1、ICS 85010Y 30 a雪中华人民共和国国家标准GBT 22895-2008纸和纸板静态和动态摩擦系数的测定平面法Paper and board-Determination of the static and kinetic coefficients offriction-Horizontal plane method2008-12-30发布(ISO 15359：1999，MOD)2009-09-0 1实施宰瞀徽紫獬訾襻瞥翼发布中国国家标准化管理委员会厘111刖 吾GBT 22895-2008本标准修改采用ISO 15359：1999纸和纸板静态和动态摩擦系数的测定平面法。本标准与ISO
2、 15359：1999相比，主要差异如下：在规范性引用文件中将ISO标准引用的国际标准转化为与之相应的国家标准，即GBT 450纸和纸板 试样的采取及试样纵横向、正反面的测定(GBT 450 2008，ISO 186：2002，MOD)：在规范性引用文件中将ISO标准引用的国际标准转化为与之相应的国家标准，即GBT 10739纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件(GBT 10739 2002，eqv ISO 187：1990)；删除了国际标准中的附录B。本标准的附录A为资料性附录。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国造纸工业标准化技术委员会(SACTC 141)归口。本标准起草单位
3、：中国制浆造纸研究院、中国造纸协会标准化专业委员会。本标准主要起草人：陈曦、崔立国。1范围纸和纸板静态和动态摩擦系数的测定平面法GBT 22895-2008本标准规定了：建立在水平面原理上的一种测定摩擦的方法。首先测定静态摩擦系数，然后测定静态和动态摩擦系数，即表面之间特定的磨损量。本标准适用于纸和纸板。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注明日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注明日期的I用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 450纸和纸
4、板试样的采取及试样纵横向、正反面的测定(GBT 450 2008，ISO 186：2002，MOD)GBT 10739纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件(GBT i0739-2002，ISO 187：1990)3术语和定义、代号下列术语和定义、代号适用于本标准。31摩擦friction一种材料的表面在另一种相同材料或其他材料的表面滑动时所产生的阻力。32静态摩擦static friction一个表面在另一个表面滑动时，抵抗其运动所需的力。注；最初运动所需的力等于运动的摄初阻力。33静摩擦系数static coefficient of frictionp，摩擦试验中，垂直作用于两个表面的
5、静摩擦力的比值。34动态摩擦kinetic fricfion保持一个表面在另一表面滑动的阻力。注：保持滑动所需的力等于滑动阻力。35动摩擦系数kinetic coefficient of friction_lk摩擦试验中，垂直作用于两个表面的动摩擦力的比值。GBT 22895-200836启动时间ramp time将水平作用力从零增加到静态摩擦值时所需的时间。4原理将试验表面以平面接触方式放在一起，并均匀施加接触压力。记录初始滑动所需的力(静摩擦力)和两表面间相对滑动的力(动摩擦力)。5 仪器(见图1)2a)俯视图1台面上由泡沫橡胶制成的衬垫2台面上的试样；3滑块导轨系统(见图解)；4测力传感
6、器与滑块的联接装置5一测力传感器；6滑块驱动机械；7-滑块试样；b) 侧视图8升降滑块用的升降器；9滑块上的泡沫橡胶衬垫；10台面与作用力平面间的距离11水平台；12台面的驱动机械；13滑块。图1仪器的总平面图GBT 22895-200851水平台，上表面由平整、不可压缩材料(金属、阔叶木、玻璃等)制成，其宽度足以使滑块与其边缘的距离不少于5 mm。试验过程中，水平台应能防止试样与台面问的滑动。52滑块，对固定在其下表面的试样，应能产生22 kPa与06 kPa的正常压力。其下表面应是平整的，尺寸为(60 mm4-5 ram)(60 mm_4-5 ram)，并由不可压缩的材料制成。注：滑块的质
7、量为(800100)g，通过其重力而产生的压力。应准确测定滑块的质量，至少准确至土10 g，如果应用其他不同于重力的方法来产生垂直方向的力，滑块的质量可以不是800 g，但应产生相同的压力。53升降装置，使滑块相对于台面产生升、降。当滑块与台面相接触并放在台面上时，升降装置的操作不应使滑块相对于台面发生滑动。注：即使很微小的倒退滑动，也会影响试验结果。54测力传感器，由驱动机械测定的作用于滑块(或台面)上的力F，读数应准确至2。55记录装置，记录作为时间函数的力。注：静态摩擦的峰值通常是一个瞬间值，记录装置应能迅速的捕捉到这个值。56测力传感器与滑块的连接装置，用于传递滑块和传感器之间的作用力
8、F，图1是仪器升起时的示例。此装置能够将力平行于台面，施加于测试区的中心。注1：滑块与传感器的力的连接线，可位于两试样接触面的上、下或中间位置。力的连接线与试样接触面的距离(图1中的10)不是很严格，但应不超过10 mm。注2：在机械结构上，某些仪器的组件具有一定的可变弹性，以调节初始拉力到开始搏动时的时间(图2中的启动时间)。在其他仪器中，弹性则不是一个变量。然而，对于动摩擦的测定，刚往连接则是更好的。图2力一时间曲线57驱动机械，开始无移动，逐渐增大滑块压力，直至滑块和台面之间产生滑动。然后移动滑块或台面，驱动机械应使滑块或台面或二者同时移动。58衬垫，确保压力分布均匀。应至少有一个试样使
9、用可压缩衬垫，该衬垫厚15mm30mm，由闭孔氯丁二烯泡沫橡胶制成。衬垫应厚度均匀，如果其边缘磨损或表面损坏时，应及时更换。59 滑块导轨系统，保持滑块以平行于台面的方向滑动。注：滑块在台面上的很小移动，都会产生较低的摩擦系数的测定值。3GBT 22895-20086取样应确保试样具有代表性，按GBT 450的规定进行取样。7试样的处理应按GBT 10739的规定对试样进行处理，试样制备和测定应在与试样处理相同的大气条件下进行。8试样的制备81制备试样时，不应用手触摸试样表面，也不应使试样表面产生摩擦，这样会使试样发生变化。注1：摩攘试验对于试验表面上的微小污染及试样表面的磨损是非常敏感的。在
10、某些环境中。防止试样不受空气中沉降物质的污染，也是很有必要的。注2：众所周知，在实际工作中，不可能不接触试样，也不可能不摩擦试样。因此建议在收集和处理试样的程序中，应评价其对摩擦试验结果的影响。82试验需要有两个不同的试样，一个试样与滑块接触，一个试样与台面接触。如有必要，应在两个试样上分别注明纵向或横向、正面或网面、印刷面或非印刷面、标记面或非标记面。83试样大小取决于摩擦仪器的设计和功能。试样与滑块的接触面积应至少为60 mm60 mm，试样与台面的接触宽度应至少为60 mm，接触长度应足以覆盖滑块长度和实际滑动距离。如果需要测定第三个滑块的摩擦系数，台面上的试样长度应至少满足70 mil
11、l的滑动距离。84准备足够的试样，以保证每个样品至少进行6次有效试验。建议单独裁切试样，即一次切一条试样。裁切时应保证试样的边缘光滑，且不应污染试样表面。注1：机制纸可能的组合方式参见附录A。注2：组合方式取决于试验目的，且应经双方同意。注3：试样边缘裁切不良，是造成试验误差的潜在原因。85切取试样并将试样固定在滑块上，滑块边缘不应影响测定。注：对于厚纸板，弯曲会使试验区内的压力分布不均匀。所以在固定此类纸板的试样时，不应弯曲和折叠试样。9试验步骤91 总则911滑块定向在整个试验过程中，应保持滑块的运动方向平行于台面。912滑块的上升和下降9121不应用手将滑块放在台面上，或将其从台面上拿走
12、。注：下降时，希望两个表面的整个面积同时接触。9122在滑块和台面的相对水平运动停止之前，滑块应明显地从台面上升起。9123滑块明显地从台面上升起后，驱动机械(57)应返回至其初始位置，误差应在土2 mFG之内。注；滑块和台面在相对水平滑动时，即使1 rain的倒退，对于静摩擦系数也是非常敏感的。当台面向前滑动时，可通过上升滑块来排除这种倒退。92初始滑动静摩擦系数921将试样固定在台面和滑块上，使试验面相接触且朝外，应确保台面和滑块的运动方向平行于拉力方向。例如：对于纵向纵向(MDMD)试验(见表A2)，试样的定位应使滑动方向为试样的纵向。即使已知，也应注明试样成形方向和非成形方向相对于滑动
13、方向的定位。4GBT 22895-2008922用升降装置(53)以30 mms2o mms的速度，将滑块慢慢地降到台面上。在试验过程中，应使两个表面同时完全接触。如果试样尺寸不同，它们的表面可以不完全接触。923一旦两个试样相接触，就不应再移动滑块或轻微调整其位置。在作用力开始线性增加之前，滑块应至少静止1 s，但应不超过20 s。924启动驱动机械(57)，检查力值读数的增加情况。启动时间应在05 s和5 s之间，启动曲线应在图2所示阴影的范围之内。记录启动初始滑动所需的力值F。如果启动时间不在o5 s和5 s之间，则测定结果无效。在这种情况下，应调整力值的增加速度，使启动时间在所需范围内
14、，更换试样重新进行试验。925试验后，废弃已做过的试样。重复试验，直至获得至少6个有效的测定值。93初始滑动静摩擦系数，第三次滑动静摩擦系数和动摩擦系数931将试样固定在台面和滑块上，使试验面相接触且朝外，应确保台面和滑块的运动方向平行于拉力方向。例如：对于纵向纵向(MDMD)试验(见表A2)，试样的定位应使滑动方向为试样的纵向。即使已知，也应注明试样成形方向和非成形方向相对于滑动方向的定位。932用升降装置(53)以30 mms20 mms的速度，将滑块慢慢地降到台面上。在试验过程中，应使两个表面同时完全接触。如果试样尺寸不同，它们的表面可以不完全接触。933一旦两个试样相接触，就不应再移动
15、滑块或轻微调整其位置。在作用力开始线性增加之前，滑块应至少静止l s，但应不超过20 s。934启动驱动机械(57)，检查力值读数的增加情况。启动时间应在05 s和5 s之间，启动曲线应在图2所示阴影的范围之内。记录启动初始滑动所需的力值F，。如果启动时间不在05 s和5 s之间，则测定结果无效。在这种情况下，应调整力值的增加速度，使启动时间在所需范围内，更换试样重新进行试验。935一旦滑块和台面之间由于力的作用开始滑动时，此运动应控制如下：a) 在最初20 mm的行程中，滑块和台面之间的相对速度应为(20士2)mms；b) 在后面40 mm的行程中，滑块和台面之间的相对速度应恒定保持为(20
16、土2)mms；c)此后，将继续15 mm6 mm的行程，在此行程中，滑块和台面之间的相对速度将会减少，滑块将由升降装置(53)升起，完全离开台面。936将试样返回至初始位置，再用相同的试样和相同的面，重复进行第二次滑动程序。937将试样返回至初始位置，再用相同的试样和相同的面，重复进行第三次滑动程序。938记录启动第三次滑动所需的力值F。，记录第三次滑动中从40 mFil60 mm滑动距离的平均摩擦力F-。939试验后，废弃已做过的试样。重复试验，直至获得至少6个有效的测定值。如果出现粘性滑动，则不能对动态摩擦进行评价。注：粘性滑动是由摩擦仪器的弹性组件连续积累和释放贮存能量所造成的特性，它使
17、滑动循环加速和减速。此现象是力一时间曲线上力的不规则变化的真实响应，无法抑制。Johansson等人对此进行过讨论，认为如果试样问以“粘性滑动”方式进行滑动，就不能对动态摩擦进行评价。提高试验仪器的机械硬度，可以很好地控制和消除粘性滑动响应。若对此不能加以控制，则不宜对动态摩擦进行评价。用慢响应特性记录系统来抑制动态记录不能改进这种情形。相反，不仅会产生动态摩擦的错误记录，而且这个系统还有可能掩盖粘性滑动现象发生的事实。10计算101初始滑动静摩擦系数用式(1)计算初始滑动静摩擦系数：5GBT 22895-2008一!且mg式中：p。，初始滑动静摩擦系数；F。启动初始滑动所需的平均力值(至少重
18、复测定6次)，单位为牛顿(N)；m滑块的质量，单位为千克(kg)；g981 ms2。102第三次滑动静摩擦系数用式(2)计算第三次滑动静摩擦系数： Fp一!旦 (2)mg式中：p。第三次滑动静摩擦系数；F5。启动第三次滑动所需的平均力值(至少重复测定6次)，单位为牛顿(N)；m滑块的质量，单位为千克(kg)；g981ms2。103动摩擦系数用式(3)计算动摩擦系数：ik一(3)mg式中：卢t一第三次滑动动摩擦系数；F-第三次滑动中为保持从40 mm60 1T,_m滑动距离所需的平均力值(至少重复测定6次)，单位为牛顿(N)；m一一滑块的质量，单位为千克(kg)；g981 ms2。若发生了939
19、所描述的粘性滑动现象，则不能评价动摩擦系数。11精确度此试验方法的精确度尚属未知，因为没有得到多个实验室的数据。在获得多个实验室数据后，将在下次修订中补充有关精确度的内容。12试验报告试验报告应包括下列项目：a)本标准的编号；b)试验日期和地点；c)鉴定试样的全部资料；d) 每种组合的测定结果、相应变异系数和每种试样的定位；e)任何偏离本标准或可能影响结果的内容。注：附录A提出了试验报告中所使用的符号和识别系统。附录A(资料性附录)表示结果的符号和识别系统表A1列出了试验参数符号，表A2列出了机制纸方向的可能组合方式。试验参数用下列符号表示。关键字：弘。z(3456)表A1试验参数符号GBT
20、22895-2008位置 符号 说明摩擦系数类型：1 p 静摩擦系数；地 动摩擦系数滑动次数：2 1 第1次滑动；3 第3次滑动滑块试样的定向：3 MDCD 纵向横向；各向同性的实验室手抄片例子： 滑块试样的指定试验面：4 tw 正面，网面；c，u 涂布面，未涂布面台面试样的定向：5 MDCD 纵向横向；I 各向同性的实验室手抄片例子： 台面试样的指定试验面：6 tw 正面，网面；cu 涂布面，未涂布面注：在出现复卷、加工或其他操作的情况下，可采用其他符号来标明试样的方向。在某些情况下，对于纸机的纵向定位，可能希望保留成形和非成形方向的痕迹。在这种情况下，建议用MD+来表示成形方向，而用MD一来表示非成形方向。示例：用滑块试样的涂布面CD方向和台面试样的未涂布面MD方向，测定第一次滑动静荤擦系数，应表示如下：地l(CDcMDu)表A2机制纸方向的可能组合方式滑块 台面cD CDCD MDMD CDMD MD
