Čo je stupnica tvrdosti Shore?
Tvrdomer Shore je prístroj používaný na meranie tvrdosti materiálu, všeobecne gumy, polotuhé plasty, tvrdé plasty a termoplastické elastoméry. Zariadenie, ktoré sa používa na vykonanie testu tvrdosti podľa Shora, sa nazýva Shore durometer alebo Shoreova stupnica tvrdosti.Hodnota tvrdosti je určená prienikom pätky indentora Durometer do vzorky.
Stupnica tvrdosti podľa Shora používa kombináciu písmen a číslic na klasifikáciu rôznych typov materiálov. Gumy a plasty prichádzajú v niekoľkých formách, od pevných po mäkké. Stupnica tvrdosti tvrdomeru zobrazuje tvrdosť materiálu v porovnaní s inými typmi materiálov.
Existujú rôzne stupnice tvrdosti Shore na meranie tvrdosti rôznych materiálov, ako sú mäkké gumy, tuhé plasty a
supermäkké gély. Tieto stupnice tvrdosti boli vytvorené, aby každý mohol o týchto materiáloch diskutovať a mať pre ne spoločný referenčný bod.
Ako vypočítate tvrdosť Shore A?
Meranie tvrdosti Shore A sa nazýva "durometer". Tvrdosť Shore sa vypočíta vtlačením odpruženej oceľovej tyče s kónickým hrotom do materiálu. V závislosti od toho, ako ďaleko sa cesta zapustí do materiálu, sa priradí hodnotenie tvrdosti medzi 0-100. Napríklad mäkšie zmesi, ktoré ponúkajú menší odpor, sú ideálne pre nízkotlakové tesnenia, kde sa materiál musí prispôsobiť drsným alebo nerovným povrchom. Naproti tomu tvrdšie materiály sú vhodnejšie pre vysokotlakové tesnenia.
Nasledujú testovacie kritériá pre test tvrdosti podľa Shorea.
Priemer oceľovej tyče:1,1 mm až 1,4 mm
Uhol špičky tyče:35 stupňov
Priemer hrotu:0,79 mm
Použitá sila: 8.064 N (822 g)
Formát pre označovanie na pobrežnej váhe je najprv číslo, potom slovo „shore“ a nakoniec typ testovania. Napríklad štandardný O-krúžok má hodnotu tvrdosti 70 Shore A."70" ukazuje relatívnu tvrdosť materiálu v porovnaní s inými testovanými materiálmi. „Shore“ predstavuje testovaciu metodiku a „A“ predstavuje podtyp testovania na brehu.
Stupnice tvrdosti Shore
Čísla na stupnici tvrdosti podľa Shora sú priamo spojené s tvrdosťou materiálu. Tu vyššie čísla označujú vyššiu hodnotu tvrdosti. Naproti tomu písmená označujú skúšobnú metódu. Stupnica tvrdosti Shore A (durometer) je jednou z mnohých tvrdomerných stupníc používaných na meranie tvrdosti materiálu. Existuje 12 stupňov tvrdosti podľa Shore, ktoré sú reprezentované písmenami A, B, C, D, E, M, O, OO, DO, OOO a OOO-S a Shore OO, O, B, C a H sú v rámci plastikársky a gumárenský priemysel.
Shore A a Shore D sú dve najčastejšie používané stupnice na meranie tvrdosti gumy. Čísla na pobrežnej stupnici priamo súvisia s tvrdosťou materiálu. Tu vyššie čísla označujú vyššiu hodnotu tvrdosti. Zatiaľ čo písmená sú indikáciou testovacej metódy. Existuje 12 stupňov tvrdosti podľa Shora, ktoré sú reprezentované písmenami A, B, C, D, E, M, O, OO, DO, OOO a OOO-S.
Shore alebo typ A a typ D sú dve najvýznamnejšie stupnice na meranie tvrdosti materiálu pre gumy, plasty a nekovy.
Shore A
Stupnica Shore A sa používa pre mäkké materiály s relatívne vysokou flexibilitou, ako sú polotuhé plasty alebo mäkká silikónová guma. Táto váha používa gramovú silu 822 g (~1,8 libier) na zatlačenie oceľovej tyče do testovanej vzorky. Pre mäkšie materiály musíte použiť primeranú silu, pretože príliš veľká sila materiál prepichne.
Komerčne nájdete stupnice tvrdomeru s vytlačeným typom A. Sú to pobrežné A stupnice a po pritlačení na povrch materiálu vám poskytnú pobrežné hodnotenie.
Príklad:
- Gumový pás má vo všeobecnosti tvrdosť tvrdosti 25 stupnice Shore A.
- Behúň pneumatiky má tvrdosť 70 A, zatiaľ čo kožený opasok môže mať tvrdosť 85 A.
- A Mäkké kolieska kolieskových korčúľ a skateboardov 75 Shore A
Pobrežie D
Klasifikácia Shore D sa používa na určenie tvrdosti tuhších materiálov s veľmi malou flexibilitou. Bežné materiály spojené so stupnicou Shore D zahŕňajú tvrdé vulkanizované kaučuky, polotuhé plasty a tuhé plasty. Táto váha používa gramovú silu 4536 g (~10 libier) na zatlačenie oceľovej tyče do testovanej vzorky.
Príklad: Nákladné pneumatiky majú štandardnú tvrdosť tvrdosti 55 Shore D.
Pobrežie OO
Shore OO patrí medzi menej bežné stupnice na meranie tvrdosti Shore. Meria tie najjemnejšie materiály, ako sú gumové gély a na dotyk príjemná guma. Materiály testované na stupnici Shore OO sú také mäkké, že akákoľvek veľká sila by testované vzorky poškodila. Preto sa tento test vykonáva s použitím malej gramovej sily 113 g (~0,25 libier).
Test tvrdosti podľa Shorea Príklad: Bublinková guma má tvrdosť tvrdomeru 20 Shore.
Konverzia podľa Shore Scale
Niektoré materiály, ktoré ležia medzi mäkkým a tuhým, možno testovať pomocou stupnice Shore A aj Shore D. V takýchto prípadoch môžete použiť jednoduchú konverznú tabuľku na určenie hodnoty stupnice Shore A zodpovedajúcej stupnici Shore D. Tento prevod je možné použiť aj na všetky stupnice tvrdosti podľa Shora, aj keď kompatibilita je obmedzenejšia.
Význam tvrdosti Shore
Pobrežná alebo tvrdomerná stupnica má významnú úlohu pri hodnotení materiálu.Pobrežie tvrdosť rôznych materiálov určuje ich kompatibilitu s rôznymi výrobkami. Tvrdé materiály, ako sú kovy a keramika, môžete testovať pomocou testov Rockwell, Brinell alebo iných testov. Na meranie tvrdosti mäkších plastov a gumy máte len Shoreovu stupnicu.
Široké prijatie výrobkov z gumy a plastov viedlo k prílevu rôznych materiálov. Kategorizácia týchto materiálov je dôležitá z hľadiska strojárstva a výroby. Na trhu je dostupných niekoľko rôznych foriem gumových materiálov a na rozlíšenie medzi nimi potrebujeme vedecké hodnotenia.
Tvrdosť gumy tiež predstavuje pevnosť a pružnosť materiálu; vyššie hodnoty shore znamenajú robustnejšie materiály, ale nižšiu flexibilitu.Guma sa používa predovšetkým pre svoju pružnosť, ale pevnosť je žiaducou vlastnosťou produktov. Stupnica tvrdosti podľa Shora pomáha vytvoriť jasné rozlíšenie medzi materiálmi a umožňuje výrobcom vybrať si vhodný materiál pre danú prácu.
Z hľadiska produktu musíte zvážiť dve veci: životnosť a použitie. Pre dlhú životnosť materiálov by ste mali vždy používať náročnejšie materiály. Materiály s hodnotením 50 Shore D alebo vyšším vydržia niekoľko desaťročí a degradujú až po nadmernom odieraní a hrubom používaní. To však neznamená, že všetky spotrebné výrobky by mali byť vyrobené z takejto tvrdej gumy a plastov.
Musíme tiež zvážiť prípad použitia týchto produktov. Používanie detských hračiek musí byť bezpečné a najlepším spôsobom, ako zaistiť bezpečnosť hračiek, je použitie mäkších materiálov. Gumená bábika by mala byť vyrobená z flexibilných foriem, ktoré majú hodnotu ~50 Shore A na stupnici tvrdosti. Je to rovnaká tvrdosť podľa Shora ako pri gume na ceruzku.
Príklady stupnice tvrdosti Shore
Shore OO sa používa pre veľmi mäkké materiály, a hoci sa dá použiť na klasifikáciu rôznych produktov, bežne sa používa ako referencia pre potraviny. Mäkké jedlá a pochutiny ako marshmallows alebo gumové medvedíky sa pohybujú okolo 10 Shore OO na stupnici tvrdosti. Nepotravinové produkty, ako sú gélové vložky, sú okolo 30 Shore OO.
Váha Shore A má pod záštitou oveľa komplexnejšiu škálu produktov. Potravinárske výrobky ako žuvačka sú vyrobené z mäkkých materiálov na stupnici 20 Shore A. Zatiaľ čo kožené opasky môžu dosahovať až 80 Shore A. Ebonitová guma je na vrchole stupnice typu A s priemerným hodnotením 100 stupnice Shore A. Niektoré mäkké plasty možno testovať pomocou stupnice typu A, ale je to nezvyčajné.
Shore D má tiež širokú škálu produktov a materiálov. Ale na rozdiel od typu A je tu uvedených oveľa viac plastov. Plastové materiály ako HDPE sa často používajú na výrobu prilbičiek. Majú priemernú hodnotu 75 Shore D. Okrem toho zistíte, že mnohé výrobky z dreva a papiera sa merajú aj pomocou stupnice typu D. Drevené pravítka sú približne 70 Shore D, zatiaľ čo obaly na učebnice sú 40 Shore D.
Záver
Tvrdosť Shore je jednoduchý spôsob merania relatívnej tuhosti a pružnosti materiálu. Spočiatku môže byť komplexná schéma označovania skľučujúca. Ale bude to oveľa jednoduchšie pochopiť, keď pochopíte jednoduchú logiku systému stupnice tvrdosti podľa Shora.
Stupnica tvrdosti Shore A je široko používaná v priemysle polymérov a plastov na charakterizáciu tvrdosti rôznych materiálov. Meranie tvrdosti materiálu môže byť prospešné aj pri vykonávaní údržby materiálov vášho systému.