ASTM G143

ASTM G143

Стандартний метод випробування для вимірювання характеристик тертя полотна/ролика

ASTM G143 це стандартизований метод випробування, який використовується для оцінки поведінки тертя між гнучким матеріалом полотна і циліндричною поверхнею ролика. Метод вимірює як статичний, так і кінетичний коефіцієнт тертя (COF) під час ковзного контакту і допомагає виробникам зрозуміти, як матеріали полотна взаємодіють з валами в процесі конвертації, друку, пакування, нанесення покриттів, ламінування та інших безперервних операцій з обробки полотна.

На відміну від звичайних випробувань на тертя плоских поверхонь, ASTM G143 фокусується саме на вимірювання тертя ролика/полотна, що імітує реальні виробничі умови, в яких плівки, папір, фольга, текстиль та інші гнучкі матеріали рухаються по валах. Отримані дані про тертя можна використовувати для оптимізації процесу, розробки матеріалів, проектування обладнання та контролю якості.

Чому тестування за стандартом ASTM G143 є важливим

У багатьох виробничих процесах гнучкі матеріали транспортуються через низку ведучих і ведених роликів. Характеристики тертя між полотном і роликом безпосередньо впливають на продуктивність машини.

Якщо тертя занадто низьке:

  • Матеріал може прослизати на роликах
  • Можливі помилки при реєстрації
  • Відстеження веб-сторінок може стати нестабільним
  • Це може призвести до пошкодження виробу

Якщо тертя занадто велике:

  • Може виникнути надмірне навантаження на двигун
  • Можуть виникати проблеми з керуванням та відстеженням
  • Пошкодження поверхні можуть збільшитися
  • Ефективність обробки матеріалів може знизитися

Виконуючи операцію Випробування на коефіцієнт тертя ASTM G143, За допомогою цього інструменту виробники можуть кількісно оцінити взаємодію валків і полотна та прийняти обґрунтовані рішення щодо вибору матеріалів, покриттів валків, мастил і параметрів технологічного процесу.

Що вимірюється в ASTM G143?

Тест визначає:

ПараметрОпис
Статичний коефіцієнт тертя (Static COF)Стійкість до ініціювання ковзання
Кінетичний коефіцієнт тертя (динамічний COF)Опір під час безперервного ковзання
Сила тертяСила, необхідна для переміщення полотна по валу
Характеристики взаємодії ролика та полотнаЗагальна поведінка тертя в змодельованих умовах експлуатації

Ці вимірювання надають цінну інформацію для:

  • Управління процесом
  • Вибір роликів
  • Оцінка поверхневого покриття
  • Оцінка мастила
  • Розробка продукту
  • Забезпечення якості

Принцип тестування за стандартом ASTM G143

У "The Метод випробування систем роликових полотен COF базується на принципі тертя цапфи.

Вузька смужка полотна намотується на нерухомий циліндричний валик під заданим кутом намотування. Один кінець зразка прикріплений до пристрою для вимірювання сили, в той час як до протилежного кінця прикладається відомий натяг.

Коли зразок ковзає по поверхні ролика, безперервно вимірюється сила, необхідна для подолання тертя. Потім на основі виміряних значень натягу розраховуються статичний і кінетичний коефіцієнти тертя.

Розрахунок базується на рівнянні каптана:

μ =

ln(T2/T1)

 

θ

Де:

  • μ = коефіцієнт тертя
  • T₂ = більша сила натягу
  • T₁ = нижня сила натягу
  • θ = кут обгортання в радіанах

Цей підхід дозволяє реалістично моделювати системи транспортування полотна, які зазвичай використовуються в промисловому виробництві.

Процедура випробування ASTM G143

Підготовка зразків

Правильна підготовка зразків має важливе значення для отримання надійних результатів.

Типові розміри зразків включають

ПараметрТипове значення
Ширина25 мм
Довжина500 мм
Мінімальна кількість реплік3

Важливі міркування:

  • Використовуйте первинний матеріал, коли це можливо.
  • Не торкайтеся тестових поверхонь.
  • Запобігайте появі задирок на краях зразків.
  • Підтримуйте постійну орієнтацію зразка.
  • Випробувальні матеріали у стані, в якому вони були виготовлені, якщо не вказано інше.

Монтаж зразка

Зразок монтується за допомогою:

  1. Прикріплюємо один кінець до датчика сили.
  2. Натягування зразка на випробувальний валик.
  3. Прикладаємо задану вагу натягу.
  4. Забезпечення належного вирівнювання.
  5. Уникайте різких вигинів або зморшок.

Правильне кріплення мінімізує варіабельність тестування та покращує повторюваність.

Налаштування параметрів ковзання

Швидкість ковзання

Стандарт ASTM G143 рекомендує вибирати швидкості, які імітують реальне застосування.

Типові швидкості тестування варіюються від:

  • від 5 мм/хв до 100 мм/хв для моделювання з низьким рівнем ковзання
  • Більш високі швидкості, коли це потрібно для конкретних застосувань

Вибір швидкості повинен відображати реальні умови експлуатації, коли це можливо.

Відстань ковзання

Для статичного визначення COF:

  • Ковзання може припинитися незабаром після початку руху.

Для визначення статичного та кінетичного коефіцієнта корисної дії (COF):

  • Рекомендується більша відстань ковзання.

Загальноприйняті міжлабораторні дослідження ASTM:

  • Відстань ковзання 150 мм

Напруга в мережі

Натяг полотна повинен відповідати реальним умовам процесу.

Типове тестування може включати в себе:

  • Кілька рівнів натягу
  • Максимальний натяг до 150 Н на смузі 25 мм
  • Дослідження повторюваності близько 45 Н

Налаштування параметрів ковзання

Кут обгортання суттєво впливає на розрахунки тертя.

Спільні цінності включають в себе:

Кут обгортанняЗаявка
90°Рекомендовано стандартом ASTM G143
180°Максимально дозволено
Нестандартні кутиМоделювання процесів

Кут намотування 90° широко використовується, оскільки він забезпечує баланс між практичністю та повторюваністю.

ASTM G143 проти ASTM D1894

Багато користувачів порівнюють ASTM G143 з ASTM D1894.

ОсобливістьASTM G143ASTM D1894
Контактна геометріяRoller-WebПлоска поверхня
Основне застосуванняСистеми веб-транспортуЗагальне тертя матеріалів
Модель тертяБазується в КапстаніНа основі саней
Моделювання процесівВисокийПомірний
Оцінка пакувальної плівкиЧудово.Загальновживані

ASTM D1894 залишається найпоширенішим методом COF для пакувальної плівки, тоді як ASTM G143 забезпечує більш реалістичне моделювання виробничих середовищ з вальцьовим приводом.

Обладнання для випробувань за стандартом ASTM G143

Проведення випробувань за стандартом ASTM G143:

  • Точне вимірювання сили
  • Контрольоване переміщення
  • Регульована швидкість тестування
  • Можливість збору даних
  • Спеціалізовані роликові кріплення
  • Регульована конфігурація кута обгортання
  • Система натяжного навантаження

Багато лабораторій використовують універсальну платформу для випробувань на розтягнення, оснащену спеціальними пристосуваннями для вимірювання тертя роликів/полотна.

Рішення Cell Instruments

У "The TST-01 Тестер для розтягування може служити основною платформою для випробувань за стандартом ASTM G143 у поєднанні з індивідуальним роликовим/павутинним фрикційним пристосуванням.

Серед ключових переваг можна виділити наступні:

  • Керування за допомогою ПЛК з 7-дюймовим сенсорним екраном
  • Високоточна кульково-гвинтова система приводу
  • Регульована швидкість від 1-500 мм/хв
  • Зусилля до 1 кН
  • Точне вимірювання переміщення
  • Відображення кривої сили в реальному часі
  • Інтеграція спеціальних світильників
  • Гнучка конфігурація для спеціалізованих вимог до тестування

Для лабораторій, які оцінюють різні матеріали і умови тертя, індивідуальні пристосування і рішення з декількома станціями можуть ще більше підвищити ефективність і повторюваність випробувань.

Розуміння характеристик тертя між валиком і полотном має важливе значення для забезпечення стабільної роботи з полотном, ефективного виробництва та стабільної якості продукції. ASTM G143 надає цінні дані для оцінки матеріалів, поверхонь роликів, покриттів і умов обробки. Cell Instruments пропонує платформи для випробувань на розтягнення, індивідуальні пристосування для тертя і рішення для випробувань, призначені для конкретних застосувань, розроблені для підтримки ASTM G143 та інших вимог до випробувань коефіцієнта тертя. Незалежно від того, розробляєте ви нові матеріали або покращуєте виробничі показники, вибір відповідної випробувальної системи допоможе отримати надійні та практичні дані про тертя.

ukUK