Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология послепечатных процессов. Учебно-методическое пособие
.pdf
Лабораторная работа 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ
БУМАГИ И КАРТОНА
Теоретическая часть
Механическая прочность – одно из основных и важнейших
свойств большинства видов бумаги и картона. Стандарты на печатные
виды бумаг предусматривают определенные требования к механической прочности на разрыв. Эти требования определяются возможностью использования бумаги и картона на современных быстроходных
печатных машинах и быстроходных перемотно-резательных станках
без обрывов. Достаточная механическая прочность бумаги должна
обеспечивать безостановочную работу печатных машин на полиграфических предприятиях.
Обычная бумага, изготовленная на бумагоделательной машине,
характеризуется различными показателями прочности в машинном и
поперечном направлении листа. В машинном направлении она больше,
поскольку именно так ориентированы волокна в готовой бумаге. Прочность бумаги на разрыв зависит не от прочности отдельных компонентов, а от прочности самой структуры бумаги, которая формируется
в процессе бумажного производства. Это свойство характеризуется
обычно разрывной длиной в метрах или разрывным усилием в ньютонах. Так, для более мягких типографских бумаг разрывная длина составляет не менее 2500 м, а для жестких офсетных эта величина возрастает уже до 3500 м и выше.
Экспериментальная часть
Цель работы
Определить прочность при растяжении представленных образцов
бумаги и картона.
Оборудование и материалы:
– разрывная машина Test 112.5kN;
– микрометр МК 0-25 с ценой деления шкалы 0,01мм;
– штангенциркуль с ценой деления шкалы 0,01 мм;
– нож для нарезания образцов;
71
– металлическая линейка с ценой деления 1 мм по ГОСТ 427;
Наименование характеристики
Параметры
Испытуемые образцы
Полимерная упаковка, бумага, картон, поли-
мерные пленки, жесткие пластмассы
Определяемые величины
Прочность при растяжении, относительное
удлинение при растяжении
Номер стандарта
ASTM D882
Диапазон силовой нагрузки, Н
0,5-5000
Погрешность тензодатчика, %
± 0,5
Диапазон скоростей перемещения траверсы, мм/мин
0,001–2000
Максимальный ход траверсы, мм
1000
– секундомер;
– весы лабораторные Highland HCB 123;
– образцы бумаги и картона.
Содержание работы:
1. Изучение инструкции по технике безопасности при работе
разрывной машине Te
t 112.5kN.
s
на
2. Знакомство с устройством и принципом действия разрывной
машины Test 112.
5kN
.
3. Ознакомиться с методикой определения прочности на разрыв
бумаги и картона по ГОСТ ИСО 1924-1-96.
4. На разрывной машине определить прочность при растяжении
представленных образцов бумаги и картона.
Те
нические характеристики разрывной машины
х
Разрывная машина Test 112.5kN (рис. 1) – это испытательная машина, предназначенная для проведения статических испытаний и определения физических свойств материалов на осевое растяжение, сжатие,
изгиб в рамках технических возможностей машины.
Основными частями машины являются нагружающее устройство
(с механическим приводом) и измерительные приборы. Последние регистрируют изменения усилия и деформацию. Для испытания материалов при температурах, отличных от нормальной в конструкции разрывной машины предусмотрена термокамера.
В табл. 1 представлены технические характеристики разрывной
машине Test 112.5kN
.
Таблица 1
72
Рис. 1. Разрывная машина Test 112.5kN: 1 – колонна; 2 – траверса;
10000×=
S
M
m
3 – зажим; 4 – защитный экран; 5 – концевые ограничители хода
траверсы; 6 –кнопка аварийного отключения
Подготовка к выполнению работы:
1. Для каждого вида бумаги (картона) при помощи ножа и метал-
лической линейки вырезают 3 образца (100±0,5)×(100±0,5) мм.
2. Каждый образец взвешивают на лабораторных весах с точно-
стью до 0,01 г.
3. Вычисляют массу 1 м
2
(m) бумаги (картона) по формуле
(1)
где М – масса образца, г; S – площадь образца, см
2
.
73
2
µ
F
S =
Внимание! За окончательный результат массы 1 м
для каждого
вида бумаги (картона) принимают среднее значение трех параллельных
результатов вычисления.
Методика выполнения работы:
1. Для каждого вида бумаги (картона) при помощи ножа и металлической линейки вырезают по 15 образцов в машинном и поперечном
направлениях размером (15±0,2)×(250±0,5) мм.
2. С помощью секундомера предварительным испытанием подбирают скорость передвижения траверсы зажимов разрывной машины
таким образом, чтобы разрыв образца происходил через (20±5) секунд
с момента начала испытания.
3. Испытуемый образец устанавливают по длине верхнего зажима и закрепляют, не касаясь руками испытуемой его части. Образец
выравнивают так, чтобы не было провисания и деформации, и закрепляют в нижнем зажиме, чтобы не было выскальзывания.
Внимание! При правильном закреплении образца края его рас-
положены параллельно направлению прилагаемой силы.
4. В процессе испытания фиксируют силу, приложение которой
вызвало разрыв образца, и удлинение в момент разрушения. Испытывают десять образцов в машинном и десять – в поперечном направлениях. Результаты испытания образцов, разрыв которых произошел на
расстоянии менее 10 мм от кромки зажима, не учитывают.
Обработка результатов:
1. Разрушающее усилие при растяжении (F) определяется средним арифметическим значением десяти результатов измерений в машинном направлении и десяти – в поперечном. Разрушающее усилие
выражают числом, округленным:
– до 0,1 Н при F до 50,0 Н;
– 1 Н при F свыше 50 до 500 Н;
– 5 Н при F свыше 500 до 1000 Н;
– 10 Н при F свыше 1000 Н.
2. Прочность при растяжении (S) вычисляют по формуле
, (2)
где μ – ширина образца, мм.
74
3. Предел прочности при растяжении (σ) вычисляют по формуле
Наименование
материала
Направление
№ образца
Ширина (μ),
мм
Толщина (h),
мм
Разрушающее
усилие при
растяжении
(
F
), Н
Прочность при
растяжении
(S
), Н/мм
Предел проч-
ности при рас-
тяжении (σ),
МПа
Разрывная
длина (L
В
), м
Машинное
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Среднее значение
Поперечное
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Среднее значение
hF×
=
µ
s
3
10
8,9
1
××=
m
F
L
В
где h – толщина образца, мм.
4. Разрывную длину (L
) вычисляют по формуле
в
, (4)
2
где m – масса 1 м
бумаги (картона), г/м2.
Полученные результаты регистрируются в табл. 2.
(3)
Таблица 2
75
Содержание отчета:
1. Название и цель работы.
2. Приборы и материалы.
3. Описание прибора.
4. Краткое описание работы.
5. Результаты испытаний.
6. Обработка результатов.
7. Выводы.
Лабораторная работа 4
ВЛИЯНИЕ ЛИНИИ БИГОВКИ НА ПРОЧНОСТЬ
ПРИ РАЗРЫВЕ БУМАГИ И КАРТОНА
Теоретическая часть
Биговка (нем. biegen – огибать) – операция нанесения прямолинейной бороздки на лист бумаги. Она необходима для последующего
сложения по линии картона или бумаги граммажом более 175 г/м².
Биговка выполняется, если есть вероятность повредить нанесенное изображение путем обычного сгиба; она защищает место сгиба от
растрескивания красочного слоя, придавая печатной продукции более
аккуратный вид.
Следует разделять понятия биговки и фальцовки, поскольку это
разные процессы: они обычно выполняются последовательно, на различном оборудовании. Биговка значительно облегчает процесс фальцовки, не только плотных, но и тонких бумаг, обеспечивая качественный результат. Поэтому логичным было появление в начале 2000-х гг.
оборудования, сочетающего в себе эти две операции.
Биговка осуществляется с помощью тупых дисковых ножей или
прямоугольными пластинами на биговальной машине, которая вдавливает и уплотняет материал (облегчая последующее его сгибание) с частичным разрушением связей в волокнистых материалах. Ножи, которые находятся над ответной профильной пластиной, выполняют роль
76
пуансона, а ответная часть – роль матрицы. При биговке нож совершает
поступательное движение в вертикальной плоскости, при этом он не
доходит до конца ответной части.
Если линия бига располагается перпендикулярно долевому
направлению волокна бумаги, то при автоматической биговке может
наблюдаться явление залома бумаги. В этом случае необходимо осуществлять ручную биговку оттисков, поскольку она обеспечивает получение более качественных линий бига.
Экспериментальная часть
Цель работы
Оценить влияние линии биговки на прочность при разрыве на
представленных образцах бумаги и картона.
Оборудование и материалы:
– разрывная машина Test 112.5kN;
– микрометр МК 0-25 с ценой деления шкалы 0,01мм;
– штангенциркуль с ценой деления шкалы 0,01 мм;
– нож для нарезания образцов;
– ручной биговальный нож;
– металлическая линейка с ценой деления 1 мм по ГОСТ 427;
– секундомер;
– весы лабораторные Highland HCB 123;
– образцы бумаги и картона.
Содержание работы:
1. Изучение инструкции по технике безопасности при работе на
разрывной машине Test 112.5kN.
2. Знакомство с устройством и принципом действия разры
машины Test 112.5kN
.
3. Ознакомиться с методикой определения прочности на разрыв
бумаги и картона по ГОСТ ИСО 1924-1-96.
4. На разрывной машине оценить влияние линии биговки на
прочность при разрыве на
представленны
х образцах бумаги и картона.
Технические характеристики разрывной машины
Технические характеристики и внешний вид разрывной машины
с обозначенными позициями описаны в лабораторной работе 3.
77
вной
Подготовка к выполнению работы:
10000×=
S
M
m
1. Для каждого вида бумаги (картона) при помощи ножа и метал-
лической линейки вырезают 3 образца (100±0,5)×(100±0,5) мм.
2. Каждый образец взвешивают на лабораторных весах с точно-
стью до 0,01 г.
3. Вычисляют массу 1 м
2
(m) бумаги (картона) по формуле
, (1)
где М – масса образца, г; S – площадь образца, см
Внимание! За окончательный результат массы 1 м
2
.
2
для каждого
вида бумаги (картона) принимают среднее значение трех параллельных
результатов вычисления.
Методика выполнения работы:
1. Для каждого вида бумаги (картона) при помощи ножа и металлической линейки вырезают по 30 образцов в машинном направлении
размером (15±0,2)×(250±0,5) мм.
2. При помощи биговального ножа наносят поперечные
линии
биговки на середине рабочей части для 15 образцов.
3. С
помощью секундомера предварительным испытанием подбирают скорость передвижения траверсы зажимов разрывной машины
таким образом, чтобы разрыв образца происходил через (20±5) секунд
с момента начала испытания.
4. Испытуемый образец устанавливают по длине верхнего зажима и закрепляют, не касаясь руками испытуемой его части. Образец
выравнивают так, чтобы не было провисания и деформации, и закрепляют в нижнем зажиме, чтобы не было выскальзывания.
Внимание! При правильном закреплении образца края его рас-
положены параллельно направлению прилагаемой силы.
5. В процессе испытания фиксируют силу, приложение
которой
вызвало разрыв образца, и удлинение в момент разрушения. Испытывают
десять образцов в машинном и десять - в поперечном направлениях. Результаты испытания образцов, разрыв которых произошел на
расстоянии менее 10 мм от кромки зажима, не учитывают.
78
Обработка результатов:
µ
F
S =
hF×
=
µ
s
3
10
8,9
1
××=
m
F
L
В
1. Разрушающее усилие при растяжении (F) определяется средним арифметическим значением десяти результатов измерений в машинном направлении и десяти – в поперечном.
Разрушающее усилие выражают числом, округленным:
– до 0,1 Н при F до 50,0 Н;
– 1 Н при F свыше 50 до 500 Н;
– 5 Н при F свыше 500 до 1000 Н;
– 10 Н при F свыше 1000 Н.
2. Прочность при растяжении (S) вычисляют по формуле
(2)
где μ – ширина образца, мм.
3. Предел прочности при растяжении (σ) вычисляют по формуле
, (3)
где h – толщина образца, мм.
4. Разрывную длину (L
) вычисляют по формуле
в
, (4)
2
где m – масса 1 м
бумаги (картона), г/м2.
Полученные результаты регистрируются в таблице.
Содержание отчета:
1. Название и цель работы.
2. Приборы и материалы.
3. Описание прибора.
4. Краткое описание работы.
5. Результаты испытаний.
6. Обработка результатов.
7. Выводы.
79
Таблица
Наименование
материала
Образец
№ образца
Ширина (
μ), мм
Толщина (h
), мм
Разрушающее уси-
лие при растяжении
(F), Н
Прочность при рас-
тяжении (
S
), Н/мм
Предел прочности
при растяжении (σ),
МПа
Разрывная длина
(L
В
), м
Контрольный
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Среднее значение
С линией биговки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Среднее значение
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]