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:
Parameter
Beskrivning
Statisk friktionskoefficient (Static COF)
Motstånd mot initiering av glidning
Kinetisk friktionskoefficient (dynamisk COF)
Motstånd vid kontinuerlig glidning
Friktionskraft
Kraft som krävs för att föra banan över valsen
Egenskaper för interaktion mellan rulle och väv
Övergripande 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:
Parameter
Typiskt värde
Bredd
25 mm
Längd
500 mm
Minsta antal replikat
3
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:
Fäst ena änden på kraftgivaren.
Drapera provexemplaret över testrullen.
Applicera den specificerade spännvikten.
Säkerställer korrekt inriktning.
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.
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.