ISO 37/DIN 53504 Prova di trazione su gomma ed elastomeri
Le norme ISO 37 e DIN 53504 descrivono metodi per la determinazione delle proprietà meccaniche della gomma vulcanizzata o termoplastica. L’obiettivo è determinare lo stress di trazione, la resistenza alla trazione e la deformazione a rottura, nonché i valori del modulo di Young, definiti come stress di trazione a determinati allungamenti o viceversa. Ciò consente anche di determinare la deformazione di snervamento e il carico di snervamento, ad esempio per gli elastomeri termoplastici. Tutti i valori sono determinati nella prova di trazione a velocità di strappo costante.
Un altro metodo standardizzato per determinare le proprietà di trazione della gomma termoindurente vulcanizzata e degli elastomeri termoplastici è descritto nella normativa ASTM D412.
Il seguente contenuto illustra gli aspetti principali. Per eseguire prove conformi a ISO 37 e DIN 53504, tuttavia, è indispensabile acquistare la normativa completa.
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ISO 37/DIN 53504 Obiettivi e applicazioni
La conformità a ISO 37/DIN 53504 assicura che la prova possa essere eseguita in modo ripetibile e riproducibile, indipendentemente dal laboratorio di prova. Si definiscono i requisiti per forma del provino, velocità di prova, condizionamento e valutazione.
Le normative e le prove vengono utilizzate lungo l'intera catena del valore del settore industriale della gomma. Questo processo inizia con i produttori di materie prime e gli istituti di ricerca, lo sviluppo e la produzione di composti e coinvolge anche l'industria di trasformazione, che produce articoli quali pneumatici, ammortizzatori, guarnizioni, cinghie, nastri trasportatori, ma anche guanti di gomma, preservativi o altri prodotti in gomma.
Provini dumbbell secondo ISO 37/DIN 53504
Per la prova di trazione su gomma ISO 37 e DIN 53504 specificano cinque tipi di provini dumbbell e due tipi di provini ad anello consentiti. I rispettivi provini si differenziano soltanto leggermente nelle normative.
| Tipo | 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 |
* Nota su DIN 53504: Preferibilmente è consigliabile utilizzare il provino dumbbell S2
Provini ad anello secondo ISO 37/DIN 53504
| Diametro esterno d3 | Diametro interno d4 | Larghezza b | Spessore 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 o 6,3±0,3 |
| R2 | 44,6 | 36,6 | 4,0 | 4±0,2 o 6,3±0,3 |
* È preferibile usare i provini ad anello di tipo A. Il tipo B viene utilizzato se non è disponibile materiale sufficiente per il provino di tipo A, più grande.
Preparazione dei provini
- I provini devono essere prodotti e misurati secondo DIN ISO 23529
- I provini dumbbell e ad anello vengono solitamente prodotti mediante una pressa di taglio dotata della lama di taglio appropriata per il rispettivo provino.
ZwickRoell ha due presse di taglio manuali per la produzione conforme alle normative di provini ad anello e provini dumbbell.
Esecuzione di una prova secondo ISO 37/DIN 53504
Prove su provini dumbbell:
- ISO 37: Prima della prova, lo spessore del provino viene misurato al centro e alle estremità del campo parallelo e la sezione trasversale viene calcolata dal valore medio di tre misurazioni. Dopo aver azzerato la misurazione della forza in condizioni di sospensione libera, il provino dumbbell viene inserito nelle morse per provini della macchina di prova lungo l'asse della macchina, in modo tale che la sollecitazione sia distribuita uniformemente sulla sezione trasversale. Per avviare la prova in una condizione di deformazione definita, si consiglia di applicare una piccola precompressione di 0,1 MPa e di impostare l'estensimetro in questo stato.
- DIN 53504: Prima della prova di trazione, lo spessore del provino dumbbell viene misurato in almeno tre punti a temperatura ambiente, preferibilmente alle estremità dell'area parallela e al centro. La sezione trasversale iniziale viene calcolata dalla linea mediana dello spessore e dalla dimensione di fustellatura della larghezza del provino della pressa da taglio. Il provino dumbbell viene fissato nelle morse in modo tale che il suo asse longitudinale coincida con l'asse meccanico della macchina per prove di trazione e il provino sia tenuto in modo uniforme senza scivolare. Viene avviata la precompressione di circa <0,1 MPa con una velocità di avanzamento di <50 mm/min e la macchina viene arrestata. L'estensimetro viene fissato e la macchina viene avviata alla velocità di prova specificata nella normativa. La forza e la variazione di lunghezza vengono registrate e visualizzate sotto forma di curva sforzo-deformazione. Viene preferito un sistema di misurazione non a contatto per la misurazione della deformazione.</li>
Velocità di prova:
| ISO 37 | DIN 53504 | |
|---|---|---|
| Tipo 1 / S1 | 500 mm/min | 500 mm/min |
| Tipo 1A / S1A | 500 mm/min | 500 mm/min |
| Tipo 2 / S2 | 500 mm/min | 200 mm/min (500 ± 50 mm/min è possibile se concordato) |
| Tipo 3 / S3 | 200 mm/min | 200 mm/min |
| Tipo 4 / S3A | 200 mm/min | 200 mm/min |
Prove con provino ad anello:
- ISO 37: Prima di eseguire la prova secondo la normativa ISO 37, si misurano la larghezza radiale e lo spessore assiale in sei punti distribuiti in modo approssimativamente uniforme lungo l'anello. Il valore medio di ciascuna serie di misurazioni viene utilizzato per calcolare l'area della sezione trasversale. Prima dell'inizio della prova, la catena di misura della forza viene azzerata a vuoto e la distanza tra i rulli viene impostata sulla dimensione specificata nella normativa. Il provino viene posizionato sui rulli e la macchina viene avviata alla velocità di prova specificata. Mentre la prova viene eseguita alla velocità specificata nella normativa, è importante che i rulli ruotino per evitare ostacoli dovuti all'attrito tra il provino e il rullo.
- DIN 53504: Prima della prova di trazione, lo spessore del provino viene misurato in almeno tre punti a temperatura ambiente. Durante la prova di trazione su provini ad anello, la variazione della distanza centrale dei rulli viene utilizzata come corsa della traversa della macchina di prova (vedere tabella sottostante) per la misurazione della deformazione.
Distanza dei rulli specificata:
| Rulli per | ISO 37 | DIN 53504 |
|---|---|---|
| Tipo A (standard) | 30 +0,2 / 0 mm | |
| Tipo A (alternativo) | 35 +0,2 / 0 mm | |
| Tipo B (standard) | 5,5 +0,2 / 0 mm | |
| R1 | 35 mm | |
| R2 | 28,7 mm |
Denominazione dei valori caratteristici secondo ISO 37
Prove con provini dumbbell o provini ad anello:
- TS = resistenza alla trazione
- TSb = forza di strappo
- Eb = deformazione a rottura
- Es = deformazione alla preselezione della forza (1 MPa)
- Se = forza alla preselezione della corsa x 1% (50%)
Denominazione dei valori caratteristici secondo DIN 53504
Prove con provini dumbbell o provini ad anello:
- σmax = resistenza alla trazione
- σR = forza di strappo
- εR = deformazione a rottura
- σ50 = forza alla preselezione della corsa x1%
- σ100 = forza alla preselezione della corsa x2%
Risultati aggiuntivi:
- σ200 = forza alla preselezione della corsa x3%
- σ300 = forza alla preselezione della corsa x5%
- σ500 = forza alla preselezione della corsa x10%
Sistemi di prova ISO 37/DIN 53504
Un requisito della prova secondo ISO 37/DIN 53504 è l’allungamento del provino. Con l’aumento della lunghezza del provino, la corsa della traversa deve essere sufficientemente lunga - e quindi il telaio di carico sufficientemente alto - per gestire l’estensione del provino fino al punto di rottura. ZwickRoell offre la macchina di prova universale giusta:
- zwickiLine – soluzione “salva spazio” per carichi di prova ridotti fino a 5 kN e range di prova fino a 1365 mm
- ProLine - per prove conformi alle normative e applicazioni semplici con un'area di prova da 1050 mm a 1450 mm
- AllroundLine - personalizzabile e versatile, con un'area di prova compresa tra 1030 mm e 2560 mm
Morse per provini per prove secondo ISO 37/DIN 53504
La scelta delle morse appropriate per i provini tiene conto sia del numero previsto di prove al giorno o alla settimana, sia dello spessore e delle proprietà del materiale del provino. ZwickRoell offre vari tipi di morse per provini per questo scopo, dalle morse meccaniche manuali ai comodi sistemi a controllo pneumatico, ciascuno con inserti per ganasce adeguati.
- Morse pneumatiche: La forza di serraggio è generata da attuatori pneumatici e può essere azionata con un comando manuale o a pedale. La forza di serraggio indipendente dalla forza di trazione garantisce una velocità di prova costante durante l'intera sequenza di prova.
- Morse a pinza: morse ad attuatore doppio. La forza di presa viene aumentata proporzionalmente dal principio della pinza all'aumentare della forza di trazione. Ciò garantisce un serraggio automatico per i provini soggetti a ritiro.
- Per i provini ad anello, occorre uno strumento costituito da due rulli a rotazione libera.
Estensimetro per prove secondo ISO 37/DIN 53504
Quando si testano i provini dumbbell secondo la normativa ISO 37/DIN 53504, non solo la parte centrale del provino si allunga, ma anche la spalla. Le normative richiedono quindi una accuratezza di misurazione dell’estensimetro definita. Questi requisiti possono essere soddisfatti sia mediante un estensimetro con braccetto che misura direttamente sul provino, sia mediante estensimetri ottici/senza contatto. ZwickRoell offre estensimetri adeguati con elevata accuratezza di misurazione, dagli estensimetri manuali economici ai sistemi completamente automatici, senza alcuna influenza da parte dell'operatore e con la massima riproducibilità dei risultati di prova.
Avete domande sui requisiti di prova o difficoltà con la normativa ISO 37/DIN 53504? Contattate i nostri esperti.
Saranno lieti di fornirvi le informazioni di cui avete bisogno.
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Prove di trazione automatizzate secondo ISO 37/DIN 53504
Anche le prove di trazione su gomma ed elastomeri secondo la normativa ISO 37/DIN 53504 possono essere automatizzate, il che significa che possono essere eseguite con alimentazione completamente automatizzata dei provini. Un sistema di prova automatizzato è usato principalmente quando occorre testare tanti provini, oppure quando occorre eliminare le influenze dell'operatore. La temperatura delle mani o l'umidità, così come un posizionamento impreciso o angolato del provino nelle morse per provini, possono influire sui risultati della prova.
- Il sistema di prova robotizzato roboTest L è in grado di testare autonomamente fino a 350 provini. Un dispositivo di misurazione dello spessore integrato nel sistema misura lo spessore del provino con accuratezza e riproducibilità. La pinza per provini posiziona il provino nella macchina di prova e la prova di trazione secondo ISO 37 / DIN 53504 viene avviata automaticamente. Successivamente, le pinze per lo spostamento rimuovono i resti del provino dalle morse per provini.
- Il sistema di prova robotizzato roboTest R è un sistema di prova robotizzato più complesso e consente di collegare dispositivi aggiuntivi come una stazione di marcatura del provino, una stazione di centraggio o una camera climatica per un'accurata tempra del provino.
- Per evitare influenze dell'operatore anche con serie di provini di piccole dimensioni (tipo 1+2/S1+S2), ZwickRoell ha incluso nel suo portfolio il sistema di prova ALEX: semplice, compatto ed economico, può essere usato con una serie di appena 10 provini.
Download per la prova di trazione su gomma ISO 37/DIN 53504
- Brochure: Macchine e sistemi di prova per materie plastiche e gomma PDF 9 MB
- Informazioni sul prodotto: Afferraggi pneumatici, Fmax 2,5 kN PDF 3 MB
- Informazioni sul prodotto: Afferraggi a pinza, Fmax 2,5 kN PDF 348 KB
- Informazioni sul prodotto: Afferraggi per provini ad anello, Fmax 2,5 kN PDF 4 MB
- Informazioni sul prodotto: sistema di prova senza contatto, semplice e completamente automatizzato di materiali a elevato allungamento lightXtens PDF 886 KB
- Product Information: videoXtens 1-270 P PDF 1 MB
- Informazioni sul prodotto: estensimetro multiXtens II HP PDF 1 MB
- Informazioni sul prodotto: Sistema di prova robotizzato roboTest L (linear) per materie plastiche PDF 71 KB
- Informazioni sul prodotto: Sistema di prova robotizzato roboTest R (polar) per materie plastiche PDF 86 KB
- Informazioni sul prodotto: ALEX - L’esperto di laboratorio automatizzato PDF 308 KB
- Informazioni sul prodotto: Cutting Presses PDF 823 KB
FAQ relative a ISO 37/DIN 53504
Le normative ISO 37 e DIN 53504 descrivono i metodi per determinare le proprietà meccaniche degli elastomeri vulcanizzati o termoplastici. Descrivono l'esecuzione di prove di trazione su provini standardizzati (dumbbell e ad anello) e sono progettate per determinare lo stress di trazione, la resistenza alla trazione e la deformazione a rottura, nonché i valori del modulo di Young, definiti come stress di trazione a determinati allungamenti o viceversa. Ciò consente anche di determinare la deformazione di snervamento e il carico di snervamento, ad esempio per gli elastomeri termoplastici. Tutti i valori sono determinati nella prova di trazione a velocità di strappo costante.
Entrambe le normative descrivono la prova di trazione degli elastomeri, ma differiscono nei dettagli. La normativa ISO 37 è orientata a livello internazionale e definisce principalmente i provini dumbbell e ad anello di tipo A e B con dimensioni e condizioni di prova definite. La normativa DIN 53504 è la versione tedesca, che si basa in gran parte sulla normativa ISO 37, ma contiene ulteriori tipi di anelli e metodi particolarmente importanti per le applicazioni industriali.
