ISO 37 / DIN 53504 Próba rozciągania gumy i elastomerów
ISO 37 i DIN 53504 opisują metody do określenia mechanicznych właściwości wulkanizowanej lub termoplastycznej gumy. Służą one do określania naprężenia rozciągającego, wytrzymałości na rozciąganie i wydłużenia przy zerwaniu, a także wartości modułów, które są definiowane jako naprężenie rozciągające przy określonych wydłużeniach lub odwrotnie. Ponadto możliwe jest określenie wydłużenia i naprężenia granicznego na przykład dla elastomerów termoplastycznych. Wszystkie wartości zostały określone w próbie rozciągania przy stałej prędkości odrywania.
Inną znormalizowaną metodę określania właściwości wytrzymałościowych wulkanizowanej gumy termoutwardzalnej i elastomerów termoplastycznych opisano w normach ASTM D412 .
Poniższe treści wyjaśniają najważniejsze aspekty. Jednakże w przypadku badań zgodnych z normami ISO 37 i DIN 53504 obowiązkowe jest pozyskanie pełnej normy.
Cel & Obszar stosowania Próbka Przeprowadzenie badania Wideo Wartości charakterystyczne Systemy badawcze Automatyzacja FAQ Proszę o poradę
ISO 37 / DIN 53504 Cel & Obszar stosowania
Zastosowanie norm ISO 37 / DIN 53504 gwarantuje, że badania można przeprowadzać wielokrotnie i w sposób porównywalny niezależnie od laboratorium wykonującego badania. Definiuje wymagania dotyczące kształtu próbki, szybkości badania, kondycjonowania i oceny .
Normy i badania stosowane są w całym łańcuchu wartości przemysłu gumowego. Rozpoczyna się to od producentów surowców i placówek badawczych, od rozwoju i produkcji związków chemicznych, a kończy w przemyśle przetwórczym, który wytwarza produkty takie jak opony, amortyzatory, uszczelki, paski, taśmy przenośnikowe, ale także rękawice gumowe, prezerwatywy i inne produkty wykonane z gumy.
Próby wiosełkowe zgodnie z ISO 37/ DIN 53504
W przypadku badania wytrzymałości na rozciąganie gumy normy ISO 37 i DIN 53504 określają pięć dopuszczalnych typów prób wiosełkowych i dwa dopuszczalne typy próbek pierścieniowych . Próbki badawcze różnią się między sobą tylko nieznacznie.
| 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 |
*Adnotacja DIN 53504: Najlepiej używać próbki S2.
Próbka pierścieniowa ISO 37 / DIN 53504
| Średnica zewnętrzna d3 | Średnica wewnętrzna d4 | Szerokość b | Grubość 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 lub 6,3±0,3 |
| R2 | 44,6 | 36,6 | 4,0 | 4±0,2 lub 6,3±0,3 |
* Preferowana jest próbka pierścieniowa typ A. Typ B stosuje się, gdy nie dysponujemy wystarczającą ilością materiału do wykonania większej próbki badawczej typu A.
Przygotowanie próby
- Próbki do badań muszą być wytwarzane i mierzone zgodnie z normą DIN ISO 23529
- Próbki wiosełkowe i pierścieniowe są zazwyczaj wytwarzane za pomocą prasy tnącej z odpowiednim nożem tnącym dla danego kształtu próbki.
Do zgodnej z normami produkcji próbek pierścieniowych i wiosełkowych firma ZwickRoell dostarcza dwie ręczne prasy tnące .
Przeprowadzenie badania zgodnie z ISO 37 / DIN 53504
Badania próbek wiosełkowych:
- ISO 37: Przed badaniem mierzona jest grubość próbki w środku i na końcach obszaru równoległego, a przekrój poprzeczny obliczany jest na podstawie wartości mediany z trzech pomiarów. Po wyzerowaniu pomiaru siły w stanie swobodnie zawieszonym, próbkę wiosełkową wprowadza się do uchwytów mocujących maszyny wytrzymałościowej wzdłuż osi maszyny w taki sposób, aby naprężenia równomiernie rozłożyły się na przekroju poprzecznym. Aby rozpocząć badanie w określonym stanie wydłużenia, zaleca się zastosowanie niewielkiego obciążenia wstępnego wynoszącego 0,1 MPa i ustawienie ekstensometru w tym stanie.
- DIN 53504: Przed badaniem rozciągania grubość próbki wiosełkowej mierzona jest w co najmniej trzech punktach w kierunku promienia środkowego, najlepiej na końcach obszaru równoległego i w środku. Na podstawie mediany grubości i wymiaru wykrawania szerokości grzbietu noża tnącego oblicza się początkowy przekrój poprzeczny. Próbka wiosełkowa jest mocowana we wkładkach tak, aby jego oś podłużna pokrywała się z osią mechaniczną maszyny do badania wytrzymałości na rozciąganie, a próbka była utrzymywana w sposób równomierny i nie ślizgała się. Wstępne naprężenie wynoszące około < 0,1 MPa przy prędkości posuwu < 50 mm/min jest osiągane, a maszyna zatrzymywana. Ekstensometr zostaje nałożony i uruchamia się maszynę z prędkością badawczą określoną w normie. W tym przypadku rejestruje się zmianę siły i długości i przedstawia w postaci wykresu naprężenie-wydłużenie. Do pomiaru wydłużenia zaleca się stosowanie bezkontaktowego optycznego systemu pomiarowego.
Prędkości badawcze:
| 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 możliwe po uzgodnieniu) |
| Typ 3 / S3 | 200 mm/min | 200 mm/min |
| Typ 4 / S3A | 200 mm/min | 200 mm/min |
Badanie próby pierścieniowej:
- ISO 37: Przed przeprowadzeniem badania zgodnie z normą ISO 37 mierzy się szerokość promieniową i grubość osiową w sześciu mniej więcej równomiernie rozmieszczonych punktach na pierścieniu. Do obliczenia powierzchni przekroju poprzecznego wykorzystuje się wartość mediany każdej serii pomiarów. Przed rozpoczęciem badania łańcuch pomiarowy siły jest zerowany w stanie bez obciążenia, a odległość między rolkami jest ustawiana na wartość podaną w normie. Próbkę do badań umieszcza się na rolkach i uruchamia maszynę z określoną prędkością badawczą. Chociaż badanie przeprowadza się przy prędkości badawczej określonej w normie, ważne jest, aby rolki obracały się w celu uniknięcia ograniczenia naprężeń spowodowanego tarciem między próbką a rolką.
- DIN 53504: Przed badaniem wytrzymałości na rozciąganie grubość próbek mierzona jest w co najmniej trzech punktach w temperaturze pokojowej. Podczas badania wytrzymałości na rozciąganie próbek pierścieniowych, zmiana odległości osiowej rolek jest wykorzystywana jako droga trawersy maszyny wytrzymałościowej (patrz tabela poniżej) do pomiaru wydłużenia.
Zalecany odstęp między rolkami:
| Rolki dla | ISO 37 | DIN 53504 |
|---|---|---|
| Typ A (Standard) | 30+0,2 / 0 mm | |
| Typ A (Alternatywa) | 35+0,2 / 0 mm | |
| Typ B (Standard) | 5,5+0,2 / 0 mm | |
| R1 | 35 mm | |
| R2 | 28,7 mm |
Oznaczenie wartości charakterystycznych zgodnie z normą ISO 37
Badanie z próbkami wiosełkowymi lub próbkami pierścieniowymi:
- TS = Wytrzymałość na rozciąganie
- TSb = Wytrzymałość na rozdarcie
- Eb = Wydłużenie przy zniszczeniu
- Es = Wydłużenie przy wprowadzeniu siły (1 MPa)
- Se = Siła przy wprowadzeniu drogi x 1% (50%)
Oznaczenie wartości charakterystycznych zgodnie z normą DIN 53504
Badanie z próbkami wiosełkowymi lub próbkami pierścieniowymi:
- σmax = Wytrzymałość na rozciąganie
- σR = Wytrzymałość na rozdarcie
- εR = Wydłużenie przy zniszczeniu
- σ50 = Siła przy wprowadzeniu drogi x1%
- σ100 = Siła przy wprowadzeniu drogi x2%
Dodatkowe wyniki:
- σ200 = Siła przy wprowadzeniu drogi x3%
- σ300 = Siła przy wprowadzeniu drogi x5%
- σ500 = Siła przy wprowadzeniu drogi x10%
ISO 37 / DIN 53504 Systemy badawcze
Jednym z wymagań badania zgodnie z normą IISO 37 / DIN 53504 jest wydłużenie próbki. Wraz ze wzrostem długości próbki droga przemieszczenia trawersy musi być wystarczająco długa, a tym samym rama obciążeniowa wystarczająco wysoka, aby można było zarejestrować wydłużenie próbki aż do momentu jej zerwania. W tym celu firma ZwickRoell oferuje odpowiednie uniwersalne maszyny wytrzymałościowe:
- zwickiLine – rozwiązanie oszczędzające miejsce dla małych sił badawczych do 5 kN i zakresu badawczego do 1365 mm
- ProLine - do badań zgodnych z normami i prostych zastosowań z przestrzenią badawczą od 1050 mm do 1450 mm
- AllroundLine - możliwość dostosowania i wszechstronność dzięki przestrzeni badawczej od 1030 mm do 2560 mm
Uchwyty mocujące do badania zgodnie z ISO 37/ DIN 53504
Wybór odpowiedniego uchwytu mocującego uwzględnia zarówno przewidywaną liczbę badań dziennie lub tygodniowo, jak i grubość oraz właściwości materiałowe próbki. W tym celu firma ZwickRoell oferuje różne rodzaje uchwytów mocujących, od ręcznych, mechanicznych uchwytów mocujących po wygodne systemy sterowane pneumatycznie, każdy z odpowiednimi zestawami wkładek.
- Pneumatyczny uchwyt mocujący: Siłę zacisku generują siłowniki pneumatyczne, a można ją regulować ręcznie lub nożnie. Siła zacisku niezależna od siły rozciągającej gwarantuje stałą prędkość badania w trakcie całego procesu badawczego.
- Szczypcowy uchwyt mocujący: obustronnie zamykany. Dzięki zasadzie nożyc siła mocowania wzrasta proporcjonalnie do wzrostu siły rozciągającej. Zapewnia to automatyczne ponowne zaciskanie, gdy próbki się kurczą.
- Dla prób pierścieniowych wymagane jest narzędzie składające się z dwóch obracających się rolek.
Ekstensometr do badania zgodnie z ISO 37 / DIN 53504
Podczas badania próbek wiosełkowych zgodnie z normą ISO 37 / DIN 53504 rozciąga się nie tylko środkowa część próbki, ale również ramię. Normy wymagają zatem określonej dokładności pomiarowej ekstensometru. Wymagania te można spełnić za pomocą mierzących bezpośrednio na próbce czujników lub za pomocą optycznych/bezkontaktowych ekstensometrów . Firma ZwickRoell oferuje odpowiednie ekstensometry o wysokiej dokładności pomiaru – od ekonomicznych, ręcznych ekstensometrów po w pełni zautomatyzowane systemy, całkowicie niezależne od użytkownika i zapewniające najwyższą powtarzalność wyników pomiarów.
Czy masz jakieś pytania dotyczące wymagań badawczych lub wyzwań związanych z normą ISO 37 / DIN 53504? Skontaktuj się z naszymi ekspertami.
Chętnie odpowiemy na Państwa pytania!
Zapraszamy do kontaktu
Automatyczna próba rozciągania zgodnie z ISO 37 / DIN 53504
Próba rozciągania gumy i elastomerów zgodnie z normą ISO 37 / DIN 53504 mogą być również przeprowadzane automatycznie, tzn. przy całkowicie automatycznym podawaniu próbek . Automatyczny system badawczy jest stosowany przede wszystkim wtedy, gdy trzeba zbadać wiele próbek lub gdy trzeba wyeliminować wpływy użytkownika . Temperatura i wilgotność dłoni, a także niedokładne lub ukośne umieszczenie próbki w uchwytach mocujących mogą mieć wpływ na wyniki badania.
- Kompaktowy zrobotyzowany system badawczy roboTest L może autonomicznie przebadać aż do 350 próbek . Grubościomierz zintegrowany z systemem precyzyjnie i porównywalnie mierzy grubość próbki. Chwytak próbki umieszcza próbkę w maszynie wytrzymałościowej i próba rozciągania zgodnie z ISO 37 / DIN 53504 rozpoczyna się automatycznie. Po zakończeniu badania pozostałości próbek są usuwane z uchwytów mocujących za pomocą oddzielnych chwytaków do usuwania.
- Zrobotyzowany system badawczy roboTest R jest bardziej złożony i pozwala na dodatkową integrację dodatkowych urządzeń , takich jak stanowisko do znakowania próbek, stanowisko centrujące czy komora temperaturowa do precyzyjnej kontroli temperatury próbek.
- Aby uniknąć wpływu użytkownika nawet w przypadku małych serii próbek (typ 1+2/S1+S2), firma ZwickRoell oferuje system badawczy ALEX w programie: prosty, kompaktowy i niedrogi , można go stosować w seriach liczących już od 10 próbek .
Download próby rozciągania gumy ISO 37 / DIN 53504
- Broszura produktu: Maszyny i systemy badawcze do tworzyw sztucznych i gumy PDF 9 MB
- Informacja o produkcie: Pneumatyczny uchwyt mocujący, Fmax 2,5 kN PDF 3 MB
- Informacja o produkcie: Szczypcowe uchwyt mocujący, Fmax 2,5 kN PDF 348 KB
- Informacja o produkcie: Uchwyt mocujący do prób pierścieniowych, Fmax 2,5 kN PDF 4 MB
- Informacja o produkcie: lightXtens: bezkontaktowe, proste i w pełni automatyczne badanie materiałów o wysokim wydłużeniu PDF 886 KB
- Informacja o produkcie: videoXtens 1-270 P PDF 1 MB
- Informacja o produkcie: multiXtens II HP Ekstensometr PDF 1 MB
- Informacja o produkcie: Zrobotyzowany system badawczy 'roboTest L' (Liniowy) do tworzyw sztucznych PDF 71 KB
- Informacja o produkcie: Zrobotyzowany system badawczy ‘roboTest R’ (Polar) do tworzyw sztucznych PDF 86 KB
- Informacja o produkcie: ALEX - The automated lab expert PDF 308 KB
- Informacja o produkcie: Praska PDF 823 KB
Często zadawane pytania, dotyczące ISO 37 / DIN 53504
ISO 37 / DIN 53504 opisują metody do określenia mechanicznych właściwości wulkanizowanych lub termoplastycznych elastomerów. Opisują one przeprowadzanie prób rozciągania na standardowych próbkach (próbki wiosełkowe i pierścieniowe) i służą do określania naprężenia rozciągającego, wytrzymałości na rozciąganie i wydłużenia przy zerwaniu, a także wartości modułów, które są definiowane jako naprężenie rozciągające przy określonych wydłużeniach lub odwrotnie. Ponadto możliwe jest określenie wydłużenia i naprężenia granicznego na przykład dla elastomerów termoplastycznych. Wszystkie wartości zostały określone w próbie rozciągania przy stałej prędkości odrywania.
Obie normy opisują badania wytrzymałości na rozciąganie elastomerów, ale różnią się między sobą szczegółami. Norma ISO 37 ma charakter międzynarodowy i definiuje głównie próbki wiosełkowe (Dumb-bells) oraz próbki pierścieniowe typu A i B o określonych wymiarach i warunkach badania. DIN 53504 to niemiecka wersja normy, która w dużej mierze opiera się na normie ISO 37, ale zawiera dodatkowe typy pierścieni i metody, które są szczególnie ważne w zastosowaniach przemysłowych.
