Shore-kovuus (sisennysmenetelmä)

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 28. helmikuuta 2016 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 10 muokkausta .

Shore-kovuus on yksi materiaalien  kovuuden mittausmenetelmistä . Käytetään tyypillisesti matalamoduulisten materiaalien kovuuden mittaamiseen. Yleensä - polymeerit : muovit , elastomeerit , kumit ja niiden vulkanointituotteet .

Albert F. Shore ehdotti menetelmää ja mittakaavaa 1920 - luvulla . Hän kehitti myös sopivan mittauslaitteen, jota kutsutaan durometriksi [1] [2] .

Kansainvälisen ISO 868 - standardin ja useiden muiden kansallisten standardien sääntelemä .

Shore-kovuus ilmaistaan ​​asteikon numeerisena arvona, johon on liitetty asteikon tyyppiä osoittava kirjain ja selkeä merkintä kovuuden mittausmenetelmän tai -laitteen nimestä. Esimerkiksi:

Durometrejä ja menetelmiä kutsutaan Durometreiksi ja Shore-menetelmiksi A, B jne.

Menetelmän avulla voit mitata alkuperäisen sisennyksen syvyyden, sisennyksen syvyyden tiettyjen ajanjaksojen jälkeen tai molempia.

Menetelmä on empiirinen testi. Tällä menetelmällä määritetyn kovuuden ja testattavan materiaalin perusominaisuuksien välillä ei ole yksinkertaista yhteyttä.

Menetelmälle on tunnusomaista suhteellisen suuri mittaustulosten hajonta, mutta se on kätevä yksinkertaisuutensa (mukaan lukien mittauslaitteen suunnittelu) ja mittausten tehokkuuden ansiosta, mikä mahdollistaa niiden suorittamisen myös valmiille tuotteille, suurikokoisille. osia ja kaarevia pintoja, joilla on riittävän suuri säde. Tästä syystä se on yleistynyt teollisessa käytännössä.

Periaate

Tietyn sisennyksen materiaaliin painumisen syvyys tietyissä olosuhteissa voiman vaikutuksesta mitataan.

Sisennyskovuus on kääntäen verrannollinen painaumasyvyyteen ja riippuu kimmomoduulista ja materiaalin viskoelastisista ominaisuuksista. Saavutettuihin tuloksiin vaikuttaa sisennyksen muoto ja siihen kohdistuva voima, joten erityyppisillä durometreillä tai muilla kovuusmittauslaitteilla testattaessa saatujen tulosten välillä ei voi olla suoraa yhteyttä.

Durometrivaa'at

Shore-durometrillä mittaamiseen käytetään useita vaakoja materiaaleille, joilla on erilaiset ominaisuudet. Kaksi yleisintä vaakaa ovat tyyppi A ja tyyppi D. Tyyppi A on pehmeämmille materiaaleille, kun taas D on kovemmille materiaaleille. Lisäksi ASTM D2240 -standardi tarjoaa yhteensä 12 mittausasteikkoa, joita käytetään kohteen mukaan; on tyyppejä A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S ja R. Kaikki asteikot on jaettu 0 - 100 tavanomaiseen yksikköön, kun taas korkeat arvot ​vastaavat kovempia materiaaleja.

Korrelaatio joidenkin Shore-durometrien asteikkojen välillä
A 5 kymmenen viisitoista kaksikymmentä 25 kolmekymmentä 35 40 45 viisikymmentä 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100
B 6 12 17 22 27 32 37 42 47 51 56 62 66 71 76 81 85
C 9 12 neljätoista 17 kaksikymmentä 24 28 32 37 42 47 52 59 70 77
D 6 7 kahdeksan kymmenen 12 neljätoista 16 19 22 25 29 33 39 46 58
O kahdeksan neljätoista 21 28 35 42 48 53 57 61 65 69 72 75 79 84
OO 45 55 62 70 76 80 83 86 88 90 91 93 94 95 97 98

Laitelaite

A- ja D-tyyppiset shore-durometrit sisältävät seuraavat osat:

Vaihtoehtoisesti kovuusmittarit toimitetaan erityisellä laitteella tai elementeillä kuorman kiinnittämiseksi keskelle sisennyksen akselia, jolloin voit luoda tietyn puristusvoiman. Tätä voimaa voidaan säätää tiettyjen materiaalien säädöksillä ja teknisillä asiakirjoilla.

A- ja D-tyyppisten durometrien ominaisuudet (ISO 868)
Vaakatyyppi indentor Voima sisennykseen Alennusvoima [3]
H Rajoita poikkeamaa gs Rajoita poikkeamaa
A Karkaistu terästanko, jonka halkaisija on 1,25 mm, joka päättyy katkaistuun kartioon, jonka kulma on ylhäällä 35° ja ylähalkaisija 0,79 mm 0,550 + 0,075 N A ±0,078 56 + 7,66 N A ±8 1 kg (12,5 N)
D Karkaistu terästanko, halkaisija 1,25 mm, joka päättyy kartioon, jonka kulma on ylhäällä 30°, kärjen säde 0,10 mm 0,445N D ±0,441 45.36 N D ±45 5 kg (50,0 N)
Muiden tyyppisten durometrien ominaisuudet
Vaakatyyppi indentor Suurin voima sisennykseen Alennusvoima [3]
H gs
B Karkaistu terästanko, halkaisija 1,25 mm, joka päättyy kartioon, jonka kulma on ylhäällä 30°, kärjen säde 0,10 mm 8.061 822 1 kg
C Karkaistu terästanko, jonka halkaisija on 1,25 mm, joka päättyy katkaistuun kartioon, jonka kulma on ylhäällä 35° ja ylähalkaisija 0,79 mm 44,62 4550 5 kg
AO, L [4] Karkaistu teräskuula, jonka halkaisija on 5 mm 8,064 822 12,5 N
TEHDÄ Karkaistu teräskuula, jonka halkaisija on 2,38 mm 44,62 4550 5 kg
O Karkaistu teräskuula, jonka halkaisija on 2,38 mm 8,064 822 1 kg
OO Karkaistu teräskuula, jonka halkaisija on 2,38 mm 1.108 113 400 g
OOO Karkaistu teräskuula, jonka halkaisija on 12,7 mm 1.108 113 400 g

Testaus

Kun testataan materiaaleja, joiden kovuus ei riipu suhteellisesta kosteudesta, durometriä ja testinäytteitä käsitellään vähintään 1 tunnin ajan jossakin standardiilmakehässä GOST 12423-2013 “Muovit. Näytteiden (näytteiden) käsittelyn ja testauksen olosuhteet ”(ISO 291) [5] , suojaten ne altistumiselta suoralle auringonvalolle. Testattaessa materiaaleja, joiden kovuus riippuu suhteellisesta kosteudesta, testinäytteet tulee käsitellä samojen standardien mukaisesti tai testattavan materiaalin asiaa koskevien normatiivisten ja teknisten asiakirjojen mukaisesti.

Testi suoritetaan samoissa olosuhteissa.

Koekappaleen paksuuden on oltava vähintään 6 mm. Vaaditun paksuuden saavuttamiseksi testinäyte voi koostua useista ohuista kerroksista, mutta tällaisilla näytteillä saadut testitulokset eivät välttämättä ole yhdenmukaisia ​​kiinteillä näytteillä tehtyjen testien tulosten kanssa, koska tällaisten kerrosten pinnat eivät joskus ole täysin kosketuksissa toisiaan.

Näytteiden mittojen on mahdollistettava testaus vähintään 12 mm:n etäisyydellä mistä tahansa reunasta, ellei ole etukäteen tiedossa, että identtiset tulokset saavutetaan lyhyemmillä etäisyyksillä reunasta. Näytteen pinnan kosketuskohdassa tukipinnan kanssa alueella, jonka säde on vähintään 6 mm sisennyksen kärjestä, on oltava erittäin tasainen. Kaarevilla, epätasaisilla tai karkeilla pinnoilla ei voida saada tyydyttäviä kovuusmittauksia durometrilla.

Testattava näyte asetetaan kovalle, tasaiselle, vaakasuoralle pinnalle. Durometri asennetaan pystyasentoon siten, että sisennyksen kärki on vähintään 12 mm:n päässä näytteen mistä tahansa reunasta. Mahdollisimman nopeasti, ilman iskuja, durometrin tukipinta painetaan näytettä vasten pitäen se yhdensuuntaisena testinäytteen pinnan kanssa. Tukipintaan kohdistetaan riittävästi painetta erityisellä kiinnittimellä tai painolla luotettavan kosketuksen varmistamiseksi näytteen kanssa.

Kovuusmittarin saa ladata manuaalisesti.

Ilmaisinlaitteen lukemat otetaan 15 +1 s kuluttua. Jos on tarpeen tehdä välitön mittaus, niin lukema otetaan 1 s sisällä vertailupinnan painamisesta näytteeseen. Tallenna tässä tapauksessa maksimiarvo, jonka durometrin osoitin näyttää.

Parempi toistettavuus voidaan saavuttaa käyttämällä durometritelinettä tai painoa, joka on keskitetty sisennyksen akseliin, tai molempia painamaan tukipintaa näytettä vasten. A-tyypin durometriin suositellaan 1 kg:n painoa ja D-tyypin durometriin 5 kg:n painoa. Aikaväli, jonka jälkeen lukemat otetaan, voidaan asettaa yksittäisille materiaaleille niiden omilla säädöksillä ja teknisillä asiakirjoilla.

Näytteen pinnalla tehdään viisi kovuusmittausta eri kohdista, mutta vähintään 6 mm:n etäisyydeltä edellisen mittauksen pisteestä ja määritetään keskiarvo. On suositeltavaa, että kun tyypin A durometrilla saadaan yli 90 arvoja, testit tehdään tyypin D durometrillä ja kun arvot ovat alle 20 tyypin D durometrillä, testit tehdään A-tyypin durometri.

Valmistele testiraportti, joka sisältää:

Lukemat voidaan tallentaa seuraavassa muodossa, Shore-kovuus: A / 15:45, jossa A on durometrin tyyppi, 15 on aika sekunteina siitä hetkestä, kun tukipinta saatetaan läheiseen kosketukseen näytteen kanssa, kunnes lukema on otettu, 45 on lukema. Vastaavasti kovuus D/1:60 Shore tarkoittaa lukemaa 60, joka on otettu D-tyypin durometrilla 1 sekunnin sisällä tai maksimilukemasta.

Joidenkin materiaalien Shore-kovuus

materiaali, tuote Kovuus, yksiköt Shora [6] Vaakatyyppi
Geeli pyörän istuin 15-30 OO
Purukumi kaksikymmentä OO
Tärinää vaimentava materiaali Sorbotan 40 OO
Tärinää vaimentava materiaali Sorbotan 0 A
Silikonitiiviste _ 10-25 A
Pehmeä taide pyyhekumi kaksikymmentä A
Kotitalouksien kumirenkaat [7] 25-30 A
Polkupyörän kamera kolmekymmentä A
Side Martens (kumi) [8] 30-35 A
tavallinen pyyhekumi 50-55 A
ovitiiviste 55 A
pyyhkimen sulat 55-60 A
Auton rengas 60-70 A
Polyuretaaniholkki 65 MUTTA
Pehmeät rullalaudan pyörät 75 A
Hydraulinen tiivisterengas 70-90 A
Kylpyammeen kumitulppa 80-85 A
Kirjoituskoneen paperirulla 85-90 A
Kiinteät trukin renkaat 90-95 A
Bikoniittitiiviste 90-98 MUTTA
Rullalaudan kovat pyörät 98 A
Eboniitti 100 A
Valettu muovirulla [9] viisikymmentä D
Teollisuuden suojakypärä muovia 75 D

Durometrit ja Asker-vaa'at

Nimi tulee japanilaisen valmistajan Kobunshi Keiki Co :n Asker- brändistä . [10] , joka valmistaa useita instrumenttimalleja, joilla on alkuperäinen merkkimuunnos ja joilla on vastaavat alkuperäiset vaa'at. Kovuuden mittausmenetelmä Asker-durometreillä perustuu samoihin periaatteisiin ja on itse asiassa Shore-menetelmä . Tässä menetelmässä käytettyä mittauslaitetta kutsutaan myös "durometriksi". Sitä käytetään pääasiassa samoihin materiaaleihin kuin tässä artikkelissa kuvattua Shor-menetelmää, vain pääasiassa pehmeitä ja elastisia . Osa Askerin omistamista vaaoista on standardoitu Japanin kansallisten standardien mukaan . Se eroaa klassisesta menetelmästä joillakin mittauslaitteen parametreillä, sisennyksillä ja asteikkotyyppien tuotenimillä (instrumenttimallit).

Joidenkin Asker-durometrien mallien ominaisuudet
Vaakatyyppi indentor Voima sisennykseen
gs , 0 yksikköä vaa'at gf , 100 yksikköä vaa'at
JA Karkaistu terästanko, jonka halkaisija on 1,25 mm, joka päättyy katkaistuun kartioon, jonka kulma on ylhäällä 35° ja ylähalkaisija 0,79 mm 55 855
JC Karkaistu terästanko, jonka halkaisija on 1,25 mm, joka päättyy katkaistuun kartioon, jonka kulma on ylhäällä 35° ja ylähalkaisija 0,79 mm 100 4500
Kysyjä C Karkaistu teräspuolipallo, jonka halkaisija on 5,08 mm 55 855
Kysyjä C2 Karkaistu teräspuolipallo, jonka halkaisija on 5,08 mm 55 455
Kysyjä CS Karkaistu terässylinteri [11] , jonka halkaisija on 10 mm 100 4500
Kysyjä FP Karkaistu terässylinteri [11] , halkaisija 15 mm 100 200
Kysyjä F Karkaistu terässylinteri [11] , halkaisija 25,2 mm 55 455

Asker-durometrin kovuus ilmoitetaan samalla tavalla kuin Shore-durometrin kovuus, vain "Shore":n sijaan "Kysyjä" ilmoitetaan, esimerkiksi "Asker-kovuus 80C".

On syytä muistaa, että useat asteikkotyyppien nimet ovat yhtäpitäviä standardoitujen nimien kanssa, mutta näiden asteikkojen ja käytettyjen sisennysten merkitykset eivät aina ole samat . Esimerkiksi Asker A -malli on identtinen tavallisen Shore A -mallin kanssa, kun taas Asker C -malli on vain mittakaavatyypin nimi. Jos testataan Asker-durometrillä, jonka malli vastaa täysin tiettyä Shore-durometrin mallia, testitulosten kirjaamisen erottamiseksi on suositeltavaa antaa etusija tietueelle "30 yksikköä. Ranta A" 30 yksikön sijaan. Kysyjä A".

Galleria

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Patentti US1770045
  2. ↑ Se on erotettava " skleroskoopista " - laitteesta, jolla mitataan kovuutta rebound-menetelmällä .
  3. ↑ 1 2 Durometrin tukipinnan puristusvoima koekappaleeseen. Standardit tarjoavat tälle parametrille erilaisia ​​mittayksiköitä, joten niitä ei merkitä otsikossa, vaan taulukon vastaavilla riveillä. Eri standardien välillä on pieniä eroja - ilmoitettu suluissa.
  4. ↑ Vakio PV 3931
  5. ↑ Vakioilmapiiri "23/50": lämpötila 23 ± 2 °C, suhteellinen kosteus 50%, paine 86-106 kPa.
  6. ↑ Arvojen hajonta ±5 yksikköä.
  7. ↑ Kumirenkaat, joita käytetään sitomaan setelinippuja, pieniä pusseja, kiinnittämään reseptejä lääkepulloihin jne.
  8. ↑ TU 38.106.209-90
  9. ↑ Esimerkiksi matkatavaravaunun pyörä, käsimatkatavara (matkalaukku).
  10. ↑ Kobunshi Keiki Co.:n virallinen verkkosivusto.  (englanniksi) . Haettu 8. heinäkuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 22. huhtikuuta 2012.
  11. ↑ 1 2 3 Koekappaleeseen vaikuttaa (puristaa) kiinteän sylinterin päätypinta.

Kirjallisuus