ISO 37 / DIN 53504: Zkouška tahem pryží a elastomerů
Normy ISO 37 a DIN 53504 popisují metody pro stanovení mechanických vlastností vulkanizovaných nebo termoplastických elastomerů. Používají se ke stanovení tahového napětí, pevnosti v tahu a deformace při porušení, jakož i hodnot Youngova modulu, definovaných buď jako tahové napětí při stanoveném prodloužení, nebo naopak. Umožňují rovněž určit mez kluzu a mez pevnosti, například u termoplastických elastomerů. Všechny hodnoty se stanovují v tahu při konstantní rychlosti zkoušky.
Další standardizovaná metoda pro stanovení tahových vlastností vulkanizované termosetové pryže a termoplastických elastomerů je popsána v normě ASTM D412.
Následující obsah vysvětluje klíčové aspekty normy. Pro provádění zkoušek v souladu s ISO 37 a DIN 53504 je však nezbytné zakoupit kompletní text normy.
Účel a oblasti použití Vzorky Průběh zkoušky Video Charakteristické hodnoty Zkušební systém Automatizace Často kladené otázky Požádat o konzultaci
Účel zkoušky a oblasti použití podle ISO 53504
Pokud se zkoušky provádí v souladu s ISO 37 / DIN 53504, je zajištěno, že jsou opakovatelné a reprodukovatelné bez ohledu na to, která zkušební laboratoř je provádí. Normy definují požadavky na tvar zkušebních těles, rychlost zkoušky, temperování vzorků i hodnocení výsledků.
Normy a zkoušky se používají napříč celým hodnotovým řetězcem gumárenského průmyslu. Jsou důležité nejen pro výrobce surovin a výzkumné instituce, ale i pro vývoj směsí či výrobu a dále pro zpracovatelský průmysl, který vyrábí produkty jako pneumatiky, tlumiče, těsnění, řemeny, dopravní pásy nebo gumové rukavice, kondomy a jiné výrobky z pryže.
Vzorky ve tvaru oboustranných lopatek podle ISO 37 / DIN 53504
Pro zkoušku tahem pryže je v normách ISO 37 a DIN 53504 definováno pět typů zkušebních vzorků tvaru oboustranných lopatek a dva typy zkušebních těles tvaru kroužků. Rozdíly mezi zkušebními vzorky podle jednotlivých norem jsou jen nepatrné.
| Typ | I (min) mm | Is mm | bk mm | b mm | a mm | L0 mm | r1 mm | r2 mm | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISO 37 | 1 | 115 | 33 ± 2 | 25 ± 1 | 6,2 ± 0,2 | 2 ± 0,2 | 25 ± 0,5 | 25 ± 2 | 14 ± 1 |
| 1A | 100 | 21 ± 1 | 25 ± 1 | 5 ± 0,1 | 2 ± 0,2 | 20 ± 0,5 | 25 ± 2 | 11 ± 1 | |
| 2 | 75 | 25 ± 1 | 12,5 ± 1 | 4 ± 0,1 | 2 ± 0,2 | 20 ± 0,5 | 12,5 ± 1 | 8 ± 0,5 | |
| 3 | 50 | 16 ± 1 | 8,5 ± 0,5 | 4 ± 0,1 | 2 ± 0,2 | 10 ± 0,5 | 10 ± 0,5 | 7,5 ± 0,5 | |
| 4 | 35 | 12 ± 0,5 | 6 ± 0,5 | 2 ± 0,1 | 1 ± 0,1 | 10 ± 0,5 | 3 ± 0,1 | 3 ± 0,1 | |
| DIN 53504 | S1 | 115 | 33 | 25 | 6 | 2 ± 0,2 | 25 | 25 | 14 |
| S1A | 100 | 25 | 25 | 5 | 2 ± 0,2 | 25 | 20 | 11 | |
| S2* | 75 | 25 | 12,5 | 4 | 2 ± 0,2 | 20 | 12,5 | 8 | |
| S3 | 35 | 12 | 6 | 2 | 1 ± 0,1 | 10 | 3 | 3 | |
| S3A | 50 | 16 | 8,5 | 4 | 2 ± 0,2 | 10 | 10 | 7,5 |
* Poznámka k normě DIN 53504: Preferovaným typem vzorku je zkušební těleso tvaru oboustranných lopatek S2
Vzorky tvaru kroužku podle ISO 37 / DIN 53504
| Vnější průměr: d3 | Vnitřní průměr: d4 | Šířka b | Tloušťka a | ||
|---|---|---|---|---|---|
| ISO 37* | A | 52,6 | 44,6 ± 0,2 | 4 ± 0,2 | 4 ± 0,2 |
| B | 10 | 8 ± 0,1 | 1 ± 0,1 | 1 ± 0,1 | |
| DIN 53504 | R1 | 52,6 | 44,6 | 4,0 | 4 ± 0,2 nebo 6,3 ± 0,3 |
| R2 | 44,6 | 36,6 | 4,0 | 4 ± 0,2 nebo 6,3 ± 0,3 |
* Preferovaným typem vzorku je zkušební těleso tvaru kroužku typu A. Typ B se používá, pokud není k dispozici dostatek materiálu pro větší zkušební vzorek typu A
Příprava vzorků
- Zkušební vzorky musí být vyrobeny a měřeny podle normy ISO 23529.
- Vzorky ve tvaru oboustranných lopatek nebo kroužků se obvykle vyrábějí na zařízeních pro přípravu zkušebních těles, která umožňují zhotovit příslušný typ vzorku.
Společnost ZwickRoell má v nabídce dva ruční vysekávací lisy pro přípravu vzorků tvaru oboustranných lopatek či kroužků, které jsou v souladu s normami.
Průběh zkoušky podle ISO 37 / DIN 53504
Zkoušky vzorků tvaru oboustranných lopatek:
- ISO 37: Před zkouškou se měří tloušťka vzorku uprostřed a na koncích paralelní části. Z mediánové hodnoty ze tří měření se vypočítá průřez. Po vynulování měření síly ve volně zavěšeném stavu se vzorek tvaru oboustranných lopatek upne do čelistí zkušebního stroje podél osy stroje tak, aby napětí bylo rovnoměrně rozloženo po průřezu. Pro zahájení zkoušky se za definovaných podmínek deformace doporučuje aplikovat malé předpětí 0,1 MPa a v tomto stavu nastavit průtahoměr.
- DIN 53504: Před zahájením zkoušky tahem se vzorek tvaru oboustranných lopatek změří při laboratorní teplotě alespoň ve třech bodech, nejlépe na koncích paralelní části a uprostřed. Počáteční průřez se vypočítá z mediánu naměřených tlouštěk a z rozměru šířky zkušebního vzorku dané vysekávacím lisem. Vzorek se upevní do čelistí tak, aby jeho podélná osa byla v souladu s mechanickou osou zkušebního stroje a aby byl upnut rovnoměrně bez prokluzu. Předběžné zatížení přibližně < 0,1 MPa se aplikuje při rychlosti posuvu < 50 mm/min a stroj se zastaví. Poté se připevní průtahoměr a stroj se spustí při zkušební rychlosti uvedené v normě. Síla a změna délky se zaznamenávají a zobrazují jako křivka napětí-deformace. Pro měření deformace se upřednostňuje bezkontaktní optický měřicí systém.
Zkušební rychlosti:
| ISO 37 | DIN 53504 | |
|---|---|---|
| Typ 1 / S1 | 500 mm/min | 500 mm/min |
| Typ 1A / S1A | 500 mm/min | 500 mm/min |
| Typ 2 / S2 | 500 mm/min | 200 mm/min (500 ± 50 mm/min lze po předchozí dohodě) |
| Typ 3 / S3 | 200 mm/min | 200 mm/min |
| Typ 4 / S3A | 200 mm/min | 200 mm/min |
Zkoušení vzorků tvaru kroužků:
- ISO 37: Před zahájením zkoušky podle ISO 37 se u vzorku tvaru kroužku změří radiální šířka a axiální tloušťka v šesti přibližně rovnoměrně rozmístěných bodech po obvodu. Mediánová hodnota každé série měření se použije k výpočtu průřezové plochy. Před zahájením zkoušky se vynuluje měřicí řetězec ve volně nezatíženém stavu a vzdálenost válečků se nastaví podle rozměru uvedeného v normě. Zkušební vzorek se umístí na válečky a stroj se spustí stanovenou zkušební rychlostí. Během zkoušky, která probíhá rychlostí uvedenou v normě, je důležité, aby válečky rotovaly. Tím se zajistí, aby nedocházelo k omezení deformace vlivem tření mezi vzorkem a válečkem.
- DIN 53504: Před zkouškou tahem se měří tloušťka zkušebního vzorku alespoň ve třech bodech při laboratorní teplotě. Během zkoušky tahem se u vzorků tvaru kroužků používá změna vzdálenosti mezi středem válečků, jako zdvih příčného ramene zkušebního stroje (viz tabulka níže) pro měření deformace.
Stanovená vzdálenost válečků:
| Válečky pro vzorky | ISO 37 | DIN 53504 |
|---|---|---|
| Typ A (standard) | 30 + 0,2 / 0 mm | |
| Typ A (alternativně) | 35 + 0,2 / 0 mm | |
| Typ B (standard) | 5,5 + 0,2 / 0 mm | |
| R1 | 35 mm | |
| R2 | 28,7 mm |
Označení charakteristických hodnot podle ISO 37
Zkoušky vzorků tvaru oboustranných lopatek nebo kroužků:
- TS = pevnost v tahu
- TSb = strukturní pevnost
- Eb = deformace při porušení
- Es = deformace při přednastavené síle (1 MPa)
- Se = síla při přednastavené dráze x 1 % (50 %)
Označení charakteristických hodnot podle DIN 53504
Zkoušky vzorků tvaru oboustranných lopatek nebo kroužků:
- σmax = pevnost v tahu
- σR = strukturní pevnost
- εR = deformace při porušení
- σ50 = síla při přednastavené dráze x1 %
- σ100 = síla při přednastavené dráze x2 %
Další výsledky:
- σ200 = síla při přednastavené dráze x3 %
- σ300 = síla při přednastavené dráze x5 %
- σ500 = síla při přednastavené dráze x10 %
Zkušební systém podle ISO 37 / DIN 53504
Jedním z požadavků zkoušky podle norem ISO 37 / DIN 53504 je měření prodloužení vzorku. Čím je zkušební vzorek delší, tím více se musí prodloužit také dráha posuvu příčníku – a tedy i zatěžovací rám musí být dostatečně vysoký – aby bylo možné provést zkoušku až do přetržení vzorku. Společnost ZwickRoell nabízí vhodné univerzální zkušební stroje pro tento účel:
- zwickiLine – řešení s minimálními prostorovými požadavky pro zkušební zatížení až 5 kN a rozsahem až 1 365 mm
- ProLine – pro standardizované zkoušky a jednoduché aplikace. Nabízí výšku zkušebního prostoru od 1 050 do 1 450 mm
- AllroundLine – flexibilní a univerzální. Stroje mají výšku zkušebního prostoru od 1 030 do 2 560 mm
Upínací čelisti pro zkoušky podle norem ISO 37 / DIN 53504
Volba vhodných upínacích čelistí zohledňuje jak očekávaný počet zkoušek za den či týden, tak tloušťku a vlastnosti materiálu vzorku. Společnost ZwickRoell nabízí pro tento účel různé typy upínacích čelistí, od mechanických ručních čelistí až po komfortní pneumaticky ovládané systémy. Ke všem čelistem jsou vždy k dispozici vhodné vložky.
- Pneumatické upínací čelisti: Pneumatické čelisti: Upínací síla je zde vyvozena tlakovým vzduchem. Lze je ovládat ručně nebo nožním spínačem. Síla sevření je konstantní v průběhu celé zkoušky a je nezávislá na rychlosti zkoušky.
- Kleštinové čelisti: oboustranné, dvojčinné. Upínací síla se díky kleštinovému principu úměrně zvyšuje podle nárůstu tahové síly. Tím je zajištěno automatické dotažení vzorků náchylných ke smršťování.
- Pro zkoušení vzorků tvaru kroužku je nutné použít speciální přípravek, který se skládá ze dvou válců umožňujících vzájemnou rotaci.
Průtahoměr pro zkoušky podle ISO 37 / DIN 53504
Při zkoušení vzorků tvaru oboustranných lopatek podle ISO 37 / DIN 53504 se natahuje nejen střední část vzorku, ale i rameno. Normy proto požadují definovanou přesnost měření průtahoměru. Těmto požadavkům lze vyhovět buď průtahoměrem s raménky přímo na vzorku, nebo optickými / bezkontaktními průtahoměry. Společnost ZwickRoell nabízí průtahoměry s vysokou přesností měření – od cenově dostupných manuálních přístrojů až po plně automatizované systémy, které zcela eliminují vliv obsluhy a zaručují maximální reprodukovatelnost výsledků zkoušek.
Máte otázky týkající se vašich zkušebních požadavků nebo zkoušek v souladu s ISO 37 / DIN 53504? Obraťte se prosím na naše odborníky.
Rádi vám poradí a poskytnou potřebné informace.
Kontaktujte nás
Automatizovaná zkouška tahem podle ISO 37 / DIN 53504
Zkoušky tahem pryží a elastomerů podle normy ISO 37 / DIN 53504 je možné provádět také automatizovaně, což znamená s plně automatizovaným podáváním vzorků. Automatizovaný zkušební systém se hodí používat především v situacích, kdy je zapotřebí provádět zkoušky velkého množství vzorků nebo když je nutné eliminovat vliv obsluhy. Teplota nebo vlhkost rukou, stejně jako nepřesné vyrovnání vzorku v upínacích čelistech mohou ovlivnit výsledky zkoušky.
- Kompaktní robotický zkušební systém roboTest L může autonomně provést zkoušku až 350 vzorků. V systému je také integrovaný tloušťkoměr, který měří rozměr vzorku s vysokou přesností a reprodukovatelností. Podavač vloží vzorek do zkušebního stroje a poté se automaticky spustí zkouška tahem podle normy ISO 37 / DIN 53504. Po zkoušce se zbytky vzorků odstraní, z upínacích čelistí je vyjmou zvláštní kleštiny.
- Robotický zkušební systém roboTest R je komplexnější a umožňuje připojení dalších zařízení, jako je stanice pro značkování vzorků, středicí přípravek nebo teplotní komora pro předepsané temperování vzorků.
- Aby bylo možné minimalizovat vliv obsluhujících osob i u malých zkušebních sérií (typ 1+2/S1+S2), má společnost ZwickRoell ve svém portfoliu systém ALEX. Jde o jednoduchý, kompaktní a cenově výhodný systém, který lze použít i pro série již od 10 vzorků.
Ke stažení: Zkouška tahem pryží podle ISO 37 / DIN 53504
- Informační brožura: Stroje a systémy pro zkoušení plastů a pryží PDF 9 MB
- Informace o produktu: Pneumatické čelisti, Fmax. 2,5 kN PDF 3 MB
- Informace o produktu: Kleštinové čelisti, Fmax. 2,5 kN PDF 348 KB
- Informace o produktu: Upínací přípravky na kroužky, Fmax. 2,5 kN PDF 4 MB
- Informace o produktu: lightXtens pro bezkontaktní, snadné a plně automatizované zkoušky velmi tažných materiálů PDF 886 KB
- Informace o produktu: videoXtens 1-270 P PDF 1 MB
- Informace o produktu: průtahoměr multiXtens II HP PDF 1 MB
- Informace o produktu: Robotický systém roboTest L (linear) pro zkoušení plastů PDF 71 KB
- Informace o produktu: Robotický systém roboTest R (polar) pro zkoušení plastů PDF 86 KB
- Informace o produktu: ALEX – the Automated Lab Expert PDF 310 KB
- Informace o produktu: Vysekávací lisy PDF 823 KB
Často kladené otázky týkající se zkoušek podle ISO 37 / DIN 53504
Normy ISO 37 a DIN 53504 popisují metody pro stanovení mechanických vlastností vulkanizovaných nebo termoplastických elastomerů. Specifikují provádění zkoušek tahem standardizovaných vzorků (tvaru oboustranných lopatek či kroužků) a slouží ke stanovení tahového napětí, pevnosti v tahu a deformace při porušení, jakož i hodnot Youngova modulu, definovaných buď jako tahové napětí při stanoveném prodloužení, nebo naopak. Umožňují rovněž stanovení meze kluzu a meze pevnosti, například u termoplastických elastomerů. Všechny hodnoty se stanovují v tahu při konstantní rychlosti zkoušky.
Obě normy popisují zkoušku stanovení tahových vlastností elastomerů, liší se však v jednotlivých detailech provedení. Norma ISO 37 má mezinárodní platnost a definuje především vzorky tvaru oboustranných lopatek a kroužků typu A a B, které mají určené rozměry a zkouška se provádí za stanovených podmínek. Norma DIN 53504 představuje německou variantu, která je z velké části založena na normě ISO 37, avšak obsahuje další typy vzorků tvaru kroužků a jiné zkušební metody, které jsou důležité především pro průmyslové aplikace.
