Как измерить твердость резинового покрытия?

Какова твердость резины?

Твердость резины — это показатель ее сопротивления вдавливанию под действием внешней силы, обычно измеряемый с помощью твердости по Шору или международной твердости резины (IRHD). Более высокие значения указывают на большую твердость, а более низкие — на более мягкий материал.

Например, эластичность резины марки 65A может значительно варьироваться в зависимости от состава.

Единицы измерения и диапазоны твердости

Твердость по Шору: подразделяется на тип А (мягкая резина, 20-95 градусов) — плоские резиновые ленты нашей компании попадают в этот диапазон — и тип D (твердая резина, более 90 градусов).

В уплотнительных кольцах обычно используется угол 20-50° (тип А), в то время как промышленные ролики могут достигать 80-95° (тип А) или 50-90° (тип D).

IRHD: Применимо для диапазона IRHD 10-100, измеряется глубиной вдавливания с помощью шарикового индентора.

Как измеряется твердость материала?

Шкалы Шора могут использоваться для измерения и сравнения твердости каучуков и эластомеров. Они также широко применяются для более мягких пластмасс, таких как полиолефины, фторполимеры и винил. Существует около пятнадцати различных шкал твердости по Шору, которые можно использовать для измерения твердости различных материалов.

Шкала Шора А чаще всего используется для измерения твердости резины и может быть определена с помощью дюрометра. Дюрометр состоит из металлического усеченного конусообразного индентора, прикрепленного к небольшой пружине, как показано на схеме выше; индентор вдавливается в материал на 2,5 мм. Материал будет сопротивляться вдавливанию, деформируя пружину. Каждое отклонение пружины на 0,001 дюйма соответствует 1 градусу Шора А. Более твердые материалы будут сопротивляться вдавливанию, что приведет к большему отклонению пружины и, следовательно, к более высокому показанию.

Главное преимущество шкалы твердости по Шору заключается в том, что она позволяет измерять твердость любого материала. Эта шкала адаптирована для удовлетворения потребностей и требований к измерению твердости любых материалов.

Объяснение метода измерения твердости по Шору

Твердость по Шору широко используется для измерения твердости резины и пластмасс. Процедура включает в себя вдавливание индентора в материал и измерение глубины отпечатка. Существует две основные шкалы Шора: Шор А для более мягких материалов и Шор D для более твердых материалов.

Шор А: Используется индентор в форме усеченного конуса с закругленным наконечником для более мягких резиновых изделий.

Шор D: Используется острый конический индентор для более твердых резин и пластмасс со значением угла более 90 градусов.

Например: 30 по шкале Шора А значительно мягче, чем 80 по шкале Шора А. Когда материал достигает значения по шкале Шора 95 А, он по ощущениям становится больше похож на пластик, чем на гибкий материал. В этом случае шкалы Шора А и Шора D на короткое время перекрываются. Последняя относится к жестким материалам, тогда как шкала А относится к гибким резинам.

Существуют и другие шкалы твердости по Шору, такие как Shore OO, O, B, C и H, но они редко используются в пластмассовой и резиновой промышленности. Шора OO используется для проверки изделий с твердостью по Шору ниже 10 градусов. Шора C часто используется для проверки твердости пенопласта.

Твердомер типа «С» (Шор С). Этот дюрометр имеет шарикоподшипниковый зонд, который прижимается к пенопласту ; он больше подходит для измерения твердости пенопласта, чем традиционный твердомер Шор «А», который преимущественно используется в резиновой промышленности. В твердомере Шор «А» используется подпружиненный штифт, который имеет тенденцию прокалывать пенопласт, что приводит к ложным показаниям. Шарикоподшипник твердомера Шор «С» распределяет нагрузку и позволяет отклониться, не прокалывая пенопласт.

Форма используемого индентора в дюрометре и сила пружины различаются в зависимости от шкалы. Например, для твердости по Шору D используется остроконечный индентор и сила пружины 10 фунтов (4,5 кг), тогда как индентор для твердости по Шору 00 имеет тупой конец и силу пружины всего 113 г.

При измерении твердости по Шору на образце часто остается постоянный отпечаток. Также важно учитывать, что толщина материала должна быть не менее 6 мм, а сам образец должен быть расположен на твердой поверхности для получения точных показаний. Если материал слишком тонкий, дюрометр будет измерять твердость поверхности, на которой он находится. Из-за механических ограничений измерительных приборов измерения твердости эластомеров обычно выражаются с шагом в 5 градусов.

Как измерить твердость полиуретанового валика (по шкале Шора А)

1. Поверхность ролика:

Убедитесь, что поверхность чистая, гладкая и свободна от загрязнений. Несовершенства могут привести к неточным показаниям.

2. Позиционирование:

Расположите дюрометр перпендикулярно поверхности ролика, обеспечив полный контакт без наклона.

Начните отмерять на расстоянии 25 мм (1 дюйм) от каждого конца ролика.

3. Приложите давление:

Аккуратно надавите на дюрометр, не ударяя его со всей силой. Приложите усилие около 1 кг (2 фунтов).

Произведите замер сразу после полного контакта (в течение 2 секунд).

4. Температура:

Измерения проводились при комнатной температуре (около 23°C или 74°F). Колебания температуры могут повлиять на показания твердости резины.

Следуя этим рекомендациям, вы сможете достоверно измерить твердость ваших резиновых и полиуретановых роликов и оптимизировать их работу.

Какие свойства связаны с твердостью резины?

1. Прочность на растяжение и прочность на разрыв

Твердость демонстрирует положительную корреляцию с прочностью на растяжение и прочностью на разрыв, но существует критический порог. По мере увеличения твердости от 50А до 70А плотность сшивания молекулярных цепей возрастает, повышая сопротивление растяжению и разрыву. Однако при твердости выше 90А хрупкость материала возрастает, что делает его склонным к разрушению из-за концентрации напряжений.

2. Компрессионный комплект

Резина низкой твердости (ниже 40A) демонстрирует превосходное восстановление после сжатия, что делает ее пригодной для применения в качестве уплотнений. Резина высокой твердости (выше 70A) показывает более высокие показатели остаточной деформации при сжатии, что приводит к разрушению уплотнения при длительном воздействии давления.

3. Эластичность

Твердость обратно пропорциональна упругости:

- Резина низкой твердости (30-50A) обладает превосходной эластичностью, идеально подходит для амортизаторов. Резина высокой твердости (60-80A) увеличивает демпфирование, но снижает эластичность, подходит для износостойких компонентов.

4. Износостойкость

Повышенная твердость улучшает износостойкость, например, ленты для экструзионной тяги достигают твердости 65А, что позволяет им выдерживать абразивный износ.

Однако для предотвращения усталостных трещин, вызванных чрезмерной твердостью, необходимо соблюдать баланс упругости.

5. Устойчивость к атмосферным воздействиям и химическому воздействию.

Резина высокой твердости, обладающая плотной молекулярной структурой, обеспечивает превосходную устойчивость к ультрафиолетовому излучению, озону и химическим средам (например, маслам).

Однако при высоких температурах твердость резины снижается (например, нитриловая резина теряет 20% твердости при 100 °C), что приводит к ухудшению герметизирующих свойств; низкие температуры могут вызвать охрупчивание.

6. Коэффициент трения

Резина низкой твердости (например, ленты подачи бумаги для фальцевально-склеивающих машин с температурой плавления 35°C) обладает высокой адгезией к поверхности и значительным трением. Резина высокой твердости (например, ленты экструзионной машины 65A) имеет низкий коэффициент трения, что делает ее непригодной для транспортировки бумаги, но идеальной для тяговых применений благодаря ее превосходной износостойкости.

Краткое содержание: Значение измерения твердости резины

Измерение твердости резины имеет решающее значение для контроля качества и оптимизации технологического процесса. Как производитель, компания Yonghang может корректировать рецептуры, поскольку твердость напрямую коррелирует с составом сырья (например, содержанием резины, типом наполнителя). Снижение содержания резины на 10% обычно увеличивает твердость примерно на 3-5 градусов. Испытание твердости позволяет оптимизировать соотношение компонентов в рецептуре. Анализ механических и динамических характеристик: изменения твердости со временем косвенно отражают старение материала, обеспечивая основу для прогнозирования срока службы. Испытание твердости является не только фундаментальным этапом в исследованиях и разработках и производстве резины, но и ключевым показателем для оптимизации характеристик продукта и обеспечения надежности в применении.