovplattform utrustad med anpassade friktionsfixturer för att mäta friktionen mellan rullar och banor.

Cell Instruments-lösning

Den TST-01 Dragprovare kan fungera som kärnplattform för ASTM G143-provning när den kombineras med en anpassad friktionsfixtur för rullar/väv.

Viktiga fördelar är bland annat:

  • PLC-kontrollerad drift med 7-tums pekskärm
  • Kulskruvsdrivsystem med hög precision
  • Justerbar hastighet från 1-500 mm/min
  • Kraftkapacitet upp till 1 kN
  • Noggrann mätning av förskjutning
  • Visning av kraftkurva i realtid
  • Integration av anpassade armaturer
  • Flexibel konfiguration för specialiserade testkrav

För laboratorier som utvärderar flera olika material och friktionsförhållanden kan anpassade fixturer och lösningar med flera stationer ytterligare förbättra testeffektiviteten och repeterbarheten.

Att förstå friktionsegenskaperna mellan rulle och bana är avgörande för att säkerställa stabil banhantering, effektiv tillverkning och jämn produktkvalitet. ASTM G143 ger värdefulla data för utvärdering av material, rullytor, beläggningar och bearbetningsförhållanden. Cell Instruments erbjuder dragprovplattformar, anpassade friktionsfixturer och applikationsspecifika provningslösningar som är utformade för att stödja ASTM G143 och andra krav på provning av friktionskoefficient. Oavsett om du utvecklar nya material eller förbättrar produktionsprestanda kan valet av lämpligt testsystem bidra till att generera tillförlitliga och användbara friktionsdata.

sv_SESV