3.2. Pomiar twardości tworzyw gumopodobnych aparatem Schoppera

Pomiary twardości tworzyw sztucznych pozwalają przewidywać ich zachowanie się w postaci niektórych wyrobów takich jak np. wykładziny podłogowe, uszczelki i izolacje, podkładki, czy też współpracujące części maszyn.

W celu określenia twardości tworzywa sztucznego bada się opór jaki stawia materiał pod działaniem pionowego nacisku wywołanego odpowiednim wgłębnikiem. Z wyjątkiem pomiaru twardości tworzyw gumopodobnych stosuje się naciski tak wielkie, aby powstało odkształcenie trwałe. Natomiast dla tworzyw gumopodobnych stosuje się pomiar odkształcenia w czasie obciążenia.

Do pomiaru twardości tworzyw gumopodobnych stosuje się metodę Schoppera, w której wciska się w tworzywo stalową kulkę o średnicy 1 cm stosując obciążenie 1 kG w ciągu 10 sekund. Głębokość odcisku mierzy się w trakcie działania wymienionej siły. Wychylenie wskazówki aparatu Schoppera o 0,01 mm na skali przyrządu odpowiada 1° miękkości.

Aparat ten może mieć zastosowanie do badania tworzyw, dla których głębokość odcisku kulki w wymienionych powyżej warunkach nie wynosi więcej niż 2 mm. Próbki użyte do pomiaru powinny mieć grubość co najmniej 6 mm, oraz spełniać warunek, by środek miejsca odcisku był oddalony więcej niż 10 mm od jej krawędzi.

Budowa i zasada działania aparatu

Zasadniczą częścią aparatu jest wysokoczuły mechanizm pomiarowy do mierzenia wgłębienia w zakresie od 0 do 2 mm. Jest on zlożony z belki, zamocowanego w dolnym jej końcu uchwytu z kulką metalową, oraz obciążenia 1 kG. Na podstawie umieszcza się próbkę badanego materiału. Za pomocą pokrętła opuszcza się korpus aparatu, aż kulka zetknie się z próbką materiału badanego (poruszenie wskazówki na skali przyrządu). Wówczas zaciska się śrubę blokującą i ustawia punkt zerowy na skali za pomocą śruby.

Poprzez przestawienie manipulatora w położenie dolne zwalnia się obciążenie 1 kG. Po upływie 10 sekund odczytuje się wynik na skali aparatu.

Przebieg ćwiczenia

Przed przystąpieniem do pomiaru aparat należy dokładnie wypoziomować

• odkręcić śruby blokujące i podnieść do góry korpus aparatu za pomocą śruby regulującej na taką wysokość by możliwe było zwolnienie blokady obciążnika,
• wykręcić śruby blokujące obciążnik,
• manipulator przestawić w położenie górne
• manipulator należy przytrzymywać w tym położeniu ręcznie
• zamocować próbkę tworzywa na podstawie aparatu,
• za pomocą pokrętła opuszczać korpus aparatu tak długo, aż nacisk kulki
• spowoduje przesunięcie wskazówki przyrządu w pobliże zera,
• zacisnąć śruby mocujące,
• dokładnie ustawić punkt zerowy na skali paratu za pomocą śruby regulacyjnej,
• opuścić delikatnie manipulator w dół (włączenie obciążenia),
• po 10 sekundach zanotować wychylenie wskazówki na skali,
• wyłączyć obciążenie przez przestawienie manipulatora w położenie górne,
• pomiar należy powtórzyć kilkakrotnie
• i obliczyć średnią arytmetyczną z uzyskanych wyników,
• w celu wymiany próbki tworzywa należy odblokować śruby
• i śrubą regulacyjną unieść korpus aparatu,
• po zakończeniu oznaczeń należy zablokować obciążnik śrubami blokującymi.

Opracowanie wyników

Twardość H oblicza się z wzoru:

P - przyłożone obciążenie (1 kG) D - średnica kulki (10 mm) t - zagłębienie kulki odczytane ze skali aparatu [mm]

Obliczyć wartości średnie oraz odchylenie standardowe.

Otrzymane wyniki zamieścić w tabeli:

numer pomiaru	zagłębienie kulki [mm]	twardość [N/mm2]		odchylenie standardowe
		obliczona	średnia

Zakres materiału wymagany do zaliczenia

Należy zapoznać się z normą PN-54/C-04249 Pomiar miękkości gumy metodą kulki o średnicy 10 mm.

Aktualizowano: 2010-01-30 23:14:48 :: http://bianda.cba.pl/tppch/