Что такое твердость по Шору полиуретана

Твердость по Шору

Способность сопротивляться проникновению в поверхностные слои другого тела. Таково определение твердости .

Но, как это определение определить, в каких цифрах зафиксировать? Над этим бились сотни ученых. Около 10-ти из них создали универсальные шкалы твердости .

Они направлены на разные материалы, разнятся в нюансах измерений. Одна из таких шкал – твердость по Шору.

Кем он был, и как подошел к вопросу сопротивления одних материалов другим, расскажем далее.

Измерение твердости по Шору

Шора звали Альбертом. Он был американским промышленником, жил в 20-ом веке. Шкалу твердости разработал, дабы облегчить свой труд и сделать предприятие успешным.

Завод производил низкомодульные материалы. Их характеризует малая продольная упругость. Это приводит к высокой эластичности, даже при комнатных температурах.

Таковы полимеры, продукты вулканизации, каучуки, некоторые пластмассы. Для них-то и создан метод Шора.

Твердость материалов по Шору – эмпирический метод. Это значит, что он опытный, направлен на изучение фактов, наблюдение.

Показатель получается «оторванным». Нет его связи с фундаментальными характеристиками испытуемого образца.

Зато, его твердость влияет на эксплуатационные параметры. Так, твердость резины по Шору интересует, к примеру, автомобилистов.

Они ориентируются на шкалу , покупая покрышки. Стандарт их твердости – от 50-ти до 75-ти единиц Шора. Чем мягче резина, тем лучше ее сцепление с дорогой.

Однако, податливость материала приводит к его скорейшему изнашиванию, нагреву. Мягкая резина шумная и быстро теряет форму.

Число Шора позволяет подобрать идеальные покрышки для конкретных условий и потребностей.

Только вот, указывают показатель шкалы на своих покрышках всего около 30% производителей. Наличие заметки указывает на ответственный подход к делу и качество товара.

Проблемы в определении твердости по Шору нет. Было бы желание. Прибор для опытов прост, как и схема их проведения.

Единственный минус – приличный разброс значений результатов. Но, более удобного метода, пока, не придумано. Перейдем от теории к практике?

Принцип измерения по Шору

Прибор твердости Шору пришлось разработать самому. Это произошло в 1920-ых. Называется аппарат дюрометром.

У него есть опорная площадка с отверстием по центру, индентор, то есть вдавливатель, и калиброванная пружина, прилагающая к нему определенную силу.

Последний элемент машины – индикатор. Он определяет степень выдвижения «носика» индентора за пределы опорной поверхности.

Измерительных шкал у прибора несколько. Основных две, это A и D. Разбивка необходима для точности опытов, ведь испытуемыми становятся материалы с разной твердостью . Мягкие проверяют по шкале А, а более упругие – по D.

Измерение твердости по Шору требует внимания к внешним условиям. Часть полимеров реагируют, к примеру, на влажность воздуха, или размягчаются под воздействием прямых солнечных лучей.

Нужно исключить факторы, влияющие на параметры материала. Для этого есть стандарты ISO.

Требования предъявляются и к толщине испытуемого образца. Она не должна быть меньше 6-ти миллиметров.

Ширина материала должна позволять сделать отступ от любого из краев минимум в 12 миллиметров. Важна и гладкость испытуемого.

Шероховатые материалы могут неплотно прилегать к опорной поверхности, что искажает результаты измерений.

Чтобы определить, к примеру, твердость полиуретана по Шору, дюрометр устанавливают вертикально. «Носик» индентора, при этом, должен отстоять от края образца на те самые 12 миллиметров.

Прижать опорную поверхность к образцу нужно как можно быстрее, без толчка, держа параллель между плоскостями.

Остается приложить к опорной поверхности давление, обеспечивающее надежный контакт с испытуемым материалом. Для этого используют груз. Но, допускается и ручной жим.

Мгновенное измерение проводят за 1 секунду. Однако, обычно, показатели снимают через 15 секунд. Для верности, проводят 5 замеров в разных местах поверхности.

Среднее значение – и есть число твердости. Оно может быть от 0-ля до 100-та. Такова шкала твердости Шора. Попробуем применить измерения не только при выборе автомобильных покрышек.

Применение измерения по Шору

Твердость по Шору – таблица, способная указать на нюансы использования товаров. Так, если показатель ластика равен 20-ти единицам, значит, он художественный.

Творцам нужны мягкие резинки , не портящие бумагу для рисования, способные деликатно растушевывать, к примеру, карандашные наброски.

Для канцелярских же целей, школы, или офиса, лучше подходят ластики с твердостью около 50-ти единиц Шора.

Покупая герметик для строительства, работ по дому, важно знать, легко ли будет его вскрыть. К примеру, фиксировали некоторые швы в ванной.

Если герметик потемнеет, или потрескается, его придется выскабливать. Это сложнее, чем вычистить обычную затирку. Чем мягче и податливее герметик, тем проще будет его, так скажем, демонтаж.

У герметика твердость по Шору должна лежать в пределах 10-25 единиц. Иначе, товар не качественный.

Для велосипедных камер приемлемые единицы твердости по Шору гораздо меньше, чем для автомобильных покрышек. Для велика достаточно показателя в 30 баллов.

Читайте также:  Дефлектор ЦАГИ - как работает и схема устройства

В разрез идут колеса скейтбордов. Даже у мягких вариаций должно быть 75 единиц.

Для жестких колес скейтборда показатель, и вовсе, равен рекомендациям к цельнолитым шинам вилочных автопогрузчиков – 95-98 единиц.

Для сравнения, пластик строительных касок для защиты во время работ гарантирует лишь 75 баллов.

Приобретение некачественного головного убора с твердостью по Шору этак в 40-60 может стоит жизни.

Какие материалы измеряются на твердость по Шору

Из вышесказанного понятно, что твердость по Шору – ГОСТ, действующий для силикона , каучука , эбонита, пластика, резины .

Нормы, кстати, установлены еще Государственным Комитетом СССР. В первую очередь определили рамки для резины . ГОСТ получил код 263-75.

Исследования проводили в Министерстве Нефтеперерабатывающей промышленности. Стандарт утвержден 21-го января 1975-го года, несколько раз корректировался.

Измерять по Шору можно и металлические поверхности. Однако, в этом случае смотрят не на глубину погружения «носика» индентора, а на высоту отскока бойка.

По сути, это отдельный метод и отдельная шкала. Однако, они тоже разработаны Шором в параллель с таблицей для низкомодульных материалов.

В промышленности к методу отскока прибегают редко. Есть шкалы, позволяющие измерить показатель твердости металлических изделий более точно, к примеру, схема Роквелла.

Перечень материалов, «подвластных» дюрометрам Шора, не дает полного представления о продукции, твердость которой, как говориться, имеет значение.

Так, по шкале американского промышленника измеряют даже податливость бинтов Мартенса. Их используют для фиксации шин.

Так медики называют предметы, удерживающие кости в физиологически верном положении. По сути, шиной может служить даже доска, примотанная к сломанной голени, или бедру.

От качества бинта зависит надежность фиксации. Слишком мягкая резина будет излишне податливой, а твердая способна перетянуть кровеносные сосуды.

Так что, показатель Шора может пригодиться в самых неожиданных местах и ситуациях.

Твердость резины по шору таблица

Твердость полимеров указывается целыми числами от 0 до 95 с буквами А или D. Определение проводится по шкале Шор А и Шор D согласно ДИН 53505. Под твердостью по Шору понимается сопротивление материала вдавливанию наконечника определенной формы под действием силы давления пружины. Чем больше число, тем выше твердость. Буква А определяет более мягкие значения (резины), буква D -более твердые (пластики), причем области пересекаются.

Модуль упругости является мерой жесткости материала. Он представляет собой постоянную величину и определяется в интервале относительного удлинения от 0,05% до 0,25%.

Плотность полимеров лежит в пределах 0,95 — 1,4 г/см3 и более для наполненных. Плотность воды составляет 1 гр/см3, таким образом всегда можно рассчитать вес относительно воды.
Например 1литр пластика плотностью 1,1гр/см3 составит 1,1кг.
Важно знать при расчете расхода пластика или резины, сколько понадобится например кг на определенный объем материала.

Верхняя граница температуры эксплуатации для силиконовых полимеров лежит в пределах 200-450°С. Для полиуретанов в пределах 60-120С, за исключением композитных материалов.

Является важным показателем материалов, так как от нее зависит проливаемость и текучесть полимеров, а так же выход пузырей из жидких смесей до вулканизации.
Измеряется в CPS (сантипуазах) или mPas (милипаскаль в секунду).

Единица измерения вязкости жидкости CPS или mPas при 25С

Твердость – это способность оказывать сопротивление внедрению в поверхностные слои другого более упругого тела – индентора. Чтобы выразить эту величину в числовых значениях, необходимо было создать шкалу твердости. Над этим вопросом работало немало ученых. В итоге было создано около десяти универсальных шкал. Каждая имеет свои особенности, предназначена для определенных материалов, выражается в собственных значениях. Одна из них – шкала Шора.

Измерение твердости методом Шора

Альберт Шор жил в двадцатом столетии. Он был промышленником, его предприятие производило низкомодульные материалы. Это вещества, обладающие малой продольной упругостью. При таких характеристиках они являются эластичными без значительного повышения температуры, достаточно даже комнатных показателей. Такими свойствами обладают полимеры, каучуки и продукты его вулканизации, часть разновидностей пластмассы. Таким образом, шкалу твердости Альбер Шор разработал из-за производственной необходимости. Она помогала облегчить труд и сделать его предприятие успешнее. И этот способ идеально подходит для определения твердости полиуретана.
Метод Шора – эмпирический. Это означает, что он связан с наблюдениями, проведением опытов, получением выводов на основе восприятия результатов. Показатели, выявленные по этому методу, невозможно точно перевести в другие известные величины твердости, из-за этого шкала Шора является не связанной с фундаментальными характеристиками испытываемого материала.

Но при этом показатели, получаемые с помощью прибора Шора, имеют высокое практическое значение. Их использование широко распространено в различных отраслях. К примеру, автомобилистов интересует твердость по Шору резины, используемой для изготовления покрышек. Оптимальные показатели варьируются от 50 до 75. Чем мягче резина, тем лучше она сцепляется с дорогой. Однако чрезмерно мягкие образцы имеют малый срок службы, так как быстро истираются. А еще слишком мягкие шины больше шумят. Учитывая условия эксплуатации, можно подобрать подходящие по твердости шины, используя число Шора.

К сожалению, не каждый производитель покрышек указывает твердость, хотя определить ее совсем не сложно. Наличие отметки говорит об ответственном подходе к производству и отличных показателях качества.

Метод больше всего подходит для достаточно мягких материалов. Измерять твердость полиуретана по Шору удобно и быстро.

Читайте также:  ГТА машины из Форсажа - создай свой автопарк

Как измеряется твердость полиуретана по Шору

Определение твердости дюрометром

Прибор для измерения показателей был создан самим Шором еще в 1920 году. Название его – дюрометр. Он состоит из опорной площадки с отверстием посередине, стержня-индентора и упругой пружины, прилагающей к стержню некоторую силу. Также дюрометр снабжен индикатором, показывающим, насколько носик индентора выдвигается за границы опорной поверхности.

Существует несколько шкал твердости. Чаще всего применяются A и D. Разные шкалы необходимы для большей точности, ведь измерения проводятся для различных материалов. Шкала A оптимальна для мягких, а D подходит для более упругих.

Также использование этого метода требует учета условий окружающей среды. Перед тем, как определить твердость изделий из полиуретана, важно отметить влажность среды, температуру, наличие прямого солнечного излучения. Для истинных показателей следуют исключить факторы, искажающие результаты. Помочь в этом могут стандарты ISO.

Также существуют особые требования к виду образца для испытаний. Толщина его должна превышать 6 мм. Ширина же должна быть такой, чтобы до каждого из краев при измерении оставалось не менее 12 мм. Образец должен быть гладким, так как шероховатая текстура приводит к получению искаженных результатов.

Метод определения твердости

Чтобы определить твердость материала, дюрометр устанавливается вертикально, от носика индентора до любого из краев должно оставаться не меньше 1,2 см. Опорная панель быстро, но без толчка прижимается к поверхности образца. При этом необходимо сохранять параллель между плоскостями. Давление может оказываться с помощью специального груза или же ручным жимом.

При мгновенных измерениях показатели снимают через 1 секунду. Но чаще выдерживают интервал в 15 секунд. Для большей точности измерения проводятся пять раз на различных участках образца. Из полученных значений высчитывается среднее арифметическое. Результат может быть от нуля до ста. Это и есть показатель твердости полиуретана по таблице Шора.

Где применяются показатели твердости по Шору

Области применения показателей, полученных методом Альберта Шора, разнообразны. Так, художники, выбирая ластики, отдадут предпочтение изделиям с маркировкой 20, а не 50. Для творчества больше подходят мягкие резинки, позволяющие деликатно поправить рисунок или растушевать карандаш. А вот в школе, офисе актуальнее резинки более упругие. Там цель – бесследно стереть недочеты.

Важны показатели упругости у герметика. Так, в случае, если его придется вскрывать, например, из-за того, что он потемнел, потрескался, более низкие показатели твердости окажутся выгоднее. Мягкий герметик удобнее демонтировать. Оптимальные показатели 10-25. Большие величины говорят о низком качестве герметика.

Твердость покрышек для велосипедов, конечно, должна быть ниже, чем для автомобильных колес. Но все же минимальные показатели около 30. А вот для скейтбордов необходимы твердые колеса. Минимальный порог – 75, а если нужны жесткие колеса, то отметка должна быть в районе 95, что схоже с требованиями к твердости шин вилочных погрузчиков.

Даже выбирая каски для рабочих строительной площадки, важно учитывать показатели твердости. Минимальные показатели – 75 единиц. Использовать защитные головные уборы из более мягкого пластика, с показателями 40-60, опасно для жизни и здоровья.

Твердость каких материалов измеряется c помощью шкалы Шора

Показатели твердости по этому методу являются государственными стандартами для таких материалов, как резина, каучук, эбонит, силикон, пластик, полиуретан. Впервые подобные нормы были утверждены для резины. Стандарт появился еще в 1975 году, после чего неоднократно корректировался.

Измерять методом Шора можно и твердость металлических изделий. Но технология при этом немного другая. При измерении твердости заведомо жестких материалов отслеживают не глубину погружения индентора, а высоту отскока носика. Для показателей, получаемых методом отскока, также есть отдельная шкала. Но в промышленности чаще применяются другие более точные способы определения.

Несмотря на это, места и ситуации, где используется метод Шора, очень разнообразны и порой неожиданны. Так, на показатели твердости обращают внимание медики, когда подбирают специальные резиновые бинты для фиксации шин. Последние необходимы при оказании помощи после травмы костей. Слишком мягкие бинты не могут достаточно качественно фиксировать шину, а слишком жесткие могут пережать сосуды и нарушить кровоток.

Таким образом, метод, изобретенный американским промышленником еще в прошлом веке, до сих пор актуален во многих областях благодаря объективности и доступности применения.

Есть бесчисленное множество характеристик резинотехнических изделий, которые могут увеличить время и сложность процесса уплотнения. Погрешности, остаточная деформация при сжатии и факторы окружающей среды лишь некоторые из этих компонентов. Также в этом списке есть твердость материала.

Дюрометр (твердомер), как правило, используется для определения твердости полимеров, эластомеров и каучуков. Твердость может быть трудным свойством для измерения, т.к. зависит от геометрии и требует тщательных испытаний.

Измерение твердости

Твердость эластомерных материалов сводится к одной составляющей: глубине проникновения подпружиненного индентора через образец. Чем мягче образец, тем дальше будет проникать индентор.

Существует несколько стандартных методов испытаний для измерения твердости резины. Датчики для этих стандартов могут быть аналоговыми или цифровыми.

Чтобы дать вам представление о том, как ощутить определенную твердость материала, вот несколько примеров. Канцелярские резинки — это приблизительно твердость по дюрометру 40 А, в то время как стандартные уплотнительные кольца круглого сечения — 70А.

В официальных спецификациях перечислены различные шкалы дюрометра, которые именуются типами. В частности, мы исследуем твердость материалов по дюрометру типа Шор А и Шор D — так как они обычно используются для измерения твердости эластомерных материалов, используемых для уплотнений. Две наиболее распространенных шкалы — тип A и тип D. Шкала типа A предназначена для более мягких материалов, в то время как D для более твердых.

Читайте также:  Презумпция невиновности в уголовном и административном процессе согласно статье 49 Конституции РФ

Давайте рассмотрим, как мы различаем эти два типа.

Различия дюрометров Шора

Термин Шор происходит от Альберта Шора, основателя компании Shore Instrument Company и человека, который первоначально определил эти шкалы. Любая спецификация может упоминаться как Шор или Тип — например, «дюрометр Шор A 70» или «дюрометр типа A 70».

Тип (Шор) A Дюрометр

Твердомер по Шору А предназначен для измерения твердости образцов, которые являются плоскими, параллельными и имеют определенную минимальную толщину. Индентор — закаленный стальной стержень диаметром 1,25 мм, заканчивающийся усеченным конусом с углом при вершине 35° и диаметром вершины 0,79 мм.

Тип (Шор) D Дюрометр

Тип D — это микротвердомер. Он подходит для измерения твердости образцов, которые не могут быть точно измерены с помощью устройства Шор A, таких как кольца. Твердомер типа D предназначен для использования на образцах, имеющих минимальную толщину 1,27 мм, хотя он может использоваться на более тонких образцах, если имеются данные, подтверждающие точность измерения. Индентор — закаленный стальной стержень диаметром 1,25 мм, заканчивающийся конусом с углом при вершине 30°, радиус острия 0,10 мм.

Важно отметить, что показания дюрометра типа А и типа D не всегда одинаковы из-за геометрии и толщины компонента для измерения твердости. По мере уменьшения толщины образца измеритель все больше и больше считывает основной материал под образцом. Этот базовый материал — сталь, поэтому показания на тонких образцах обычно являются искусственно завышенными (более жесткие).

Этот эффект смягчается при измерении более твердых образцов, так как более твердые образцы удерживают индентор дальше от стального основания.

Данные показывают, что толщина образца действительно играет роль в измерении твердости эластомера. Минимальная толщина образца, составляющая приблизительно 2,54 мм, необходима для достижения непротиворечивых результатов при измерении обычных резиновых материалов.

Что такое дурометр?

Что такое дурометр (береговый дурометр)?

Твердость резиновых смесей измеряется дюрометром Шора А; чем выше дурометр, тем сложнее соединение. По возможности следует использовать твердость в 70 дурометров, поскольку она предлагает наилучшую комбинацию свойств для большинства применений уплотнительных колец.

Более мягкие составы легче растягиваются и лучше уплотняются на неровных поверхностях. Твердые составы предлагают большую устойчивость к истиранию и устойчивость к экструзии. Экструзия всегда должна учитываться при использовании высокого давления. Соответствующая твердость может быть выбрана из этой таблицы путем сопоставления давления жидкости с максимальным зазором экструзии.

60 Shore A мягче, чем 70
70 Shore A является стандартом
90 Shore A очень жесткий

Твердость эластомера измеряется на основе глубины вдавливания с помощью стандартного размера и датчика, влияющего на форму. Твердость получается путем сравнения разницы между небольшой начальной силой и намного большей конечной силой. Международная шкала жесткости резины (IRHD) имеет диапазон от 0 до 100, что соответствует модулю упругости 0 (0) и бесконечности (100) соответственно. Измерение производится путем вдавливания жесткого шарика в образец резины.

обзор

Шкала Шора А является наиболее распространенной в Соединенных Штатах. Показания варьируются от 30 до 95 баллов. Твердые эластомеры используют заостренный конический индентор со шкалой Шора D. Результаты шкалы Шора А и шкалы IRHD примерно одинаковы в одном и том же диапазоне упругости. В эластомерах с необычно высокими показателями релаксации напряжений или деформационного гистерезиса разница во времени задержки в двух показаниях может привести к разным результатам. Кроме того, результаты любого теста на твердость зависят от толщины эластомера. Указанная толщина должна использоваться при проведении этих испытаний.

Из-за механических ограничений испытательных приборов измерения твердости эластомеров редко выражаются более точно, чем 5 баллов.

Отступ или твердость поверхности обычно не имеют никакого отношения к способности эластомерной части функционировать должным образом. Твердость является мерой реакции эластомера на небольшое поверхностное напряжение. Жесткость и модуль сжатия измеряют реакцию на большие напряжения всей эластомерной части.

Методы испытаний:
ISO 48 (IRHD),
ISO 7619 (Шор А)
ASTM D1415 (IRHD), D2240 (Шор)

Шкала дюрометра — это тип измерения твердости резинового материала. Диаграмма с резиновым дюрометром, приведенная ниже, дает представление о твердости резины, которую вы хотите для своего применения. Как правило, большинство резиновых материалов подпадают под шкалу резины дюрометра по Шору А. Таким образом, если вам нужен дюрометр с резиной или уплотнительным кольцом, который напоминает подошву кроссовки, просмотрите нашу ниже таблицу жесткости резины, а затем выберите Shore 70A. Резиновый дюрометр Shore 70A является наиболее часто выбираемой твердостью материала для всех областей применения.

Диаграмма твердости по Шору А

Эти значения для целей сравнения и понимания в целом , как Shore A жгуты сравнить для эластомеров:

25 дурометр = резиновая лента
55 дурометр = внутренняя труба
70 Durometer (MOST COMMON) = резиновая шина / каблук резиновой обуви
95 дурометр = колесо тележки

Global O-Ring предлагает несколько устройств для измерения твердости или твердости уплотнительного кольца.

Нужна цитата?

Мы ответим на ваш запрос в течение 1 рабочего дня.

Ссылка на основную публикацию
Что такое регулятор холостого хода и признаки неисправности рхх Территория авто
Датчик холостого хода как проверить, симптомы неисправности, где находится Датчик холостого хода, который также принято называть регулятором, выполняет задачу по...
Что такое вальветроник на бмв Ремонт авто — заказ запчастей
Вопрос про вальветроник и его адаптацию — BMW 3 series, л, года на DRIVE2; Про авто и мото В моем...
Что такое веломобиль и как его сделать своими руками
Как сделать трехколесный велосипед своими руками чертежи; MOREREMONTA Устойчивую конструкцию трёхколёсного велосипеда выбирают не только родители маленьких детей, но также...
Что такое резина липучка и можно ли ездить на ней летом
Какой срок эксплуатации автомобильных шин Диагностика проблемы Установленный производителем срок годности евро зимней резины липучки ошибочно воспринимают как стабильный показатель....
Adblock detector