Dedykowany tester odporności na ścieranie podeszwy napędza testowanie odporności podeszwy obuwniczej na ścieranie. Dwie powszechne formy to tester ścierania całej podeszwy buta oraz maszyna do podeszew formowanych, taka jak odpowiednik SATRA STM 528 Pedatron. Obie opierają się na kole ściernym, ramieniu obciążającym i liczniku. Sprzęt pomocniczy ma równie duże znaczenie. Instrument wagowy rejestruje ubytek masy. Narzędzia do przygotowania próbek kształtują próbkę: wtb-test.com zauważa, że próbka cylindryczna o średnicy 16 mm wymaga wykrojnika oraz prasy lub systemu formowania, a grubość należy zmierzyć z dokładnością do ±0,2 mm przed rozpoczęciem testu. Obowiązująca norma badania, na przykład GB/T 3903.2 lub SATRA TM362, określa obciążenie, liczbę cykli oraz materiał ścierny.

Kluczowe wnioski

• Kompletna konfiguracja laboratoryjna obejmuje tester ścierania, koło ścierne, narzędzia do przygotowania próbek, wagę oraz odpowiednią normę badania.
• Wybierz metodę badania w oparciu o materiał podeszwy, formę próbki oraz normę docelowego rynku.
• Dokładnie rejestruj wszystkie ustawienia testu, ponieważ zmiana obciążenia, cykli lub materiału ściernego wpływa na porównywalność.
• Stosuj testery twardości i wytrzymałości na rozciąganie obok testów ścierania, aby uzyskać pełny obraz wydajności podeszwy.
• Skonsultuj się z dostawcą sprzętu badawczego, aby dopasować urządzenia i metody do swoich konkretnych potrzeb i zapewnić wiarygodne wyniki.

Główne maszyny do testowania odporności podeszwy obuwniczej na ścieranie

Testery całych butów i formowanych podeszew

Wybór maszyny zaczyna się od formy próbki. Tester całych butów mocuje kompletny artykuł i symuluje chodzenie. Tester ścierania podeszwy całego obuwia GT-KA13 jest jednym z przykładów i spełnia normy takie jak GB/T 3903.2. SATRA STM 528 Pedatron jest maszyną referencyjną dla podejścia biomechanicznego. SATRA podaje, że Pedatron nakłada obciążenia wynikające z badania ludzkiego chodu. Odtwarza uderzenie pięty, odbicie palców, zginanie buta oraz podłużne i poprzeczne obciążenia ścinające, z jakimi spotyka się użytkownik podczas chodzenia. Norma SATRA TM362, „Odporność podeszew na ścieranie – metoda biomechaniczna”, działa na tej maszynie przeciwko płycie o gładkiej powierzchni. SATRA twierdzi, że maszyna może pracować w sposób ciągły i wygenerować 48 000 kroków w okresie 24 godzin. Testery podeszew formowanych pobierają wycięte próbki zamiast pełnych butów. Odpowiadają one fabrykom, które testują mieszanki podeszew przed montażem. Obie rodziny maszyn służą do testowania odporności podeszwy obuwniczej na ścieranie, a norma decyduje, która z nich ma zastosowanie.

Zasada działania koła ściernego

Koło ścierne jest sercem każdej maszyny. Naciska ono pionowo na próbkę z zadanym obciążeniem i obraca się z określoną prędkością. Tarcie między kołem a podeszwą usuwa materiał w ciągu ustalonej liczby cykli. Tester bębnowy DIN pokazuje tę zasadę w jej najprostszej formie. UTSTesters opisuje prostokątną próbkę gumy dociskaną do obracającego się bębna pokrytego papierem ściernym. Próbka porusza się również osiowo wzdłuż bębna ze stałą prędkością. Standardowe ustawienia obejmują ziarnistość papieru ściernego P60, obciążenie próbki 10 N i prędkość bębna 40 obr./min zgodnie z normami DIN 53516 i GB/T 9867. Tester ścierania Tabera działa inaczej. Pociera próbkę o obracające się koła ścierne i mierzy wskaźniki ścierania przy zmiennych naciskach i prędkościach. Sprzęt pomocniczy dopełnia konfigurację. Wykrojnik i prasa kształtują próbkę, a waga rejestruje ubytek masy przed i po badaniu. [[T0]]Nbs rubber abrasion tester[[E0]] [[S0]]oferuje opcję opartą na kole dla mieszanek gumowych.[[E0]]Tester ścierania gumy NBSoferuje kolejną opcję opartą na kołach dla mieszanek gumowych.Operatorzy powinni potwierdzić ustawienia obciążenia i prędkości względem wybranej normy przed każdym uruchomieniem.

Przegląd metod badawczych i norm

Metody DIN, Akron, Taber i NBS

Każda metoda ścierania pasuje do konkretnej formy próbki i rodziny materiałów. Metoda DIN jest odpowiednia dla gumowych mieszanek podeszwowych. Próbka cylindryczna porusza się przeciwko obracającemu się bębnowi pokrytemu papierem ściernym, a operator rejestruje ubytek objętości. Normy DIN 53516 i GB/T 9867 definiują procedurę, a wcześniejsza sekcja omówiła już obciążenie 10 N i prędkość bębna 40 obr./min. Metoda Akron również jest skierowana do gumy i wykorzystuje obracające się koło ścierne stykające się z małym elementem testowym. Laboratoria często wybierają Akron do prac nad rozwojem mieszanek.

Metoda Tabera pasuje do płaskich próbek. Dwa koła ścierne pocierają powierzchnię próbki, a operator może zmieniać nacisk i prędkość. Ta elastyczność sprawia, że metoda Tabera jest przydatna do materiałów arkuszowych oraz do badań przesiewowych o charakterze porównawczym. Tester ścierania gumy NBS pełni podobną rolę w przypadku mieszanek gumowych. Przesuwa próbkę po bębnie ściernym i podaje wskaźnik zużycia. Żadna z tych metod nie jest ogólnie lepsza. Każda z nich odpowiada na konkretne pytanie dotyczące określonej formy materiału.

Podejścia Martindale'a i GB

Metoda Martindale'a pasuje ogólnie do materiałów obuwniczych. Pociera ona próbkę o materiał ścierny ruchem kołowym i dobrze sprawdza się w przypadku materiałów cholewkowych, podszewek oraz elastycznych arkuszy podeszew. [[T0]]Leather resistance flexing tester[[E0]] [[S0]]uzupełnia tę pracę. Sprawdza on, jak elementy skórzane znoszą wielokrotne zginanie, i należy do tego samego laboratorium materiałowego, mimo że mierzy zginanie, a nie ścieranie.[[E0]]tester odporności skóry na zginanieuzupełnia tę pracę. Sprawdza on, jak elementy skórzane znoszą wielokrotne zginanie, i należy do tego samego laboratorium materiałowego, mimo że mierzy zginanie, a nie ścieranie.tester odporności skóry na tarcieobejmuje przenoszenie koloru i tarcie powierzchniowe na cholewkach skórzanych. Oba instrumenty wspierają szerszy obraz jakości wokół testowania odporności podeszwy obuwniczej na ścieranie.

Chińskie normy GB wiążą te metody z wymogami rynku. Norma GB/T 3903.2 reguluje ścieranie podeszew całego obuwia, a GB/T 9867 obejmuje ścieranie gumy. Wybór metody zależy od trzech czynników: materiału podeszwy, formy próbki oraz normy docelowego rynku. Podeszwa gumowa przeznaczona na rynek europejski może być zgodna z normą DIN, podczas gdy całe obuwie przeznaczone do Chin może być zgodne z GB/T 3903.2. Fabryki powinny potwierdzić normę kupującego przed wyborem maszyny.

Parametry i kryteria oceny

Ustawienia obciążeń, cykli i materiału ściernego

Ustawienia maszyny decydują o tym, czy wyniki są porównywalne między laboratoriami. UNUO Instruments wymienia powszechną konfigurację według normy ISO 20344, klauzula 8.4 dla testera ścierania DIN z bębnem obrotowym. Operator przykłada pionowe obciążenie 5 N lub 10 N, przesuwa próbkę na dystansie 40 metrów i używa standardowego papieru ściernego jako materiału ściernego.

UTSTesters podaje typową prędkość koła ściernego wynoszącą 40–50 obrotów na minutę dla metody DIN. Metoda Akron wykorzystuje inne wartości. UTSTesters podaje prędkość obrotową 76 obrotów na minutę, obciążenie 2,75 N oraz kąt tarcia 15° lub 30°. Operatorzy rejestrują te wartości w raporcie z badań, ponieważ zmienione obciążenie lub liczba cykli niszczą porównywalność z wcześniejszymi pomiarami.

Ubytek masy i wzorce zużycia

Ubytek masy jest głównym wynikiem testu odporności podeszwy obuwia na ścieranie. Operator waży próbkę przed rozpoczęciem testu i po nim. Weston Rubber wyjaśnia kolejny krok: laboratorium przelicza ubytek masy na ubytek objętości przy użyciu znanej gęstości gumy i podaje wynik w milimetrach sześciennych. Odczyt wynoszący 100 mm³ oznacza, że test usunął 100 milimetrów sześciennych gumy. Niższe wartości oznaczają lepszą odporność na zużycie.

Interpretacja wymaga kontekstu. The Footwear Edge zauważa, że metody SATRA, takie jak TM31, TM163 i TM174, obejmują podeszwy z gumy, EVA, PU i TPU. To samo źródło ostrzega, że wyniki laboratoryjne dostarczają danych porównawczych i nie pozwalają bezpośrednio przewidzieć trwałości użytkowej. Twardsza mieszanka może wykazywać niskie ścieranie w laboratoriach, a mimo to zużywać się szybciej w rzeczywistym użytkowaniu, ponieważ powierzchnia kontaktu maleje, a naprężenia miejscowe rosną. Dane dotyczące ścierania należy analizować w połączeniu z wartościami twardości i gęstości.

Weston Rubber traktuje wartość 150 mm³ jako powszechnie akceptowane minimum dla trwałych gumowych podeszw, zauważając jednocześnie, że jest to konwencja branżowa, a nie regulacja prawna. Linie obuwia sportowego klasy premium często celują w 120 mm³ lub mniej, a niektóre kontrakty wojskowe i trekkingowe wymagają 80 mm³ lub mniej.

Sprzęt uzupełniający i wskazówki dotyczące wyboru

Testery twardości i wytrzymałości na rozciąganie

Laboratorium badające podeszwy potrzebuje czegoś więcej niż tylko maszyny do ścierania. Durometry mierzą twardość wciskaną w skalach Shore A, C, D i O, a norma ASTM D2240 definiuje tę metodę. Każda skala odpowiada innemu zakresowi materiałów. Dane dotyczące twardości pomagają wyjaśnić wyniki ścierania, ponieważ twardsza mieszanka często wykazuje inne zachowanie podczas zużycia niż miększa. Maszyna do wytrzymałości gumy na rozciąganie mierzy wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie zgodnie z normą ASTM D412. Wartości te ujawniają, jak mieszanka opiera się rozdarciom i rozciąganiu podczas użytkowania.

Tester ścierania DIN często stoi obok tych instrumentów jako drugie odniesienie w zakresie ścierania. Testy odporności na poślizg mogą być przeprowadzane przed ścieraniem i po nim, a norma ISO 13287 obejmuje tę metodę. A tester odporności skóry na tarcie sprawdza transfer koloru i tarcie powierzchniowe cholewek skórzanych, co ma znaczenie w przypadku gotowego obuwia. Zaliczenie testu ścierania nie oznacza automatycznie, że podeszwa przejdzie testy zginania, łączenia lub odporności na poślizg, jak zauważa HuadongSoles. Zorganizuj laboratorium wokół pełnej macierzy testowej, a nie jednej maszyny.

Wybór konfiguracji z UTS International

Wybór zaczyna się od jasnych pytań. HuadongSoles radzi markom zdefiniowanie zastosowania obuwia, docelowej mieszanki parametrów użytkowych, obowiązujących norm i limitów akceptacji, materiału i konstrukcji oraz akceptowanego przedziału kosztów. Buty do biegania, buty robocze i codzienne sneakersy stawią odmienne wymagania podeszwie. Wielkość produkcji decyduje wówczas o tym, czy sens ma tester całego obuwia, maszyna do formowanych podeszw, czy jedno i drugie. Laboratorium testujące wiele gotowych butów może preferować maszynę do całego obuwia, podczas gdy dostawca mieszanek może woleć wycięte próbki.

Dostawca usług badawczych, taki jak UTS International, może dopasować sprzęt i metody do tych odpowiedzi. Norma ISO 4649 ostrzega, że nie można wyciągać bezpośrednich wniosków o bliskiej zależności między laboratoryjnymi wynikami ścierania a rzeczywistą wydajnością użytkową, dlatego konfiguracja powinna wspierać również ocenę prototypów i testy noszenia. Powszechne metody odniesienia obejmują ISO 20871 i SATRA TM174, a dobry dostawca wyjaśnia swój zakres badań, wybór kalibracji i wsparcie w testowaniu próbek. Ostateczne specyfikacje należy zatwierdzić dopiero po tym, jak kupujący i producent zapoznają się z próbkami prototypowymi i uzgodnionymi wynikami laboratoryjnymi.

Kompletny zestaw do testowania odporności podeszwy obuwia na ścieranie składa się z czterech części. Pierwszą częścią jest sam tester, będący urządzeniem do badania całego obuwia lub jednostką do formowanych podeszw. Druga część obejmuje koło ścierne i jego elementy obciążające. Trzecia część obejmuje narzędzia do przygotowania próbek oraz przyrząd wagowy do pomiaru ubytku masy. Czwartą częścią jest norma nadrzędna, taka jak GB/T 3903.2 lub SATRA TM362, która określa obciążenie, liczbę cykli i ścierczywo.

Czytelniki powinni skonsultować się z dostawcą badań, takim jak UTS International. Dobry dostawca dopasowuje sprzęt i metody do materiałów podeszwy, wielkości produkcji oraz rynków docelowych. Kalibracja i stabilne warunki testowe zapewniają wówczas niezawodność i powtarzalność wyników w kolejnych seriach.

Często zadawane pytania

Jaki jest minimalny zestaw sprzętu do testowania ścierania podeszwy?

Laboratorium potrzebuje czterech elementów. Po pierwsze, testera ścierania – urządzenia do całego obuwia lub maszyny do formowanych podeszw. Po drugie, koła ściernego i jego elementów obciążających. Po trzecie, narzędzi do przygotowania próbek oraz przyrządu ważącego. Po czwarte, normy nadrzędnej, takiej jak GB/T 3903.2 lub SATRA TM362, która określa obciążenie, cykle i ścierczywo.

Jak laboratorium wybiera pomiędzy metodami DIN, Akron, Taber i NBS?

Wybór opiera się na trzech czynnikach wejściowych: materiale podeszwy, formie próbki oraz standardzie rynku docelowego. Metoda DIN jest odpowiednia dla mieszanek podeszew gumowych. Metoda Tabera pasuje do próbek płaskich. Metoda Akron służy pracom nad rozwojem mieszanek. Standard kupującego zazwyczaj rozstrzyga tę kwestię przed zamówieniem jakiejkolwiek maszyny.

Czy laboratoryjne wyniki ścierania pozwalają przewidzieć rzeczywiste zużycie podeszwy?

Nie. Norma ISO 4649 stwierdza, że nie można bezpośrednio wnioskować o silnej korelacji między laboratoryjnymi wynikami ścierania a faktyczną trwałością w eksploatacji. Dane laboratoryjne dostarczają informacji porównawczych między mieszankami i partiami. Twardsza mieszanka może wykazywać niski ubytek masy w laboratorium, a mimo to zużywać się szybciej w praktyce, ponieważ powierzchnia styku maleje, a naprężenia miejscowe rosną.

Jak często laboratorium powinno sprawdzać kalibrację testera ścierania?

Artykuł nie określa interwału kalibracji, dlatego operatori powinni przestrzegać harmonogramu producenta maszyny oraz obowiązującej normy. Równie ważne są spójne warunki testu. Obciążenie, liczba cykli, klasa ścierczywa i grubość próbki wpływają na wyniki, a zmienione ustawienie niweczy porównywalność z wcześniejszymi badaniami.