дюрометр что это такое
Дюрометр что это такое
Дюрометры (твердомеры металлов) — применяются для проведения контроля твёрдости детали, без разрушения её структуры.
Необходимость контроля твёрдости возникает на любом производственном участке (особенно машиностроительных предприятий) при контроле качества изделий, в лабораториях предприятий и научно-исследовательских институтах при разработке новых конструкций и материалов, а также при входном контроле сырья и заготовок.
В зависимости от структуры и свойств материала, а также конструкции и габаритов контролируемой заготовки используются портативные и стационарные твердомеры (дюрометры) различного принципа действия и конструкции. Твёрдость может быть определена по различным шкалам, наиболее часто используемые шкалы твердости — это шкалы Роквелла, Бринелля, Виккерса, Шора.
Выбор шкалы зависит от твёрдости материала:
Выбор шкалы твёрдости для контроля изделий происходит также в соответствии с конструкторско-технической документацией.
Суть измерения твёрдости состоит в механическом воздействии на поверхность контролируемого образца, по результатам которого судят о твёрдости контролируемого материала. Способ механического воздействия отличается для разных шкал твёрдости.
Портативные твердомеры (дюрометры) для определения твёрдости используют различные методы измерения твёрдости:
При динамическом методе контроля производится измерение скорости индентора датчика после его удара о контролируемую поверхность изделия.
При контактно-импедансном (ультразвуковом) методе контроля твёрдость определяется по изменению частоты колебаний индентора датчика, при его внедрении в контролируемую поверхность.
Для периодической поверки показаний, твердомер стационарный идет в комплекте с контрольными образцами (эталонные меры твёрдости), которые производятся по определённым шкалам твёрдости (Роквелл, Бринелль, Виккерс).
Твердость по Шору
Твердостью называют способность материала сопротивляться проникновению в поверхностные слои. Существует несколько способов определения данного параметра, на основе которых созданы шкалы. Они отличаются направленностью на разные материалы и технологией измерения. Далее рассмотрена твердость по Шору.
Принцип измерения
Рассматриваемый метод применяют для низкомодульных материалов, таких как полимеры, а именно каучуки, элистомеры, пластмассы, продукты их вулканизации. Он включает два способа: вдавливания и отскока.
Принцип первого способа Шора состоит в определении величины вдавливания в материал конкретного индентора. Твердость определяется упругостью и вязкоэластичными параметрами, она обратно зависима от глубины вдавливания. К тому же результаты зависят от формы индентора и приложенной силы. Ввиду этого нет взаимосвязи данных, полученных с применением при измерениях различных приборов и даже устройств с разными параметрами. К тому же твердость, измеряемая рассматриваемым методом Шора, не связана с каким-либо параметром исследуемого материала, поскольку он является эмпирическим.
Шкала твердости по Шору
Рассматриваемая технология весьма распространена. Этому способствуют ее следующие достоинства:
Полученные результаты представлены числовым значением с буквой, соответствующей шкале.
Способ отскока состоит в определении твердости по величине отскока вертикально падающего бойка с заданной высоты после удара об исследуемую поверхность.
Примерное соотношение разных шкал
Для выражения твердости применяются условные единицы измерения. В основном данную технологию Шора применяют для твердых материалов.
К тому же, рассматриваемый метод Шора распространен в промышленности ввиду быстроты и простоты выполнения измерений. Тем его применяют, в основном, для контроля температурной обработки. Подходит для определения твердости крупных предметов, криволинейных поверхностей, готовых деталей. При этом, как и первый метод Шора, характеризуется низкой точностью ввиду того, что величина отскока бойка определяется, помимо твердости, многими прочими параметрами, а именно шероховатостью поверхности, структурой, толщиной и др.
Таким образом, несмотря на различные технологии осуществления, методы Шора близки по качествам: благодаря простоте они обеспечивают большую оперативность измерений, но с низкой точностью.
Проблема рассматриваемой технологии состоит в том, что твердость по Шору невозможно точно перевести в прочие величины твердости и прочности при растяжении. Это объясняется оторванностью твердости Шора от фундаментальных характеристик из-за эмпиричного характера метода.
Данная технология имеет преимущественно практическую направленность ввиду того, что определяемый ею показатель влияет на эксплуатационные характеристики. Например, таким методом измеряют твердость резины автомобильных шин.
Приборы
Оборудование для определения твердости по Шору было создано изобретателем самого метода. В зависимости от способа, используется дюрометр либо склероскоп.
Прибор, называемый дюрометром, применяют для определения твердости Шора вдавливанием. Данные устройства представлены несколькими типами. Приборы классов D и A включают следующие детали:
В качестве дополнительного оборудования, дюрометры оснащают приспособлением для фиксации груза. Оно центрировано по оси индентора и позволяет создавать определенное прижимное усилие.
Что касается типов дюрометров, их дифференцируют на основе шкал, применяемых для разных материалов. Всего существует 12 шкал. Наиболее распространены среди них варианты типов D и A. Тип A отличается направленностью на более мягкие материалы. Приборы данного типа характеризуются, следовательно, меньшим прижимным усилием и большей точностью измерений. Нужно отметить, что сила, создаваемая дюрометром, рассчитывается по специальным формулам.
Схема склероскопа Шора
Склероскопы представлены приборами, оснащенными сферическим бойком. Их также дифференцируют на несколько типов на основе шкал. Наиболее распространены C и D. Так, устройство типа C имеет установленную на штативе с предметным столиком полую трубку с окном. На последнее нанесена шкала. Внутри трубки находится боек 2,5 г массой и 1,25 мм радиусом, удерживаемый фиксирующе-спусковым устройством, установленным сверху трубки. Высоту отскока фиксируют визуально. Устройства типа D имеют более тяжелый боек (36 г) и электронное или механическое устройство регистрации величины отскока. Боек обычно бывает с алмазным наконечником, хотя для исследования мягких материалов применяют варианты со стальным тупым наконечником.
Отдельно следует отметить, что ввиду наличия нескольких шкал для каждого из приборов для определения твердости Шора, создана таблица перевода из одной в другую.
Осуществление измерений
Измерение твердости способом вдавливания выполняют на горизонтальной твердой поверхности. Дюрометр располагают вертикально. Опорную поверхность прибора быстро прижимают к исследуемому предмету и оказывают на него давление. Спустя 15 секунд снимают показания. Далее выполняют вычисление среднего для пяти замеров в различных точках поверхности на взаимном удалении от 6 мм. В случае мгновенного замера показания снимают через секунду после оказания давления. При этом учитывают максимальный результат.
Проведение измерений методом Шора
В случае получения на дюрометре типа D результатов менее 20, следует использовать прибор типа A, и наоборот, если дюрометр класса A дает значения более 90, переходят на устройство типа D.
Для повышения точности опорную поверхность прижимают к предмету с применением штатива и груза.
Для выполнения корректных измерений необходимо соблюдение следующих требований:
При исследовании методом отскока склероскоп устанавливают вертикально по отвесу или уровню. Измеряемый предмет фиксируют на его столике, зажимается. Цилиндрические детали размещают в специальной подставке, а крупные предметы исследуют съемной частью прибора. В данном случае также проводят пять измерений твердости и результатом считают их среднее значение. При этом удары выполняют с частотой до 5 в 10 секунд, а точки располагают в 2 мм или более друг от друга и от краев.
Таким образом, технология определения твердости методом Шора включает простые, но неточные методы, наиболее применимые для быстрых измерений.
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)
Диаграмма твердости по Шору А
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.
Что такое твердость по Шору полиуретана?
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 с помощью профессиональных продавцов, 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.
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.
Дурометр: для чего нужен, как работает, детали, виды
Содержание:
В твердомер Это устройство, используемое для измерения твердости материала. Однако слово твердомер также используется для обозначения степени твердости материала. Следует понимать, что использование слова твердомер в данном случае относится к тому факту, что заявленное значение твердости было получено с помощью оборудования, называемого твердометром. Например, ластик для карандашей имеет твердость по шкале Шора A 40 (твердость), что означает, что он средней мягкости.
Слово твердомер используется специально для обозначения международного стандарта измерения твердости резины, пластмасс и многих неметаллических материалов. Твердость измеряется по шкале Шора A или D.
Твердость по Шору измеряется дюрометром, в котором индентор падает на поверхность тела, а затем измеряется его отскок. Альберт Фердинанд Шор разработал свой прибор для измерения твердости в 1920-х годах.
Для чего нужен твердомер?
Твердомер, используемый с эластичными материалами, или также называемый тестером твердомера Шора, представляет собой устройство, которое, как указывает его название, используется для измерения твердости эластомера или резинового материала; А точнее измерить герметизирующую способность детали.
Более высокие числа на шкале указывают на то, что эластичный материал обладает большей устойчивостью к вдавливанию или проникновению в кусок твердомера, который выполняет эту функцию. Следовательно, тем больше его твердость. Но термин твердомер также используется для обозначения твердости материала.
Это указывает на то, что резинки для колес рыночных тележек тверже, чем ластики для карандашей и резинки для лент.
Как работает твердомер?
Изделие, твердость которого необходимо определить, кладут на горизонтальную поверхность. В зависимости от исследуемого материала эластичная деталь должна иметь минимальную толщину. Кроме того, он должен быть плоским, чтобы гарантировать точное измерение твердости детали.
Многократные измерения в одной и той же точке детали приводят к ослаблению показаний твердомера. Поэтому рекомендуется расстояние не менее 6 мм между последовательными измерениями твердости.
Также в зависимости от типа твердомера, тем или иным способом прикладывают силу к градуированной пружине, которая сжимается и передает усилие на деталь, к которой она прикреплена (индентор), и проникает сквозь исследуемый образец.
Измерение твердости проводится на индикаторе со шкалой от 0 до 100, где 100 соответствует максимальной твердости. То есть, когда индентор не проникает в кусок, твердость которого измеряется.
Усилие следует прикладывать как можно быстрее, а измерение твердости производится в течение 15 секунд ± 1. Следовательно, во время приложения силы следует использовать секундомер.
Запчасти
Лапка
Он расположен внизу твердомера, плоский и перпендикулярный индентору. Прижимная лапка контактирует с исследуемым материалом и обеспечивает правильное взаимодействие с ним твердомера.
Идентификатор
Индентор расположен перпендикулярно прижимной лапке и выступает из нее. Это кусок, нижний конец которого проникает в исследуемый материал, и форма которого варьируется в зависимости от его типа.
Индентор прикреплен к калиброванной пружине, которая сжимается при приложении к нему силы и передает эту силу индентору для его проникновения в исследуемый материал.
Сила, приложенная к пружине, зависит от типа исследуемого материала. Его можно наносить вручную или с помощью рычага.
Показатель
Индикатор, показывающий измерение твердости эластичного материала по шкале от 0 до 100. Его форма может меняться в зависимости от требований к его использованию.
Типы твердомеров
Наберите «А
Применяется в каучуках и эластомерах. Индентор имеет форму конуса 30º и усеченный кончик. К пружине приложено усилие 821 гс.
Тип B
Применяется к более твердым эластомерам, пластмассам, бумаге и волокнистым материалам. Рекомендуется использовать твердость выше 93 A. Индентор имеет коническую форму 30º. К пружине приложено усилие 821 гс.
Тип C
Эластомеры и пластмассы средней твердости. Полезно, чтобы не оставлять следов на поверхности исследуемого материала. Индентор имеет форму конуса 30º и заканчивается усеченным острием. К пружине прилагается сила 4533 гс.
Тип D
Наносится на твердую резину и пластмассы, такие как термопласты, полы и шары для боулинга. Индентор имеет коническую форму 30º. К пружине прилагается сила 4533 гс.
Тип E
Индентор имеет сферическую форму радиусом 2,5 мм. К пружине приложено усилие 821 гс.
Тип M
Применяется к материалам толщиной от 0,050 дюйма. Индентор имеет коническую форму 30º. К пружине прилагается сила 78,0 гс.
Тип O
Наносится на очень мягкие эластомеры, текстильные намотки и мягкие зернистые материалы. Рекомендуется использовать твердость ниже значения, соответствующего 20 А. Индентор заканчивается шариком радиусом 1,2 мм. К пружине приложено усилие 821 гс.
OO тип
Применяется в виде легких пен и губчатых резиновых гелей. Индентор заканчивается шариком радиусом 1,2 мм. К пружине приложено усилие 113,3 гс.
Тип ООО
Применяется в виде ультрамягких гелей и губчатой резины. Индентор заканчивается шариком радиусом 6,35 мм. К пружине приложено усилие 113,3 гс.
Тип DO
Применяется в плотном зернистом материале и бычьем текстиле. Индентор заканчивается шариком радиусом 1,2 мм. К пружине прилагается сила 4533 гс.
ОООС тип
Индентор заканчивается шариком радиусом 10,7 мм. К пружине прилагается сила 197,0 гс.
Примеры твердости материалов
Наконец, будут перечислены четыре примера материалов, твердость которых была измерена твердометром:
— Желейные конфеты, твердость 10 Shore OO (очень мягкие)
-Резиновые ленты, твердость 62 по Шору OO. Shore A 20 (мягкий)
-Пятка обуви, твердость по Шору А 80, по Шору D 30 (жесткая)
-Пластиковый корпус, твердость по Шору D 80 (сверхтвердый)
Ссылки
Боязнь еды (кибофобия): причины, симптомы и лечение