Специальный тестер стойкости к истиранию подошвы обеспечивает проведение испытаний подошвы обуви на стойкость к истиранию. Две распространенные разновидности — это тестер для истирания подошвы цельной обуви и машина для формованной подошвы, такая как аналог SATRA STM 528 Pedatron. Обе они используют истирающий диск, нагрузочный рычаг и счетчик. Вспомогательное оборудование имеет не меньшее значение. Весоизмерительный прибор регистрирует потерю массы. Инструменты для подготовки образцов придают форму образцу: на сайте wtb-test.com отмечается, что для цилиндрического образца диаметром 16 мм требуются вырубной нож и пресс или формовочная система, а перед испытанием необходимо измерить толщину с точностью до ±0,2 мм. Действующий стандарт испытаний, например GB/T 3903.2 или SATRA TM362, определяет нагрузку, количество циклов и абразив.

Основные выводы

• Полная лабораторная установка включает в себя тестер истирания, истирающий диск, инструменты для подготовки образцов, весоизмерительный прибор и правильный стандарт испытаний.
• Выбирайте метод испытания в зависимости от материала подошвы, формы образца и стандарта целевого рынка.
• Тщательно записывайте все параметры испытания, так как изменение нагрузки, циклов или абразива влияет на сопоставимость результатов.
• Используйте тестеры твердости и прочности на растяжение наряду с тестами на истирание, чтобы получить полную картину эксплуатационных характеристик подошвы.
• Проконсультируйтесь с поставщиком испытательного оборудования, чтобы подобрать оборудование и методы под ваши конкретные потребности и обеспечить достоверные результаты.

Основные машины для испытаний подошвы обуви на стойкость к истиранию

Тестеры для цельной обуви и формованной подошвы

Выбор машины начинается с формы образца. Тестер для цельной обуви закрепляет готовое изделие и имитирует ходьбу. Тестер для истирания подошвы цельной обуви GT-KA13 является одним из примеров и следует таким стандартам, как GB/T 3903.2. SATRA STM 528 Pedatron представляет собой эталонную машину для биомеханического подхода. Организация SATRA сообщает, что Pedatron прикладывает нагрузки, полученные в результате изучения человеческой походки. Он воспроизводит удар пятки, отрыв носка, сгибание обуви, а также продольные и крутящие усилия сдвига, с которыми сталкивается носящий обувь человек во время ходьбы. Стандарт SATRA TM362 «Стойкость подошв к истиранию — биомеханический метод» выполняется на этой машине с использованием плиты с плоской поверхностью. В SATRA заявляют, что машина может работать непрерывно и совершать 48 000 шагов за 24-часовой период. Тестеры формованной подошвы используют вырезанные образцы вместо цельной обуви. Они подходят для фабрик, которые тестируют компаунды подошвы перед сборкой. Обе группы машин служат для проведения испытаний подошвы обуви на стойкость к истиранию, и стандарт определяет, какой из них применяется.

Принцип работы истирающего диска

Истирающий диск является сердцем каждой машины. Он давит вертикально на образец с заранее заданной нагрузкой и вращается с установленной скоростью. Трение между диском и подошвой удаляет материал за фиксированное количество циклов. Роликовый тестер DIN демонстрирует этот принцип в его простейшем виде. Компания UTSTesters описывает прямоугольный резиновый образец, прижимаемый к вращающемуся валику, покрытому наждачной бумагой. Образец также перемещается в осевом направлении вдоль валика с фиксированной скоростью. Стандартные настройки включают зернистость наждачной бумаги P60, нагрузку на образец 10 Н и скорость валика 40 об/мин согласно стандартам DIN 53516 и GB/T 9867. Тестер истирания Taber работает иначе. Он трет образец о вращающиеся абразивные диски и измеряет скорость истирания при различных давлениях и скоростях. Вспомогательное оборудование завершает установку. Вырубной нож и пресс придают форму образцу, а весоизмерительный прибор регистрирует потерю массы до и после испытания. Тестер истирания резины NBS предлагает еще один вариант на основе диска для резиновых смесей. Операторы должны проверять настройки нагрузки и скорости по выбранному стандарту перед каждым запуском.

Обзор методов и стандартов испытаний

Методы DIN, Akron, Taber и NBS

Каждый метод истирания подходит для определенной формы образца и семейства материалов. Метод DIN подходит для резиновых подошвенных смесей. Цилиндрический образец перемещается относительно вращающегося валика, покрытого абразивной бумагой, и оператор фиксирует потерю объема. Стандарты DIN 53516 и GB/T 9867 определяют процедуру, а в предыдущем разделе уже рассматривались нагрузка 10 Н и скорость валика 40 об/мин. Метод Akron также ориентирован на резину и использует вращающийся абразивный диск по отношению к небольшому образцу для испытаний. Лаборатории часто выбирают Akron для работ по разработке компаундов.

Метод Taber подходит для плоских образцов. Два абразивных диска трут поверхность образца, и оператор может изменять давление и скорость. Такая гибкость делает Taber полезным для листовых материалов и сравнительного скрининга. Тестер истирания резины NBS выполняет аналогичную роль для резиновых смесей. Он испытывает образец на абразивном барабане и выдает индекс износа. Ни один из этих методов не является универсально превосходящим. Каждый из них отвечает на конкретный вопрос о конкретной форме материала.

Подходы Martindale и GB

Метод Мартиндейла широко применяется для материалов обуви. Он натирает образец о абразив круговыми движениями и отлично подходит для материалов верха, подкладок и гибких подошвенных полотен. Прибор для испытания кожи на сопротивление изгибу дополняет эту работу. Он проверяет, как кожаные элементы выдерживают многократные изгибы, и относится к той же материаловедческой лаборатории, хотя измеряет гибкость, а не истирание. Прибор для испытания прочности окраски кожи при трении охватывает перенос цвета и поверхностное трение на верхе из кожи. Оба прибора поддерживают общую картину качества в отношении испытаний на стойкость подошвы обуви к истиранию.

Китайские стандарты GB связывают эти методы с требованиями рынка. Стандарт GB/T 3903.2 регулирует истирание подошвы обуви в сборе, а GB/T 9867 охватывает истирание резины. Выбор метода зависит от трех факторов: материала подошвы, формы образца и стандарта целевого рынка. Резиновая подошва, предназначенная для европейского рынка, может соответствовать стандарту DIN, в то время как обувь в сборе для Китая может соответствовать GB/T 3903.2. Фабрикам следует подтвердить стандарт покупателя перед выбором машины.

Параметры и критерии оценки

Нагрузки, циклы и настройки абразива

Настройки прибора определяют, сопоставимы ли результаты между лабораториями. Компания UNUO Instruments приводит стандартную настройку по ISO 20344, пункт 8.4, для тестера истирания DIN с вращающимся барабаном. Оператор прикладывает вертикальную нагрузку 5 Н или 10 Н, прогоняет образец на расстояние 40 метров и использует стандартную абразивную бумагу в качестве абразива.

UTSTesters сообщает о типичной скорости вращения абразивного колеса 40–50 оборотов в минуту для метода DIN. Метод Акрона использует другие значения. UTSTesters указывает скорость вращения 76 оборотов в минуту, нагрузку 2,75 Н и угол трения 15° или 30°. Операторы фиксируют эти значения в отчете об испытаниях, поскольку измененная нагрузка или количество циклов нарушают сопоставимость с предыдущими испытаниями.

Потеря массы и характер износа

Потеря массы является основным результатом испытаний подошвы обуви на стойкость к истиранию. Оператор взвешивает образец до и после испытания. Компания Weston Rubber объясняет следующий шаг: лаборатория преобразует потерю массы в потерю объема, используя известную плотность резины, и выражает результат в кубических миллиметрах. Показатель 100 мм³ означает, что в ходе испытания было удалено 100 кубических миллиметров резины. Более низкие значения указывают на лучшую износостойкость.

Интерпретация требует контекста. Издание The Footwear Edge отмечает, что методы SATRA, такие как TM31, TM163 и TM174, охватывают резиновые, ЭВА, полиуретановые и ТПУ подошвы. Тот же источник предупреждает, что лабораторные результаты дают сравнительные данные и не позволяют напрямую прогнозировать срок службы. Более твердый компаунд может показывать низкий износ при истирании в лаборатории и при этом изнашиваться быстрее в реальных условиях, поскольку площадь контакта уменьшается, а локальные напряжения возрастают. Сопоставляйте данные по истиранию с показателями твердости и плотности.

Компания Weston Rubber считает 150 мм³ общепринятым минимумом для износостойких резиновых подметок, отмечая при этом, что это скорее отраслевой стандарт, чем жесткое требование. В линейках спортивной обуви премиум-класса часто ориентируются на 120 мм³ или ниже, а для некоторых военных и туристических контрактов требуется 80 мм³ или ниже.

Дополнительное оборудование и руководство по выбору

Твердомеры и испытатели на растяжение

Лаборатории по испытанию подошв требуется нечто большее, чем просто машина для испытания на истирание. Дюрометры измеряют твердость при вдавливании по шкалам Шора A, C, D и O, а стандарт ASTM D2240 определяет этот метод. Каждая шкала подходит для определенного диапазона материалов. Данные о твердости помогают объяснить результаты испытаний на истирание, поскольку более твердая резиновая смесь часто демонстрирует иное поведение при износе, чем более мягкая. Разрывная машина для резины измеряет прочность при растяжении и относительное удлинение в соответствии со стандартом ASTM D412. Эти значения показывают, как смесь сопротивляется разрыву и растяжению во время носки.

Машина для испытания на истирание по стандарту DIN часто устанавливается рядом с этими приборами в качестве второго эталонного средства проверки на истирание. Испытание на сопротивление скольжению может проводиться до и после истирания, и этот метод регламентируется стандартом ISO 13287. Прибор для испытания кожи на устойчивость окраски к трению проверяет переход цвета и поверхностное истирание на кожаном верхе, что важно для готовой обуви. Успешное прохождение испытания на истирание не означает автоматически, что подошва выдержит испытания на многократный изгиб, прочность крепления или сопротивление скольжению, как отмечает компания HuadongSoles. Оснащайте лабораторию с учетом полной матрицы испытаний, а не одной машины.

Выбор конфигурации оборудования с UTS International

Выбор начинается с четких вопросов. Компания HuadongSoles рекомендует брендам определить назначение обуви, целевой набор эксплуатационных характеристик, применимые стандарты и пределы приемлемости, материал и конструкцию, а также приемлемый ценовой диапазон. Беговые кроссовки, рабочие ботинки и повседневные кеды предъявляют разные требования к ходовой части подошвы. Затем объем производства определяет, что целесообразнее: машина для испытания обуви в сборе, машина для формованных подошв или оба варианта. Лаборатория, испытывающая большое количество готовой обуви, может отдать предпочтение машине для обуви в сборе, тогда как поставщик резиновых смесей может предпочесть вырубные образцы.

Испытательная лаборатория, такая как UTS International, может подобрать оборудование и методы под эти требования. Стандарт ISO 4649 предостерегает, что прямая связь между результатами лабораторных испытаний на истирание и реальными эксплуатационными характеристиками отсутствует, поэтому установка должна также поддерживать оценку прототипов и испытания на износ. К распространенным стандартным методам относятся ISO 20871 и SATRA TM174, а надежный поставщик разъясняет свой диапазон испытаний, выбор калибровки и возможности поддержки при тестировании образцов. Утверждайте окончательные спецификации только после того, как покупатель и производитель изучат образцы прототипов и согласованные результаты лабораторных исследований.

Полный комплект оборудования для испытаний подошв обуви на износостойкость включает в себя четыре части. Первая часть — это сам испытательный прибор: либо установка для испытания целой обуви, либо для формованной подошвы. Вторая часть охватывает абразивный круг и компоненты для создания нагрузки. Третья часть включает в себя инструменты для подготовки образцов и весы для измерения потери массы. Четвертая часть — это регулирующий стандарт, такой как GB/T 3903.2 или SATRA TM362, который определяет нагрузку, количество циклов и абразив.

Читателям рекомендуется обратиться к поставщику испытательного оборудования, такому как UTS International. Надежный поставщик подбирает оборудование и методы в соответствии с материалами подошвы, объемами производства и целевыми рынками. Калибровка и стабильные условия испытаний обеспечивают достоверность и повторяемость результатов от теста к тесту.

Часто задаваемые вопросы

Каков минимальный набор оборудования для испытания подошвы на истирание?

Лаборатории требуется четыре позиции. Во-первых, прибор для испытания на истирание: установка для целой обуви или машина для формованной подошвы. Во-вторых, абразивный круг и компоненты нагрузки. В-третьих, инструменты для подготовки образцов и весовое оборудование. В-четвертых, регулирующий стандарт, такой как GB/T 3903.2 или SATRA TM362, который определяет нагрузку, количество циклов и абразив.

Как лаборатория выбирает между методами DIN, Akron, Taber и NBS?

Этот выбор зависит от трех факторов: материала подошвы, формы образца и стандарта целевого рынка. Метод DIN подходит для резиновых смесей подошв. Метод Табера предназначен для плоских образцов. Метод Акрона используется при разработке новых смесей. Стандарт покупателя обычно решает этот вопрос еще до заказа какого-либо оборудования.

Предсказывают ли результаты лабораторных испытаний на истирание реальный износ подошвы?

Нет. В стандарте ISO 4649 указано, что прямую тесную взаимосвязь между результатами лабораторных испытаний на истирание и фактическими эксплуатационными характеристиками установить невозможно. Лабораторные данные предоставляют сравнительную информацию по различным резиновым смесям и партиям. Более твердая смесь может демонстрировать низкую потерю массы в лаборатории, но при этом быстрее изнашиваться в эксплуатации, поскольку площадь контакта уменьшается, а локальное напряжение возрастает.

Как часто лаборатория должна проверять калибровку прибора для испытания на истирание?

В статье не указан интервал калибровки, поэтому операторам следует придерживаться графика производителя оборудования и действующего стандарта. Постоянство условий испытаний имеет не меньшее значение. Нагрузка, количество циклов, зернистость абразивного материала и толщина образца — все это влияет на результаты, а изменение параметров нарушает сопоставимость с предыдущими испытаниями.