Shore Durometer - Shore durometer
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Der Shore-Durometer ist ein Gerät zum Messen der Härte eines Materials, typischerweise von Polymeren , Elastomeren und Kautschuken .
Höhere Zahlen auf der Skala zeigen eine größere Eindrückfestigkeit und damit härtere Materialien an. Niedrigere Zahlen bedeuten weniger Widerstand und weichere Materialien.
Der Begriff wird auch verwendet, um die Bewertung eines Materials auf der Skala zu beschreiben, wie bei einem Objekt mit einem "Shore-Durometer" von 90.
Die Skala wurde von Albert Ferdinand Shore definiert , der in den 1920er Jahren ein geeignetes Gerät zur Messung der Härte entwickelte. Es war weder der erste Härteprüfer noch der Erste , der ein heißer Durometer ( ISV Duro- und Meter- , seit dem 19. Jahrhundert bezeugt), aber heute , dass Name in der Regel bezieht Shore - Härte ; Andere Geräte verwenden andere Maßnahmen, die entsprechende Ergebnisse liefern, z. B. für die Rockwell-Härte .
Durometer-Skalen
Es gibt verschiedene Skalen für Durometer, die für Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden. Die beiden am häufigsten verwendeten Skalen mit leicht unterschiedlichen Messsystemen sind die Skalen ASTM D2240 Typ A und Typ D.
Die A-Skala ist für weichere, während die D-Skala für härtere ist.
Der Teststandard ASTM D2240-00 sieht jedoch je nach Verwendungszweck insgesamt 12 Skalen vor: Typen A, B, C, D, DO, E, M, O, OO, OOO, OOO-S und R. Jede Skala ergibt einen Wert zwischen 0 und 100, wobei höhere Werte ein härteres Material anzeigen.
Messmethode
Der Durometer misst wie viele andere Härteprüfungen die Tiefe einer Vertiefung im Material, die durch eine bestimmte Kraft auf einen standardisierten Nähfuß erzeugt wird. Diese Tiefe hängt von der Härte des Materials, seinen viskoelastischen Eigenschaften, der Form des Nähfußes und der Testdauer ab. Die Durometer ASTM D2240 ermöglichen die Messung der Anfangshärte oder der Eindrückhärte nach einem bestimmten Zeitraum. Der Basistest erfordert das gleichmäßige Aufbringen der Kraft ohne Stöße und das Messen der Härte (Tiefe der Vertiefung). Wenn eine zeitgesteuerte Härte gewünscht wird, wird für die erforderliche Zeit eine Kraft ausgeübt und dann abgelesen. Das zu prüfende Material sollte mindestens 6 mm (0,25 Zoll) dick sein. Der theoretische Hintergrund des Tests wird z
| Durometer | Fuß einrücken | Angewandte Masse (kg) | Resultierende Kraft (N) |
|---|---|---|---|
| Tippe A | Gehärteter Stahlstab 1,1 mm - 1,4 mm Durchmesser, mit einem abgeschnittenen 35 ° -Kegel, 0,79 mm Durchmesser | 0,822 | 8.064 |
| Typ D. | Stab aus gehärtetem Stahl 1,1 mm - 1,4 mm Durchmesser, mit einer konischen Spitze von 30 ° und einer Spitze mit einem Radius von 0,1 mm | 4,550 | 44,64 |
Der ASTM D2240-Standard erkennt zwölf verschiedene Härteskalen unter Verwendung von Kombinationen spezifischer Federkräfte und Eindringkörperkonfigurationen. Diese Skalen werden ordnungsgemäß als Durometer-Typen bezeichnet. Das heißt, ein Durometertyp wurde speziell zur Bestimmung einer bestimmten Skala entwickelt, und die Skala existiert nicht getrennt vom Durometer. Die folgende Tabelle enthält Details zu jedem dieser Typen mit Ausnahme von Typ R.
| Durometer-Typ | Aufbau | Durchmesser | Erweiterung | Federkraft |
|---|---|---|---|---|
| EIN | 35 ° Kegelstumpf ( Kegelstumpf ) | 1,40 mm (0,055 in) | 2,54 mm (0,100 in) | 8,05 N (821 gf) |
| B. | 30 ° Kegel | 1,40 mm (0,055 in) | 2,54 mm (0,100 in) | 8,05 N (821 gf) |
| C. | 35 ° Kegelstumpf (Kegelstumpf) | 1,40 mm (0,055 in) | 2,54 mm (0,100 in) | 44,45 N (4,533 gf) |
| D. | 30 ° Kegel | 1,40 mm (0,055 in) | 2,54 mm (0,100 in) | 44,45 N (4,533 gf) |
| E. | Sphärischer Radius von 2,5 mm | 4,50 mm (0,177 in) | 2,54 mm (0,100 in) | 8,05 N (821 gf) |
| M. | 30 ° Kegel | 0,79 mm (0,031 in) | 1,25 mm (0,049 in) | 0,765 N (78,0 gf) |
| 0 | Kugelradius 1,20 mm | 2,40 mm (0,094 in) | 2,54 mm (0,100 in) | 8,05 N (821 gf) |
| 00 | Kugelradius 1,20 mm | 2,40 mm (0,094 in) | 2,54 mm (0,100 in) | 1,111 N (113,3 gf) |
| D0 | Kugelradius 1,20 mm | 2,40 mm (0,094 in) | 2,54 mm (0,100 in) | 44,45 N (4,533 gf) |
| 000 | Kugelradius 6,35 mm | 10,7–11,6 mm (0,42–0,46 Zoll) | 2,54 mm (0,100 in) | 1,111 N (113,3 gf) |
| 000-S | Scheibe mit einem Radius von 10,7 mm (0,42 Zoll) | 11,9 mm (0,47 in) | 5,0 mm (0,20 in) | 1,932 N (197,0 gf) |
Hinweis: Typ R ist eher eine Bezeichnung als ein echter "Typ". Die Bezeichnung R gibt einen Nähfußdurchmesser (daher das R für den Radius; offensichtlich konnte D nicht verwendet werden) von 18 ± 0,5 mm (0,71 ± 0,02 Zoll) Durchmesser an, während die Federkräfte und die Eindringkörperkonfigurationen unverändert bleiben. Die Bezeichnung R gilt für alle D2240-Typen mit Ausnahme von Typ M; Die R-Bezeichnung wird als Typ xR ausgedrückt, wobei x der Typ D2240 ist, z. B. aR, dR usw.; Die Bezeichnung R schreibt auch die Verwendung eines Betriebsstandes vor.
Einige Bedingungen und Verfahren, die gemäß der Norm DIN ISO 7619-1 erfüllt sein müssen, sind:
- Zur Messung von Shore A drückt der Fuß das Material ein, während bei Shore D der Fuß die Oberfläche des Materials durchdringt.
- Das zu testende Material muss mindestens eine Stunde vor dem Test im Laborklima gelagert werden.
- Die Messzeit beträgt 15s.
- Die Kraft beträgt 1 kg +0,1 kg für Shore A und 5 kg +0,5 kg für Shore D.
- Es müssen fünf Messungen durchgeführt werden.
- Die Kalibrierung des Durometers erfolgt wöchentlich mit Elastomerblöcken unterschiedlicher Härte.
Der Endwert der Härte hängt von der Tiefe des Eindringkörpers ab, nachdem dieser 15 Sekunden lang auf das Material aufgetragen wurde. Wenn der Eindringkörper 2,54 mm (0,100 Zoll) oder mehr in das Material eindringt, ist der Durometer für diese Skala 0. Wenn es überhaupt nicht eindringt, beträgt der Durometer für diese Skala 100. Aus diesem Grund existieren mehrere Skalen. Wenn die Härte jedoch <10 ° Sh oder> 90 ° Sh beträgt, ist den Ergebnissen nicht zu trauen. Die Messung muss mit dem benachbarten Skalentyp wiederholt werden.
Der Durometer ist eine dimensionslose Größe, und es gibt keine einfache Beziehung zwischen dem Durometer eines Materials in einer Skala und seinem Durometer in einer anderen Skala oder durch einen anderen Härtetest.
| Material | Durometer | Rahmen |
|---|---|---|
| Fahrradgelsitz | 15–30 | OO |
| Kaugummi | 20 | OO |
| Sorbothan | 30–70 | OO |
| Gummiband | 25 | EIN |
| Türsiegel | 55 | EIN |
| Automobil - Reifenlauffläche , | 70 | EIN |
| Weiche Räder von Rollschuhen und Skateboard | 78 | EIN |
| Hydraulischer O-Ring | 70–90 | EIN |
| Pneumatischer O-Ring | 65–75 | EIN |
| Harte Räder von Rollschuhen und Skateboard | 98 | EIN |
| Ebonitkautschuk | 100 | EIN |
| Feste LKW-Reifen | 50 | D. |
| Schutzhelm (normalerweise HDPE ) | 75 | D. |
| Gießen Sie Urethan- Kunststoff | 80 | D. |
ASTM D2240 Härte und Elastizitätsmodul
Unter Verwendung der linearen elastischen Eindruckhärte wurde von Gent sowie von Mix und Alan Jeffrey Giacomin eine Beziehung zwischen der ASTM D2240-Härte und dem Elastizitätsmodul für Elastomere abgeleitet . Gent's Beziehung hat die Form
Diese Beziehung ergibt einen Wert von at , weicht jedoch von den experimentellen Daten für ab . Mix und Giacomin leiten vergleichbare Gleichungen für alle 12 Skalen ab, die durch ASTM D2240 standardisiert sind.
Eine andere Beziehung, die etwas besser zu den experimentellen Daten passt, ist
Eine Schätzung erster Ordnung der Beziehung zwischen der Härte nach ASTM D2240 Typ D (für einen konischen Eindringkörper mit einem Halbkegelwinkel von 15 °) und dem Elastizitätsmodul des zu prüfenden Materials ist
Eine andere neo-Hookesche lineare Beziehung zwischen dem ASTM D2240-Härtewert und dem Materialelastizitätsmodul hat die Form
Patente
- US-Patent 1770045 , AF Shore, "Gerät zur Messung der Härte von Materialien", erteilt am 08.07.1930
- US-Patent 2421449 , JG Zuber, "Hardness Measuring Instrument", erteilt am 03.06.1947
Siehe auch
- Brinell-Härteprüfung
- Blüte (Test)
- Knoop Härteprüfung
- Leeb Rebound-Härtetest
- Rockwell-Härteprüfung
- Vickers Härteprüfung