ГОСТ ISO 21181-2018
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
ЛЕНТЫ КОНВЕЙЕРНЫЕ ЛЕГКИЕ
Определение релаксационного модуля упругости
Light conveyor belts. Determination of the relaxed elastic modulus
МКС 53.040.20
Дата введения 2020-01-01
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации материалов и технологий" (ФГУП "ВНИИ СМТ"), Техническим комитетом по стандартизации ТК 160 "Продукция нефтехимического комплекса" на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 5
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 марта 2018 г. N 107-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 | Сокращенное наименование национального органа по стандартизации |
Беларусь | BY | Госстандарт Республики Беларусь |
Казахстан | KZ | Госстандарт Республики Казахстан |
Киргизия | KG | Кыргызстандарт |
Россия | RU | Росстандарт |
Таджикистан | TJ | Таджикстандарт |
Узбекистан | UZ | Узстандарт |
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 апреля 2018 г. N 214-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 21181-2018 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2020 г.
5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 21181:2013* "Легкие конвейерные ленты. Определение релаксационного модуля упругости" ("Light conveyor belts - Determination of the relaxed elastic modulus", IDT).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .
Международный стандарт разработан подкомитетом SC 3 "Конвейерные ленты" Технического комитета по стандартизации ISO/TC 41 "Шкивы и ремни (в том числе клиновые)" Международной организации по стандартизации ISO.
При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Введение
Для многих областей применения легких конвейерных лент требуется, чтобы после предварительного натяжения ленты отсутствовало последующее изменение ее длины, устраняемое регулировкой шкивов. В таких случаях усилие растяжения в ленте изменяется на протяжении всего срока службы из-за двух эффектов: остаточного растяжения и релаксации ленты, которые изменяют реальный модуль упругости. Важно определять механизм изменения усилия растяжения; в настоящем стандарте применяют циклическое растяжение между двумя определенными значениями удлинения в течение большого числа циклов. Экспериментально установлено, что усилие растяжения уменьшается экспоненциально. Можно определять усилие растяжения, а затем вычислять релаксационный модуль упругости. Следует отметить, что это не истинный модуль упругости, т.к. он включает в себя элемент постоянного растяжения; кроме случаев, когда постоянное растяжение относительно велико, релаксационный модуль упругости имеет большое практическое значение при определении конечных усилий растяжения. Настоящий стандарт предназначен для таких областей применения.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метод определения релаксационного модуля упругости легких конвейерных лент, соответствующих ISO 21183-1, или других конвейерных лент, для которых неприменим метод по ISO 9856.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие международные стандарты* [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения к нему)]:
_______________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - .
ISO 7500-1, Metallic materials - Verification of static uniaxial testing machines - Part 1: Tension/compression testing machines - Verification and calibration of the force-measuring system (Металлические материалы. Верификация машин для статических испытаний в условиях одноосного нагружения. Часть 1. Машины для испытания на растяжение/сжатие. Верификация и калибровка силоизмерительных систем)
ISO 9856, Conveyor belts - Determination of elastic and permanent elongation and calculation of elastic modulus (Конвейерные ленты. Определение эластичности и остаточного удлинения и расчет модуля упругости)
ISO 18573, Conveyor belts - Test atmospheres and conditioning periods (Конвейерные ленты. Испытательные атмосферы и периоды кондиционирования)
ISO 21183-1, Light conveyor belts - Part 1: Principal characteristics and applications (Легкие конвейерные ленты. Часть 1. Основные характеристики и области применения)
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 модуль упругости (elastic modulus): В технологии конвейерных лент сила на единицу ширины конвейерной ленты.
Примечание 1 - Выражается в ньютонах на миллиметр ширины ленты, в ISO 9856 обозначается символом М.
Примечание 2 - Данное определение термина отличается от обычно используемого в машиностроении, которое выражается в единицах напряжения, т.е. силы на единицу поперечного сечения, и обозначается символом Е (например, см. стандарт [1]).
3.2 модуль упругости (elastic modulus): В технологии легких конвейерных лент - усилие в ньютонах на единицу ширины, необходимое для растяжения представительного образца испытуемой легкой конвейерной ленты на 1% от его первоначальной длины.
Примечание 1 - Силу обозначают символом k, следовательно, модуль упругости обозначают символом . Это значение также называют "усилие растяжения для 1%-ного удлинения на единицу ширины" или "значение " и выражают в ньютонах на миллиметр.
Примечание 2 - В стандарте [2] символ k используют для обозначения коэффициента пропорциональности.
3.3 релаксационный модуль упругости (relaxed elastic modulus): В технологии легких конвейерных лент - модуль упругости легкой конвейерной ленты после циклического растяжения между заданными пределами в течение 500 циклов.
Примечание 1 - Значение новой конвейерной ленты выше, чем у используемой конвейерной ленты, в которой релаксация имела место в процессе эксплуатации. Релаксация имеет вид экспоненциальной функции.
4 Условные обозначения
В настоящем стандарте применены следующие условные обозначения:
, - максимальные и минимальные усилия растяжения в испытуемом образце, соответственно Н;
, - конкретные значения , для ширины испытуемого образца, Н/мм;
а - значение при z=1, Н/мм;
b - ширина изготовленной конвейерной ленты, мм;
- коэффициент корреляции;
х - переменная в уравнении прямой;
у - функция в уравнении прямой;
z - число циклических удлинений.
5 Сущность метода
Испытуемый образец подвергают циклическому удлинению между двумя заданными предельными значениями и регистрируют усилие растяжения в зависимости от числа циклов. По графику определяют релаксационный модуль упругости расчетным путем с использованием логарифмической регрессии.
6 Аппаратура
6.1 Машина для испытаний на растяжение, обеспечивающая приложение нагрузки, подходящей для прочности испытуемого образца, с силоизмерительной системой, соответствующей ISO 7500-1:2004, класса 3 или лучше (например, класс машины 2), а также способная прикладывать нагрузку в циклах с контролируемым перемещением в пределах ±5 мм, с частотой 0,5 Гц (такая частота реализуется с ранее выпускаемыми динамометрами с механическим управлением).
7 Испытуемые образцы
7.1 Форма, размеры, число и выбор образцов
Из полной толщины конвейерной ленты вырубают в продольном направлении пять прямоугольных образцов шириной (50,0±0,5) мм, длиной 500 мм плюс две длины, необходимые для закрепления в зажимах. Образцы вырубают из конвейерной ленты в соответствии с рисунком 1. Испытания проводят не ранее чем через пять дней после изготовления ленты.
Рисунок 1 - Выбор испытуемых образцов
7.2 Кондиционирование
Перед испытанием образцы кондиционируют по ISO 18573 (атмосфера В) в течение 24 ч, кроме легких конвейерных лент (по ISO 21183-1), содержащих материалы с высоким уровнем поглощения влаги, например хлопок или полиамид. Такие образцы кондиционируют 48 ч.
8 Проведение испытаний
Помещают концы образца в зажимы испытательной машины (6.1) таким образом, чтобы образец был прямым без приложения усилия. Расстояние между зажимами должно быть (500±1) мм; образец во время испытания не должен проскальзывать в зажимах.
Для исключения проскальзывания в участки испытуемого образца, находящиеся в зажимах, втирают смолу, затем удаляют ее избыток и оборачивают покрытые смолой участки образца грубым наждачным полотном абразивной стороной к покрытым смолой поверхностям.
Циклически растягивают образец одним из следующих способов:
а) от 1% до 2% (от 5 до 10 мм) с частотой 0,5 Гц;
b) от 0,5% до 1,0% (от 2,5 до 5,0 мм) с частотой 0,5 Гц, если конвейерная лента содержит армирующие элементы с высоким модулем упругости (например, с армирующими элементами из арамидных нитей).
Примечание - Для способа а) можно достичь такого же эффекта, если образец подвергать начальному удлинению на 1,5%, что соответствует 7,5 мм, а затем циклическому изменению удлинения на ±0,5%, что соответствует ±2,5 мм, с такой же частотой. Средняя скорость деформации образца составит 5 мм/с (300 мм/мин).
Регистрируют график зависимости силы растяжения от числа циклов в течение 500 циклов удлинений. В конце испытания измеряют остаточное удлинение, снижая усилие растяжения до нуля и измеряя расстояния между зажимами. Удлинение не менее 1% от первоначальной длины указывает на то, что настоящий метод непригоден для такого типа ленты; в таком случае используют метод по ISO 9856.
9 Вычисление и представление результатов
По графику, приведенному на рисунке 2, определяют усилия и при числе циклов удлинения z=250, z=350 и z=500.
Рисунок 2 - Зависимость усилия растяжения от числа циклов удлинения
Вычисляют модули упругости, разделяя значения этих усилий на ширину ленты (50 мм), по формуле
Н/мм, (1а)
Н/мм. (1b)
При циклическом удлинении от 1% до 2% модуль упругости вычисляют по формуле
Н/мм. (2)
При циклическом удлинении от 0,5% до 1,0% модуль упругости вычисляют по формуле
Н/мм. (3)
По трем вычисленным значениям и соответствующим числам циклических удлинений определяют уравнение прямой вида
, (4)
а затем применяют метод логарифмической регрессии.
Для этого используют калькулятор со статистическими функциями. Значениями х для пар чисел, которые необходимо вводить, являются натуральные логарифмы числа циклов удлинения . Значениями у являются соответствующие вычисленные значения .
Таким образом, формула (4) принимает следующий вид:
, (5)
где а - при z=1;
с - угол наклона прямой линии.
Калькулятором определяют оба значения и коэффициент корреляции .
Коэффициент корреляции прямой линии должен быть как можно выше. В идеальном случае он должен равняться 1,0, хотя значение от 0,8 до 1,0 является достаточно высоким. Если <0,7, испытание следует повторить и проводить вычисления с большим числом циклических удлинений z.
Используя найденные значения а, с и формулы (5), вычисляют значение релаксационного модуля упругости , подставляя значение числа циклических удлинений z=43200, что соответствует времени испытания 24 ч с частотой 0,5 Гц (см. рисунок 3). (Численно In 43200=10,67.)
Вычисляют отдельные значения релаксационного модуля упругости для всех пяти испытуемых образцов и определяют среднеарифметическое значение.
1 - =а+(с In z), а - при z=1
Рисунок 3 - Определение значения релаксационного модуля упругости
10 Протокол испытаний
Протокол испытаний должен содержать:
a) полное обозначение материала испытуемой ленты и дату изготовления ленты;
b) обозначение настоящего стандарта;
c) значения температуры и относительной влажности воздуха во время испытания;
d) время кондиционирования;
e) использованную процедуру испытаний (удлинение от 1% до 2% или от 0,5% до 1,0%);
f) результаты проведенных испытаний в соответствии с разделом 9;
g) дату проведения испытаний.
Приложение ДА
(справочное)
Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов межгосударственным стандартам
Таблица ДА.1
Обозначение ссылочного международного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование соответствующего межгосударственного стандарта |
ISO 7500-1 | - | * |
ISO 9856 | - | * |
ISO 18573 | IDT | ГОСТ ISO 18573-2015 "Ленты конвейерные. Условия проведения испытания и кондиционирования" |
ISO 21183-1 | IDT | ГОСТ ISO 21183-1-2016 "Ленты конвейерные легкие. Часть 1. Основные характеристики и области применения" |
* Соответствующий межгосударственный стандарт отсутствует. До его принятия рекомендуется использовать перевод на русский язык данного стандарта. Примечание - В настоящей таблице использовано следующее условное обозначение степени соответствия стандартов: - IDT - идентичные стандарты. |
Библиография
[1] | ISO 527-4, Plastics - Determination of tensile properties - Part 4: Test conditions for isotropic and orthotropic fibre-reinforced plastic composites (Пластмассы. Определение механических свойств при растяжении. Часть 4. Условия испытаний для изотропных и ортотропных пластических композиционных материалов, армированных волокнами)* |
________________ * Официальный перевод этого стандарта находится в Федеральном информационном фонде стандартов. | |
[2] | EN 10002-1:2001, Metallic materials - Tensile testing - Part 1: Method of test at ambient temperature |
УДК 678-419:539.32:006.354 | МКС 53.040.20 | IDT |
Ключевые слова: легкие конвейерные ленты, определение релаксационного модуля упругости |
Электронный текст документа
и сверен по:
, 2018