Стать автором
Обратная связь
Архив номеров

Трибологические показатели в стандартах легкой промышленности (в авторской редакции)

«Стандарты и качество» Май 2016

Рубрика: На соискание ученой степени
Автор(ы): Алексей СТАРКОВ

Долговечность изделий и материалов легкой промышленности, наряду с прочностью и устойчивостью к многократным деформациям, во многом обусловлена их способностью противостоять трению. Наше исследование посвящено анализу отечественной нормативной базы, регламентирующей определение трибологических показателей материалов легкой промышленности, таких как истираемость, коэффициент трения, стойкость окраски к сухому и мокрому трению и т.д., и включающей порядка 20 ГОСТ

Старков А.И., Копылов А.И.

Московский государственный университет лёгкой промышленности

Долговечность изделий и материалов легкой промышленности, наряду с прочностью и устойчивостью к многократным деформациям во многом обусловлена способностью противостоять трению и во многом зависит от состава и структуры материала и состояния его поверхности.

Многообразие материалов легкой промышленности определяется их назначением, это тяжелые и легкие ткани для одежды, материалы для верха, низа и внутренних деталей обуви, а также обивочные и галантерейные материалы.

Настоящий обзор посвящен анализу приборной базы для определения трибологических показателей материалов легкой промышленности, таких как: истираемость, коэффициент трения, стойкость окраски к сухому и мокрому трению и т.д.

Нормативная база для оценки трибологических свойств материалов лёгкой промышленности содержит порядка 20 ГОСТов (Рис. 1).

В таблице 1 представлена нормативная база (перечень ГОСТов)[1-20] при испытании материалов легкой промышленности связанных с трением.

Таблица 1. Общий перечень ГОСТов нормирующих определение износостойкости материалов легкой промышленности.

ГОСТ

Наименование

Тип прибора, наименование

Материалы верха обуви

1

13869-74

Кожа хромовая для верха обуви. Метод определения устойчивости покрытия к мокрому трению[1].

ИПК-1

2

938.29-77

Кожа. Метод испытания устойчивости окраски кож к сухому и мокрому трению[2].

Прибор Хайлова

3

8975-75

Кожа искусственная. Методы определения истираемости и слипания покрытия[3]

ИКИ-М

4

28936-91

Кожа искусственная. Метод определения устойчивости к истиранию[4].

ИМИ

Материалы низа обуви

5

426-77

Резина. Метод определения сопротивления истиранию при скольжении[5].

МИ-2

6

10642-63

Кожа для низа обуви. Методиспытания подошвенной кожи на сопротивление истиранию в воздушно-сухом состоянии[6].

УКРНИИИКПа, видоизмененный прибор типа Грассели для испытаний резины

7

10656-63

Кожа для низа обуви. Метод испытания подошвенной кожи на сопротивление истиранию во влажном состоянии[7].

ИКВ

8

12251-77

Резина. Метод определения сопротивления истиранию при качении с проскальзыванием[8].

МИР-1

Материалы внутренних деталей обуви

9

29316-92

Кожа искусственная подкладочная. Метод определения устойчивости к истиранию[9].

ИТС-1, УЛПТ, ИКС-2

10

9188-75

Картон обувной. Метод определения истираемости во влажном состоянии[10].

ИКС-2

Текстильные материалы, трикотаж.

11

51552-99

Материалы текстильные. Методы определения стойкости к истиранию текстильных материалов для защитной одежды[11].

Прибор Мартиндаля

12

9913-90

Материалы текстильные. Методы определения стойкости к истиранию[12].

ТИ-1М

13

12739-85

Полотна и изделия трикотажные. Метод определения устойчивости к истиранию[13].

ТИ-1, ТИ-1М, ТИ-2М

14

18976-73

Ткани текстильные. Метод определения стойкости к истиранию[14].

ИТ-3М-1, ДИТ-М,

ИТ-3М

15

29104.17-91

Ткани технические. Метод определения стойкости к истиранию по плоскости[15]

ИТ-3М, ДИТ-М

16

14326-73

Ткани текстильные. Метод определения пиллингуемости[16].

Пиллингметр, ПМВ-4 или ПМВ-3

17

9733.27-83

Материалы текстильные. Метод испытания устойчивости окраски к трению[17].

ПТ-4Г

18

16733-71

Ткани текстильные. Метод определения стойкости к истиранию на сгибах[18].

ИТИС

19

15967-70

Ткани льняные и полульняные для спецодежды. Метод определения стойкости к истиранию по плоскости[19].

ИТ-3М, ДИТ-М

20

25132-82

Ткани шелковые и полушелковые. Классификация норм пиллингуемости[20].

Пилингометр ВНИИПХВ или ТИ-1м, пиллистер FF-14

Анализ таблицы 1 показывает, что не только для каждого вида материалов существует своя приборная база, но и для испытания однотипных материалов, например, таких как ткани, используется обширный парк приборов, насчитывающих более десятка устройств. В своем большинстве эти приборы создавались в середине прошлого века, а модернизация устаревшей испытательной техники, производимая в условиях современного машиностроения, сохраняет принципы, изложенные в ГОСТах 50-70 годов прошлого столетия.

Соотношение ГОСТов нормирующих определение износостойкости материалов легкой промышленности

Рис. 1. Соотношение ГОСТов нормирующих определение
износостойкости материалов легкой промышленности.

При испытании трибологических свойств необходим контакт и взаимное перемещение исследуемого материала и абразива.

В таблице 2 приведены данные по принципу взаимодействия абразивной поверхности с испытуемым материалом.

Таблица 2.Принцип взаимодействия абразивной поверхности с испытуемым материалом.

ГОСТ

Истирающий элемент

Характеристика испытания

Абразивная шкурка

Материал об идентичный материал

Иной материал

Материалы верха обуви

1

13869-74

-

-

Войлок

ГОСТ 11025

Войлок вращается на образце

2

938.29-77

-

-

Миткаль

ГОСТ 29298-92

Образец закрепляют на барабане, прижимают полоску ткани, вращают барабан.

3

8975-75

Шкурка Гост5009-82

(при испытании на истираемость)

(при истирании на слипаемость)

-

Круговое движение абразива по образцу (истираемость)

Сдвиг образцов относительно друг друга (слипаемость).

4

28936-91

-

Исследуемый материал

-

Трение в условиях многократных изгибов и складкообразования при повороте цилиндрического образца на 90 град.

Материалы низа обуви

5

426-77

Шкурка по

ГОСТ 344

-

-

Истирание образцов вращающимся абразивом.

6

10642-63

Шкурка

ГОСТ 5009

-

-

Образец периодически

истирается с заданным прижимным усилием к истирающей

поверхности вращающегося диска.

7

10656-63

-

-

Кварцевый песок

ГОСТ 6139-91

Трение качение образца под

нагрузкой по поверхности кварцевого песка.

8

12251-77

Шкурка с зернистостью 8

ГОСТ 6456

-

-

Истирание кольцевого

резинового образца, при

качении с проскальзыванием

о поверхность барабана с закрепленным абразивом.

Материалы внутренних деталей обуви

9

29316-92

-

-

Полотно башмачное ГОСТ 19196,

Истирание в условиях возвратно-поступательного движения пробы относительно штока

при заданном давлении.

10

9188-75

Шкурка с зернистостью 8

ГОСТ 6456

и

ГОСТ 344 с зернистостью 8-10

-

Монолитная чёрная резина с твёрдостью 90-92 ед.

Истирание увлажнённого образца в условиях возвратно-поступательного движения при заданном давлении и количестве циклов.

Текстильные материалы, трикотаж

11

51552-99

Карборундовый или наждачный абразив на тканевой основе

-

-

Предусматривает два метода:

1- Разрушение структуры материала;

2- До заданного числа циклов.

12

9913-90

Шлифовальный круг ГОСТ 2424-83

(для нетканых полотен)

Исследуемый материал

Сукно ГОСТ 27542-87.

Металлическая сетка ГОСТ 6613-86

Семь видов испытаний на истираемость:

- до разрушения;

- до оголения каркасной сетки;

- до оголения каркаса;

- стойкость ворса к истиранию;

- стойкость ворса к закатыванию;

- до образования косиц;

- стойкость к поллингообразованию.

13

12739-85

Шлифовальный круг ГОСТ 2424-83

-

-

Два вида испытаний:

-до разрушения бразца;

-потеря массы образца при заданном количестве циклов.

Круговые движения образца по абразиву..

14

18976-73

-

-

Сукно

ГОСТ 6621-72

Число циклов до разрушения при трении по плоскости.

Два вида тканей:

- х/б, шелк;

- лен , п/шерстяные

15

29104.17-91

Шкурка шлифовальная

тканевая по

ГОСТ 5009-82

-

-

Число циклов до разрушения при трении по плоскости.

Два вида испытаний:

- циклы до разрушения 1-2 нитей;

- циклы до дыры.

16

14326-73

-

Исследуемая ткань

-

Испытание образца производится либо круговым движением абразива, либо качательным движением абразива по поверхности образца.

17

9733.27-83

-

Смежная

хлопчатобумажная ткань

-

Закрашивании сухой или

мокрой ткани, при трении об сухой испытуемый образец при возвратно поступательном движении стержня.

18

16733-71

-

-

Капроновая щетка.

Трение образцов, закрепленных на специальных кассетах, под давлением об абразив.

19

15967-70

Водостойкая шкурка ГОСТ 13344-79

-

-

Образец испытывается на

приборе с планетарным

движением абразива по образцу.

20

25132-82

-

Исследуемая ткань

-

Испытание образца производится либо круговым движением абразива, либо качательным движением абразива по поверхности образца.

Анализ Таблицы 2 показывает, что в большинстве всех приборов используется принцип движения контртела относительно образца (13 ГОСТов) и только в 7 ГОСТах используется принцип движения образца относительно контртела.

В качестве абразивов в ГОСТах используются различные материалы (Рис. 2).

Так, 9 ГОСТах из приведенного выше перечня, в качестве абразива используется наждачный или карборундовый абразив. Так, доля наждачного абразива на различной основе в испытаниях на износостойкость материалов легкой промышленности, составляет 45%. При этом, в качестве абразивного агента используются материалы 5 видов, как на бумажной основе, так и на тканевой с различной зернистостью.

Абразивные агенты в исследованиях на износостойкость материалов легкой промышленности

Рис 2. Абразивные агенты в исследованиях на износостойкость
материалов легкой промышленности.

В свою очередь, в 4 ГОСТах в качестве абразивного материала используется исследуемый образец. При этом, доля исследуемого материала в приведенном выше перечне, составляет 20%.

Вместе с тем, доля ГОСТов нормирующих исследования износостойкости материалов легкой промышленности, таких как войлок, миткаль, сукно, башмачное полотно и т.д., составляет 45%, т.е. 9 ГОСТов.

Таким образом, отсутствует единство в подходах к определению истирания материалов легкой промышленности даже по использованию наждачного абразива.

Вместе с тем, в не зависимости от метода истирания, испытания проводят при контакте контртела с исследуемым образцом, который регламентируется силой прижима, а также количеством циклов воздействия.

В таблице 3 представлены параметры взаимодействия образца и абразива прииспытаний на истираемость материалов легкой промышленности.

Таблица 3. Параметры взаимодействия образца и абразива при испытаниях на истираемость материалов легкой промышленности.

ГОСТ

Прижимное усилие

Площадь контакта и линейные размеры образцов

Удельное давление на образец

Количество циклов

Время воздействия

Критерий истираемости

Материалы верха обуви

1

13869-74

-

Образец

ф= 95мм

Войлок Ф=25 мм

-

Осмотр образцов через каждые 100 оборотов

Не более 500 оборотов

До появления первого признака разрушения (сдира) покрытия

2

938.29-77

1 ± 0,04 кг

Прямоугольник 30х270 мм

-

Мокрое трение 10 об.

сухое 25 об.

-

В баллах по шкале серых эталонов.

3

8975-75

500 или 1000г (истираемость),

2000г (слипаемость)

Образец Ф=99мм

Образив 10х250 мм.

0,25 или 0,5 кг/см2(истирание)

1кг/см2(слипаемость)

Контроль поверхности через каждые 400 оборотов

2000 оборотов.

Истираемость в г/кВТ.час.

Слипаемость в г/см2

4

28936-91

200 гр - 1000 гр

Цилиндры из полосок 95*190 мм

-

Контроль поверхности через каждые 400 оборотов

-

Количество циклов до разрушения, появления трещин или сдиров.

Материалы низа обуви

5

426-77

16, 20, 26 Н

20 х 20, мм.

-

-

0,3 м/сек,

300 сек.

Сопротивление истиранию Дж/мм3,

Истираемость см3/кВт..

6

10642-63

4800 г

20 х 20 мм.

-

Останов через каждые 20 оборотов

-

До потери половины средней толщины образцов.

Сопротивление истиранию, об/мм.

7

10656-63

25 кг.

-

-

7 часов

104 двойных

хода в

минуту.

Сквозная протёртость.

Сопротивление истиранию ч/мм.

8

12251-77

от 9,8 до 49,0 Н

Кольцо диаметр Ф= 50х10 мм, толщина 10 мм

-

-

350 об/мин,

180 сек.

Сопротивление истиранию Дж/мм3.

Истираемость

см3//кВт.

Материалы внутренних деталей обуви

9

29316-92

-

Полоски 120х15 мм

98 ± 2 кПа

-

550 циклов

Глубина истирания в мм; Интенсивность истирания мкм/м.

10

9188-75

Полоски 120х15 мм

294,21 кПа

Не более 10 минут

550 циклов в минуту

Глубина истирания в мм;

Интенсивность истирания мкм/м.

Текстильные материалы, трикотаж

11

51552-99

600 или 800 г.

Образцы ф=38 мм

6,45 см2

9-12 кПа

-

-

До разрушения структуры.

12

9913-90

500 г.

Образец ф=80 мм.

Образив ф=250 мм.

От 3 до 26,7 кг/см2 в зависимости от вида испытания.

-

Осмотр через каждые 100 циклов

-

Циклы до разрушения проб.

Количество пилей на см2.

Стойкость к закатыванию ворса.

До образования дыры.

13

12739-85

Натяжение образцов

200 г.

500 г.

Образцы:

-до разрушения ф=61 мм,

-по потери массы

Ф=80 мм

3,3х10^4 Па

1, 7х10^3 Па

-

150 об/мин,

400 об.

300 об.

Циклы до разрушения образца.

Потеря массы образцом.

14

18976-73

-

Образец

ф= 85мм (лен, п/ш),

ф=27мм (х\б, шелк).

1 Мпа (1кгс/см^2)

-

-

Циклы до разрушения образца.

15

29104.17-91

-

Обраец

ф= 85 мм

1 Мпа (1кгс/см^2)

10-20 циклов доразрушение одной-двух нитей

100 об/мин

Два метода:

- циклы до разрушения 1-2 нитей;

-циклыдо дыры.

16

14326-73

500г.

100г.

Образец

ф= 100 мм

Образив ф=250мм

На ворсистость

50г/см2

На пилинг10г/см2

Осмотр через100, 300,600,

1000, 1500, 2000 циклов

-

Образование ворса.

Образование пилей.

17

9733.27-83

1 кг

Образец

18х8 см.

-

Движение столика 10см в течение 10 сек.

10 сек

Оценка закрашивания смежной ткани.

18

16733-71

Грузы от 250 до 950г.

Полоски 45х160 мм

200 гр/см³

До появления первого признака разрушения

19

15967-70

10 Н

Образец

ф= 82 мм

-

-

-

Количество циклов до появления дыры.

20

25132-82

-

-

-

-

-

-

Из таблицы 3 видно, что такой важный показатель как удельное давление контртела на испытуемый образец нормируется не во всех ГОСТах.

Прижимное усилие образца на контртело варьируется в широкомдиапозоне значений. Так, прижимное усилие составляет от 100 гр. до 4800 гр.

Вместе с тем, величина образца меняется также в широком диапазоне значений, так диаметры круглых образцов в ГОСТах варьируются в широких пределах: 32, 80,82,85,99,
100 мм.

Нет единства в системных единицах. Наряду с международной системой СИ используются системы СГС, а также внесистемные единицы, гс, кГ, часы минуты циклы, обороты.

В каждом ГОСТе присутствует нормирование цикличности испытаний (воздействия на образец), которая также различна в широком значении времени и циклов воздействия на образец.

Из всего перечня анализируемых ГОСТов, который составляет 20 наименований, критерий истираемости указан в 18 ГОСТах. В свою очередь данные критерии условно можно разделить на 3 группы (Рис. 3):

  • Глубина истирания, интенсивность истирания – 9 ГОСТА (45%),
  • Определение сквознойпротертости –
    7 ГОСТов (30%),
  • До появления первых признаков разрушения – 4 ГОСТа (20%).

Таким образом, отсутствует единый подход к оценке критериев испытаний.

Анализ критериев истираемости материалов легкой промышленности

Рис 3. Анализ критериев истираемости материалов легкой промышленности.

Из представленных материалов видна необходимость унификации ГОСТов на истирание материалов, разработка новой испытательной техники на основе модульных систем, для сокращения обширного парка приборов. Таким образом предполагается существенная оптимизация рабочего пространства в испытательных лабораториях и тем самым снижение затрат на обслуживание, поверку приборов, закупку комплектующих и расходных материалов и позволит привести критерии истираемости к общему подходу.


Список использованной литературы:

  1. 13869-74 - Кожа хромовая для верха обуви. Метод определения устойчивости покрытия к мокрому трению, 1989, 3с.

  2. 938.29-77 - Кожа. Метод испытания устойчивости окраски кож к сухому и мокрому трению, 1988, 2с.

  3. 8975-75 - Кожа искусственная. Методы определения истираемости и слипания покрытия, 1993, 11 с.

  4. 28936-91 - Кожа искусственная. Метод определения устойчивости к истиранию, 1992, 6с.

  5. 426-77 - Резина. Метод определения сопротивления истиранию при скольжении,
    2002, 8 с.

  6. 10642-63 - Кожа для низа обуви. Методиспытания подошвенной кожи на сопротивление истиранию в воздушно-сухом состоянии, 1988, 5с.

  7. 10656-63 - Кожа для низа обуви. Метод испытания подошвенной кожи на сопротивление истиранию во влажном состоянии, 1991, 3с.

  8. 12251-77 - Резина. Метод определения сопротивления истиранию при качении с проскальзыванием, 1998, 7с.

  9. 29316-92 - Кожа искусственная подкладочная. Метод определения устойчивости к истиранию, 2004, 5с.

  10. 9188-75 - Картон обувной. Метод определения истираемости во влажном состоянии, 1986, 4с.

  11. 51552-99 - Материалы текстильные. Методы определения стойкости к истиранию текстильных материалов для защитной одежды, 2000, 7с.

  12. 9913-90 - Материалы текстильные. Методы определения стойкости к истиранию,
    1990, 11 с.

  13. 12739-85 - Полотна и изделия трикотажные. Метод определения устойчивости к истиранию, 1998, 7с.

  14. 18976-73 - Ткани текстильные. Метод определения стойкости к истиранию, 1985, 5с.

  15. 29104.17-91 - Ткани технические. Метод определения стойкости к истиранию по плоскости, 1993, 7с.

  16. 14326-73 - Ткани текстильные. Метод определения пиллингуемости, 1999, 5с.

  17. 9733.27-83 - Материалы текстильные. Метод испытания устойчивости окраски к трению, 1986, 6 с.

  18. 16733-71 - Ткани текстильные. Метод определения стойкости к истиранию на сгибах, 2006, 6с.

  19. 15967-70 - Ткани льняные и полульняные для спецодежды. Метод определения стойкости к истиранию по плоскости, 1985, 7с.

  20. 25132-82 - Ткани шелковые и полушелковые. Классификация норм пиллингуемости, 1987, 5с.

The list of the used literature:

  1. 13869-74 - Skin chromic for footwear top. A method of determination of stability of a covering to wet friction, 1989, 3 pages.

  2. 938.29-77 - Skin. A test method of stability of coloring of skin to dry and wet friction,
    1988, 2 pages.

  3. 8975-75 - Imitation leather. Methods of definition of an istirayemost and adhesion of a covering, 1993, 11 pages.

  4. 28936-91 - Imitation leather. Method of determination of resistance to attrition, 1992, 6 pages.

  5. 426-77 - Rubber. A method of determination of resistance to attrition when sliding,
    2002, 8 pages.

  6. 10642-63 - Skin for a footwear bottom. Metodispytaniya of plantar skin on resistance to attrition in an air and dry state, 1988, 5 pages.

  7. 10656-63 - Skin for a footwear bottom. A test method of plantar skin on resistance to attrition in a damp state, 1991, 3 pages.

  8. 12251-77 - Rubber. A method of determination of resistance to attrition when swing with slipping, 1998, 7 pages.

  9. 29316-92 - Lining imitation leather. Method of determination of resistance to attrition,
    2004, 5 pages.

  10. 9188-75 - Cardboard shoe. A method of definition of an istirayemost in a damp state,
    1986, 4 pages.

  11. 51552-99 - Materials textile. Methods of determination of resistance to attrition of textile materials for protective clothes, 2000, 7 pages.

  12. 9913-90 - Materials textile. Methods of determination of resistance to attrition, 1990, 11 pages.

  13. 12739-85 - Cloths and products knitted. Method of determination of resistance to attrition, 1998, 7 pages.

  14. 18976-73 - Fabrics textile. Method of determination of resistance to attrition, 1985, 5 pages.

  15. 29104.17-91 - Fabrics technical. A method of determination of resistance to attrition on the plane, 1993, 7 pages.

  16. 14326-73 - Fabrics textile. Method of definition of a pillinguyemost, 1999, 5 pages.

  17. 9733.27-83 - Materials textile. A test method of stability of coloring to friction, 1986, 6 pages.

  18. 16733-71 - Fabrics textile. A method of determination of resistance to attrition on bends,
    2006, 6 pages.

  19. 15967-70 - Fabrics linen and semi-linen for overalls. A method of determination of resistance to attrition on the plane, 1985, 7 pages.

  20. 25132-82 - Fabrics silk and semi-silk. Classification of norms of a pillinguyemost,
    1987, 5 pages.

Полная версия статьи доступна подписчикам электронного журнала.

01.05.2016

448
Поделиться:

Подписка

Хотите добиться успеха?
Используйте возможности наших изданий!

Формула успеха проста: максимум полезной информации при минимальных временных затратах.

Информация + Время = PROFIT!

Ускорьте Ваше продвижение по пути к успеху и процветаниюПодпишитесь на печатную версию журнала «Стандарты и качество». Соберите собственную библиотеку актуальных статей от профессионалов в области качества, технического регулирования и стандартизации. Ускорьте Ваше продвижение по пути к успеху и процветанию. Не забудьте также о призах и бонусах для подписчиков журнала! Будьте первыми всегда и во всемОформите подписку на электронную версию журнала «Стандарты и качество» и получайте свежий номер журнала уже 1-го числа каждого месяца, независимо от погоды и работы потовых служб. Будьте первыми всегда и во всем! А бонусы и призы станут приятным дополнением к полученным знаниям!
Мобильная версия журнала Стандарты и качествоУстановите бесплатное мобильное приложение и подпишитесь на мобильную версию журнала «Стандарты и качество» для iPhone/iPad или Android. Совершенствуйте свои профессиональные навыки каждую свободную минуту, и ни один конкурент не сможет за Вами угнаться! Электронная библиотекаСкачивайте лучшие статьи и тематические подборки в нашей Электронной Библиотеке. Они станут ценным вкладом в копилку Ваших знаний!
Мы помогаем Вам экономить деньги, экономя Ваше времяПодпишитесь на бесплатную Электронную газету Quality News и каждую неделю читайте все самые важные новости в области качества во всех его аспектах. Мы помогаем Вам экономить время! Расширяйте бизнесРасскажите о своем предприятии в журнале «Стандарты и качество». Привлекайте новых клиентов и деловых партнеров из разных регионов России и из-за рубежа. Расширяйте бизнес!
Разместите свою новость на сайтеРазместите свою новость на сайте одного из авторитетнейших издательств России www.ria-stk.ru, и ее увидят десятки тысяч наших посетителей. Сайт РИА «Стандарты и качество» это более 20 000 просматриваемых страниц ежедневно, более 150 000 посетителей ежемесячно. Новые деловые партнеры и клиенты ждут ВасОпубликуйте материал о своей организации в Электронной газете Quality News, и его прочтут тысячи заинтересованных подписчиков из разных уголков России, ближнего и дальнего зарубежья. Новые деловые партнеры и клиенты ждут Вас!