ASTM G143

ASTM G143

มาตรฐานการทดสอบสำหรับการวัดลักษณะการเสียดสีของเว็บ/ลูกกลิ้ง

ASTM G143 เป็นวิธีการทดสอบมาตรฐานที่ใช้ในการประเมินพฤติกรรมการเสียดทานระหว่างวัสดุเว็บที่ยืดหยุ่นกับพื้นผิวลูกกลิ้งทรงกระบอก วิธีการนี้วัดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานทั้งแบบสถิตและแบบจลน์ (COF) ระหว่างการสัมผัสแบบเลื่อน และช่วยให้ผู้ผลิตเข้าใจว่าวัสดุเว็บมีปฏิสัมพันธ์กับลูกกลิ้งอย่างไรในกระบวนการแปรรูป การพิมพ์ การบรรจุ การเคลือบ การลามิเนต และการดำเนินการต่อเนื่องอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับวัสดุเว็บ.

ไม่เหมือนกับการทดสอบแรงเสียดทานบนพื้นผิวเรียบแบบดั้งเดิม ASTM G143 มุ่งเน้นเฉพาะที่ การวัดแรงเสียดทานของลูกกลิ้ง/เว็บ, จำลองสภาพการผลิตจริงที่ฟิล์ม, กระดาษ, ฟอยล์, ผ้า และวัสดุยืดหยุ่นอื่น ๆ ผ่านลูกกลิ้ง ข้อมูลแรงเสียดทานที่ได้สามารถนำไปใช้ในการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ, พัฒนาวัสดุ, ออกแบบอุปกรณ์ และควบคุมคุณภาพ.

ทำไมการทดสอบ ASTM G143 จึงมีความสำคัญ

ในกระบวนการผลิตหลายประเภท วัสดุที่มีความยืดหยุ่นจะถูกขนส่งผ่านชุดลูกกลิ้งขับเคลื่อนและลูกกลิ้งรอง การเสียดสีระหว่างวัสดุกับลูกกลิ้งมีผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพของเครื่องจักร.

หากแรงเสียดทานต่ำเกินไป:

  • วัสดุอาจลื่นบนลูกกลิ้ง
  • อาจเกิดข้อผิดพลาดในการลงทะเบียน
  • การติดตามเว็บไซต์อาจไม่เสถียร
  • สินค้าอาจเกิดความเสียหาย

หากแรงเสียดทานสูงเกินไป:

  • อาจเกิดการโหลดมอเตอร์เกิน
  • อาจเกิดปัญหาในการบังคับทิศทางและการติดตาม
  • ความเสียหายที่ผิวอาจเพิ่มขึ้น
  • ประสิทธิภาพการจัดการวัสดุอาจลดลง

โดยการดำเนินการ การทดสอบสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ASTM G143, ผู้ผลิตสามารถวัดปริมาณการโต้ตอบระหว่างลูกกลิ้งกับวัสดุได้ และตัดสินใจอย่างมีข้อมูลเกี่ยวกับการเลือกวัสดุ, การเคลือบผิวลูกกลิ้ง, น้ำมันหล่อลื่น, และค่าพารามิเตอร์ของกระบวนการ.

อะไรคือสิ่งที่ถูกวัดใน ASTM G143?

การทดสอบนี้กำหนด:

พารามิเตอร์คำอธิบาย
สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิต (Static COF)การต้านทานต่อการเริ่มต้นการเลื่อน
สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์ (สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานไดนามิก)ความต้านทานระหว่างการเลื่อนต่อเนื่อง
แรงเสียดทานแรงที่ต้องใช้ในการเคลื่อนย้ายแผ่นฟิล์มเหนือลูกกลิ้ง
ลักษณะการปฏิสัมพันธ์ระหว่างลูกกลิ้ง/เว็บพฤติกรรมแรงเสียดทานโดยรวมภายใต้สภาวะการทำงานจำลอง

การวัดเหล่านี้ให้ข้อมูลที่มีค่าสำหรับ:

  • การควบคุมกระบวนการ
  • การเลือกโรลเลอร์
  • การประเมินการเคลือบผิว
  • การประเมินสารหล่อลื่น
  • การพัฒนาผลิตภัณฑ์
  • การประกันคุณภาพ

หลักการทดสอบของ ASTM G143

The วิธีการทดสอบ cof ของระบบเว็บลูกกลิ้ง อิงตามหลักการเสียดทานของกว้าน.

แถบวัสดุที่มีลักษณะแคบถูกพันรอบลูกกลิ้งทรงกระบอกที่อยู่กับที่ด้วยมุมพันที่กำหนด ปลายด้านหนึ่งของตัวอย่างถูกยึดติดกับอุปกรณ์วัดแรง ในขณะที่แรงดึงที่ทราบค่าถูกนำไปใช้ที่ปลายอีกด้านหนึ่ง.

ขณะที่ตัวอย่างเลื่อนผ่านผิวลูกกลิ้ง แรงที่ต้องใช้ในการเอาชนะแรงเสียดทานจะถูกวัดอย่างต่อเนื่อง จากนั้นสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสถิตและสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์จะถูกคำนวณจากค่าความตึงที่วัดได้.

การคำนวณนี้อ้างอิงจากสมการแคปสแตน:

μ =

ln(T2/ที1)

 

θ

สถานที่:

  • μ = ค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทาน
  • T₂ = แรงตึงที่สูงกว่า
  • T₁ = แรงตึงต่ำ
  • θ = มุมการห่อในเรเดียน

แนวทางนี้ช่วยให้สามารถจำลองระบบขนส่งเว็บที่ใช้ในระบบผลิตอุตสาหกรรมได้อย่างสมจริง.

วิธีการทดสอบ ASTM G143

การเตรียมตัวอย่าง

การเตรียมตัวอย่างอย่างถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือ.

ขนาดตัวอย่างทั่วไปประกอบด้วย:

พารามิเตอร์ค่าทั่วไป
ความกว้าง25 มม.
ความยาว500 มิลลิเมตร
จำนวนชุดทดลองขั้นต่ำ3

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ:

  • ใช้วัสดุบริสุทธิ์ทุกครั้งที่เป็นไปได้.
  • หลีกเลี่ยงการสัมผัสพื้นผิวทดสอบ.
  • ป้องกันขอบชิ้นงานไม่ให้มีเศษคม.
  • รักษาทิศทางของตัวอย่างให้คงที่.
  • ทดสอบวัสดุในสภาพที่ผลิตเสร็จแล้ว เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น.

การติดตั้งตัวอย่าง

ตัวอย่างถูกติดตั้งโดย:

  1. ติดปลายด้านหนึ่งเข้ากับตัวแปลงสัญญาณแรง.
  2. วางตัวอย่างให้คลุมบนลูกกลิ้งทดสอบ.
  3. การใช้น้ำหนักดึงตามที่กำหนด.
  4. การรับรองการจัดตำแหน่งที่ถูกต้อง.
  5. หลีกเลี่ยงการโค้งหรือรอยย่นที่คม.

การติดตั้งที่ถูกต้องช่วยลดความแปรปรวนในการทดสอบและปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำ.

การตั้งค่าพารามิเตอร์แบบเลื่อน

ความเร็วในการเคลื่อนที่แบบเลื่อน

ASTM G143 แนะนำให้เลือกระดับความเร็วที่จำลองการใช้งานจริง.

ความเร็วในการทดสอบทั่วไปมีช่วงตั้งแต่:

  • 5 มม./นาที ถึง 100 มม./นาที สำหรับการจำลองการลื่นต่ำ
  • ความเร็วสูงขึ้นเมื่อต้องการสำหรับการใช้งานเฉพาะ

การเลือกความเร็วควรสะท้อนถึงสภาพการทำงานจริงให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้.

ระยะการเลื่อน

สำหรับการวัดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานคงที่:

  • การเลื่อนอาจหยุดลงหลังจากเริ่มเคลื่อนไหวได้ไม่นาน.

สำหรับการวัดค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานแบบสถิตและแบบจลน์:

  • แนะนำให้เลื่อนในระยะทางที่ยาวขึ้น.

การศึกษาเปรียบเทียบระหว่างห้องปฏิบัติการของ ASTM ที่ใช้กันทั่วไป:

  • ระยะการเลื่อน 150 มม.

แรงตึงของเว็บ

ความตึงของสายควรแสดงถึงสภาพการทำงานจริง.

การทดสอบทั่วไปอาจเกี่ยวข้องกับ:

  • ระดับความตึงเครียดหลายระดับ
  • แรงดึงสูงสุดถึง 150 นิวตัน บนแถบขนาด 25 มิลลิเมตร
  • การศึกษาความสามารถในการทำซ้ำที่ประมาณ 45 N

การตั้งค่าพารามิเตอร์แบบเลื่อน

มุมห่อมีผลอย่างมากต่อการคำนวณแรงเสียดทาน.

ค่านิยมทั่วไป ได้แก่:

มุมห่อการสมัคร
90°แนะนำโดย ASTM G143
180°สูงสุดที่อนุญาต
มุมที่กำหนดเองการจำลองกระบวนการ

มุมพันสาย 90° ถูกใช้อย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความสมดุลระหว่างการใช้งานจริงและความสามารถในการทำซ้ำ.

ASTM G143 เทียบกับ ASTM D1894

ผู้ใช้หลายคนเปรียบเทียบ ASTM G143 กับ ASTM D1894.

คุณสมบัติASTM G143ASTM D1894
เรขาคณิตการสัมผัสโรลเลอร์-เว็บพื้นผิวเรียบ
การสมัครเบื้องต้นระบบขนส่งเว็บแรงเสียดทานของวัสดุทั่วไป
แบบจำลองแรงเสียดทานขับเคลื่อนด้วยกว้านใช้เลื่อนหิมะ
การจำลองกระบวนการสูงปานกลาง
การประเมินฟิล์มบรรจุภัณฑ์ยอดเยี่ยมใช้บ่อย

ASTM D1894 ยังคงเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการวัดค่าสัมประสิทธิ์ความเสียดทานขณะลื่นไถลของฟิล์มบรรจุภัณฑ์ ในขณะที่ ASTM G143 ให้การจำลองสภาพแวดล้อมการผลิตที่ใช้ลูกกลิ้งขับเคลื่อนได้สมจริงยิ่งขึ้น.

อุปกรณ์สำหรับการทดสอบ ASTM G143

การทดสอบตามมาตรฐาน ASTM G143 จำเป็นต้องมี:

  • การวัดแรงอย่างแม่นยำ
  • การเคลื่อนที่แบบควบคุม
  • ปรับความเร็วในการทดสอบได้
  • ความสามารถในการรับข้อมูล
  • อุปกรณ์ยึดลูกกลิ้งเฉพาะทาง
  • การกำหนดค่ามุมพันปรับได้
  • ระบบโหลดแรงตึง

ห้องปฏิบัติการหลายแห่งใช้แพลตฟอร์มทดสอบแรงดึงแบบสากลที่ติดตั้งอุปกรณ์ยึดแรงเสียดทานแบบกำหนดเองเพื่อทำการวัดแรงเสียดทานระหว่างลูกกลิ้ง/ผ้าใบ.

Cell Instruments โซลูชัน

The เครื่องทดสอบแรงดึง รุ่น TST-01 สามารถทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มหลักสำหรับการทดสอบ ASTM G143 เมื่อใช้ร่วมกับอุปกรณ์ทดสอบแรงเสียดทานแบบลูกกลิ้ง/ผ้าใบที่ปรับแต่งตามความต้องการ.

ข้อได้เปรียบหลัก ได้แก่:

  • การควบคุมการทำงานด้วยระบบ PLC พร้อมหน้าจอสัมผัสขนาด 7 นิ้ว
  • ระบบขับเคลื่อนลูกบอลสกรูความแม่นยำสูง
  • ปรับความเร็วได้ตั้งแต่ 1–500 มม./นาที
  • กำลังแรงสูงสุดถึง 1 กิโลนิวตัน
  • การวัดการเคลื่อนที่อย่างแม่นยำ
  • การแสดงกราฟแรงแบบเรียลไทม์
  • การติดตั้งอุปกรณ์ไฟแบบกำหนดเอง
  • การกำหนดค่าที่ยืดหยุ่นสำหรับความต้องการการทดสอบเฉพาะทาง

สำหรับห้องปฏิบัติการที่ประเมินวัสดุหลายชนิดและสภาวะการเสียดสี อุปกรณ์ยึดแบบกำหนดเองและโซลูชันแบบหลายสถานีสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความสามารถในการทำซ้ำของการทดสอบได้มากยิ่งขึ้น.

การเข้าใจลักษณะการเสียดสีของลูกกลิ้ง/เว็บเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าการจัดการเว็บมีเสถียรภาพ การผลิตมีประสิทธิภาพ และคุณภาพของสินค้าคงที่. ASTM G143 ให้ข้อมูลที่มีค่าสำหรับการประเมินวัสดุ, ผิวลูกกลิ้ง, การเคลือบผิว, และเงื่อนไขการประมวลผล. Cell Instruments ให้บริการแพลตฟอร์มการทดสอบแรงดึง, อุปกรณ์ทดสอบแรงเสียดทานที่ปรับแต่งตามความต้องการ, และโซลูชันการทดสอบที่ออกแบบมาเพื่อรองรับมาตรฐาน ASTM G143 และข้อกำหนดการทดสอบค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานอื่น ๆ. ไม่ว่าคุณจะกำลังพัฒนาวัสดุใหม่หรือปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต การเลือกระบบการทดสอบที่เหมาะสมสามารถช่วยสร้างข้อมูลแรงเสียดทานที่เชื่อถือได้และนำไปใช้ได้จริง.

thTH