อะไรแข็งกว่ากัน ระหว่างความแข็ง 70 หรือ 90?

เมื่อวิศวกรส่วนใหญ่ ฟัง คำว่า "ยาง" พวกเขาคิดถึงวัสดุชนิดเดียว พวกเขา เห็นภาพ ยางรัดหรือยางรถยนต์

แต่เมื่อฉันฟังคำว่า "ยาง" ฉันไม่ได้คิดถึงวัสดุ ฉันคิดถึง ความแข็ง.

ในงานปิดผนึกอุตสาหกรรมและ ด้วยพลัง AI โลกการขอ “โอริง” โดยไม่ระบุค่าความแข็งก็เหมือนกับการเดินเข้าไปในบาร์แล้วขอ “เครื่องดื่ม” คุณอาจจะได้น้ำเปล่าหรือเอธานอลบริสุทธิ์ก็ได้

ความแตกต่างระหว่าง 70 ดูโรมิเตอร์ และ 90 ดูโรมิเตอร์ วัสดุ คือความแตกต่างระหว่างเครื่องจักรที่ใช้งานได้สิบปีกับเครื่องจักรที่ระเบิดตั้งแต่วันแรก

ในฐานะคนที่เคยใช้เวลาหลายสิบปีในการขุดชิ้นส่วนยางที่อัดออกมาจากกระบอกไฮดรอลิกที่เสียหาย ฉันจะ... ความเสียหายลดลง มาตราความแข็งของชายฝั่ง ฉันจะอธิบาย "จาน" ที่เรา นำไปใช้ เพื่อวัดว่าเหตุใดตัวเลขที่สูงกว่าจึงไม่ดีเสมอไป และแก้ไขข้อโต้แย้งอันเป็นนิรันดร์ระหว่าง 70 กับ 90

คำตอบสั้นๆ: อะไรยากกว่ากัน?

เรามาเริ่มต้นด้วยข้อเท็จจริงง่ายๆ ก่อน

ความแข็ง 90 ดูโรมิเตอร์นั้นแข็งกว่าความแข็ง 70 ดูโรมิเตอร์

ในระดับ Shore A (ซึ่งเป็นสิ่งที่เราโดยทั่วไป นำไปใช้ สำหรับยางและอีลาสโตเมอร์):

• 70 ดูโรมิเตอร์ (ฝั่ง A): นี่คือข้อกำหนดของอุตสาหกรรม รู้สึกเหมือนเป็น ยางรถยนต์ หรือพื้นรองเท้าวิ่ง มันแข็ง แต่ถ้าคุณจิกเล็บลงไป มันจะทิ้งรอยไว้แล้วเด้งกลับ
• 90 ดูโรมิเตอร์ (ฝั่ง A): นี่คือสิ่งที่ยาก มันรู้สึกเหมือน ฮ็อคกี้เด็กซน หรือล้อรถเข็นช็อปปิ้ง มันให้ความรู้สึกเหมือน แนะนำห่อด้วยพลาสติกแรปให้แน่น . คุณไม่สามารถเยื้องเข้าไปด้วยรูปขนาดย่อของคุณได้

กฎง่ายๆ: สูงกว่า จำนวน = วัสดุที่แข็งกว่า.

แต่ทำไมเราถึงมีมาตรฐานสองมาตรฐานที่ใกล้เคียงกันนัก? ทำไมไม่ทำให้ทุกอย่างยากขึ้นล่ะ? นั่นคือที่มาของหลักฟิสิกส์ของการปิดผนึก

“Durometer” คืออะไรกันแน่? (เครื่องมือ vs. เครื่องชั่ง)

คำว่า “Durometer” ทำให้เกิดความสับสน เนื่องจากเรา นำไปใช้ มันหมายถึงสองสิ่งที่แตกต่างกัน

1. เครื่องมือ: เกจวัดจริง (มีลักษณะเหมือนนาฬิกาจับเวลาแบบกลมที่มีหมุดยื่นออกมา) ใช้ในการวัดความแข็ง
2. มาตราส่วน: หน่วยวัดตัวมันเอง (เช่น “ส่วนนี้คือ 70 ดูโรมิเตอร์”)

มันถูกสร้างขึ้นโดยชายคนหนึ่งชื่ออัลเบิร์ต ชอร์ ในช่วงทศวรรษ 1920 เขาต้องการวิธีการวัด วัสดุที่อ่อนนุ่มกว่าโลหะ (ที่พวกเขา นำไปใช้ เกล็ดร็อคเวลล์หรือบริเนลล์)

“จาน” สำหรับการวัด

เครื่องมือนี้ทำงานอย่างไร? น่าแปลกใจที่เทคโนโลยีต่ำมาก
โดยพื้นฐานแล้วมันก็คือเข็มที่ติดอยู่กับสปริง

1. หัวเจาะ: ความแข็งแกร่ง หมุดเหล็กยื่นออกมาจากด้านล่างของเกจวัด.
2. ฤดูใบไม้ผลิ: สปริงที่ได้รับการปรับเทียบจะดันหมุดลง
3. การทดสอบ: คุณกดเกจวัดให้แบนแนบกับยาง
   • หากเข็มเจาะลึกเข้าไปในยาง เข็มจะเคลื่อนที่ไปไกล เกจวัดอ่านค่า จำนวนต่ำ (อ่อนนุ่ม).
   • หากยางต้านทานเข็ม เข็มจะยังคงถูกดันขึ้น เกจวัดจะอ่านค่า ตัวเลขสูง (แข็ง).

มันวัด ความต้านทานต่อการเยื้อง. นั่นแหละครับ มันไม่ได้วัดความต้านทานรอยขีดข่วนหรือ ความต้านทานแรงดึง. ใช้วัดว่าวัสดุสามารถต้านทานโป๊กเกอร์ได้ขนาดไหน

ซุปตัวอักษร: Shore A เทียบกับ Shore D

ก่อนที่เราจะเจาะลึกเรื่องเลข 70 กับ 90 เราต้องเข้าใจตัวอักษรหลังตัวเลขเสียก่อน
มาตราส่วน Shore ไม่ใช่มาตราส่วนเดียว แต่ประกอบด้วยมาตราส่วนที่ซ้อนทับกัน

ชอร์เอ (มาตราส่วนวัตถุประสงค์ทั่วไป)

นี่คือสิ่งที่เราใส่ใจสำหรับโอริง ปะเก็น และยาง

• Range: ยางอ่อนไปจนถึงยางแข็ง
• หัวกด: กรวยตัดปลาย (หมุดปลายแบน)
• ค่านิยมทั่วไป: 70ก, 90ก, 60ก.

ชอร์ ดี (สเกลพลาสติกแข็ง)

นี่สำหรับสิ่งของที่แทบจะแข็งเป็นหินเลย หมวกนิรภัย ท่อพีวีซี ลูกโบว์ลิ่ง

• หัวกด: ปลายแหลม (เช่น เข็ม)
• การทับซ้อน: Shore A ที่แข็งมาก (เช่น 95A) ก็เกือบจะเหมือนกับ Shore D ที่อ่อน (เช่น 45D)

ชอร์ 00 (เดอะ ซอฟต์ สตัฟ)

ใช้สำหรับฟองน้ำ โฟม และเจล

• หัวกด: ทรงกลม
• ตัวอย่าง: เบาะเจลจักรยาน แบบกัมมี่ หมี, แผ่นรองพื้นรองเท้า

คำเตือนสำคัญ: หากมีใครส่งมาให้คุณ พิมพ์ถามหา “70 Durometer” และไม่ระบุ เครื่องชั่งคุณมีปัญหานะ

• 70 ฝั่ง 00 = หมีกัมมี่
• 70 ฝั่ง A = ยางรถยนต์.
• 70 ฝั่ง D = หมวกก่อสร้าง
  ให้ถามถึงขนาดเสมอ

การดีเบตครั้งยิ่งใหญ่: โอริง (NBR 70 เทียบกับ 90)

นี่คือหัวข้ออันดับหนึ่งที่ปรากฏในสาขาวิศวกรรม โลก.
คุณกำลังสั่งซื้อโอริงไนไตรล์ (Buna-N) สำหรับ หน้าแปลน หรือลูกสูบ แคตตาล็อกระบุว่า "N70" และ "N90" คุณจะเลือกแบบไหน?

เหตุผลที่ควรใช้ 70 Durometer (The Standard)

หากคุณเดินเข้าไปในร้านฮาร์ดแวร์และซื้อโอริง มันจะมีค่า 70 Duro

• จุดเด่น: มันนุ่มนิ่ม เพราะมันนุ่มกว่า จึงเข้ากับพื้นผิวที่ขรุขระได้ดีกว่า หากคุณ ชิ้นส่วนโลหะไม่ได้ผ่านการกลึงอย่างสมบูรณ์แบบ (ซึ่งไม่เคยเกิดขึ้น) ยาง Duro 70 ไหลเข้าไปในหุบเขาขนาดเล็กและสร้างซีล
• จุดเด่น: ติดตั้งง่าย คุณสามารถยืดมันให้คลุมลูกสูบได้โดยไม่ทำให้นิ้วหัก
• จุดด้อย: มันจะถูกอัดออกมาภายใต้แรงดันสูง

เหตุผลของ 90 Durometer (โล่แรงดันสูง)

We นำไปใช้ 90 ดูโร เมื่อความกดดันเริ่มน่ากลัว

• จุดเด่น: ความต้านทานการอัดรีด นี่คือหัวใจสำคัญ
• จุดด้อย: มันไม่ให้อภัย ถ้าคุณ พื้นผิวโลหะ พื้นที่ขรุขระ 90 Duro ไม่สามารถอุดช่องว่างได้ มันรั่ว แถมยังติดตั้งยุ่งยากอีกต่างหาก (พูดตรงๆ เลยนะ คุณอาจทำให้เครื่องมือหักได้ถ้าพยายามยืดมัน)

สถานการณ์ฝันร้าย: การอัดช่องว่าง

ลองนึกภาพลูกสูบไฮดรอลิกภายในกระบอกสูบ มีช่องว่างเล็กๆ ระหว่างลูกสูบโลหะกับผนังกระบอกสูบโลหะ (ช่องว่างระหว่างลูกสูบกับผนังกระบอกสูบ)
คุณใส่โอริงไว้ที่นั่นเพื่อปิดผนึกน้ำมัน
เมื่อคุณปั๊มแรงดันถึง 3,000 psi น้ำมันจะดันเข้าไปที่โอริงอย่างแรง

• หากคุณใช้ 70 Duro: ยางนิ่มเกินไป แรงดันดันยาง เข้าไป ช่องว่างโลหะเล็กๆ โอริงดูเหมือนกำลังถูกใส่เข้าไปในเครื่องทำพาสต้า มันถูก "กัด" จนสุดท้ายมันก็ระเบิดออกมา

• หากคุณใช้ 90 Duro: ยางมีความแข็งพอที่จะปิดช่องว่างโดยไม่ไหลเข้าไป และยังคงรูปทรงเดิม

กฎ:

• ต่ำกว่า 1,500 psi: ใช้ 70 Duro.
• มากกว่า 1,500 psi: ใช้ 90 Duro (หรือใช้ 70 พร้อมแหวนสำรอง)

ฟิสิกส์: ทำไมเลข 90 ถึงยากกว่า?

เกิดอะไรขึ้นทางเคมีที่ทำให้ยางสีดำชิ้นหนึ่งแข็งกว่าอีกชิ้น?
พวกเขามักจะเป็นฐานเดียวกัน พอลิเมอ (เช่น ไนไตรล์ หรือ ไวตัน)

ความแตกต่างคือ ความหนาแน่นของการเชื่อมโยงขวาง และ ฟิลเลอร์.

1. สะพานกำมะถัน (การวัลคาไนเซชัน)

ยางทำจากโมเลกุลที่เรียงตัวกันเป็นสายยาวคล้ายเส้นสปาเก็ตตี้ โมเลกุลเหล่านี้สามารถไหลผ่านกันเองได้ (ของเหลว/กาว)
เพื่อทำให้มันแข็งตัว เรา “บ่ม” ด้วยกำมะถัน อะตอมของกำมะถันจะสร้างสะพานเชื่อมระหว่างสายสปาเก็ตตี้ เชื่อมสายสปาเก็ตตี้เข้าด้วยกัน

• 70 ดูโร: สะพานน้อยลง โซ่สามารถยืดและขยับได้นิดหน่อย
• 90 ดูโร: สะพานเยอะแยะ โซ่ถูกล็อคแน่นจนขยับไม่ได้

2. คาร์บอนแบล็ค (สารตัวเติม)

เรายังใส่สารตัวเติมลงไปในส่วนผสมด้วย โดยทั่วไปจะเป็นคาร์บอนแบล็ก (เขม่า)
ลองคิดดูเหมือนกับการนำหินมาใส่ในคอนกรีต

• ยิ่งมีคาร์บอนแบล็คมากเท่าไหร่ ยางก็จะยิ่งแข็งมากขึ้นเท่านั้น
  นี่คือสาเหตุที่โอริง 90 Durometer มักจะเปราะกว่าเล็กน้อยและ "ยืด" (การยืดตัวเมื่อขาด) น้อยกว่าโอริง 70 Duro

การใช้งานนอกเหนือจากโอริง

ไม่ใช่แค่เรื่องไฮดรอลิกเท่านั้น ดูโรมิเตอร์เป็นตัวกำหนดว่า โลก มีปฏิสัมพันธ์กับแรงเสียดทาน

ล้อสเก็ตบอร์ดและโรลเลอร์เบลด

หากคุณเล่นสเก็ต คุณจะรู้เรื่องนี้ดี

• 78A – 80A (อ่อน): ล้อเหล่านี้คือล้อแบบ “Cruiser” ครับ นุ่ม ยึดเกาะถนน ดูดซับแรงกระแทก (ลดแรงสั่นสะเทือน) แต่มันจะช้าเพราะจะยุบตัวลงเมื่อล้อหมุน (ลดแรงต้านการหมุน)
• 99A – 101A (ยาก): นี่คือล้อ "Park" แข็งเหมือนหิน เร็ว ช่วยให้คุณ "เลื่อน" บอร์ดไปด้านข้างได้ แต่ถ้าคุณไปโดนก้อนกรวด คุณจะรู้สึกได้ถึงมันในปาก

ลูกกลิ้งอุตสาหกรรม

ในเครื่องพิมพ์หรือระบบสายพานลำเลียง:

• We นำไปใช้ ยางที่อ่อนกว่า (60-70A) เพื่อจับกระดาษหรือกล่อง
• We นำไปใช้ ยางที่แข็งกว่า (90A) สำหรับล้อขับเคลื่อนที่ต้องรับน้ำหนักมากโดยไม่เสียรูป

วิธีการวัดอย่างแม่นยำ (ข้อผิดพลาด)

ฉันได้เห็นการโต้เถียงมากมายในเวิร์กช็อปเนื่องจากบุคคลสองคนได้รับตัวเลขที่แตกต่างกันในส่วนเดียวกัน
การวัดดูโรมิเตอร์นั้นขึ้นชื่อว่าค่อนข้างพิถีพิถัน มาดูวิธีการวัดที่ถูกต้องกัน

1. กฎความหนา

คุณไม่สามารถวัดแผ่นยางที่บางได้
หากตัวอย่างบางกว่า 6 มม. (0.25 นิ้ว) เข็มจะแทงทะลุยางและ “สัมผัส” กับโต๊ะโลหะแข็งที่อยู่ข้างใต้ คุณจะได้ค่าที่สูงปลอม
วิธีการแก้: วางวัสดุซ้อนกันเป็นชั้นๆ จนกระทั่งมีความหนาเพียงพอ

2. กฎขอบ

อย่าวัดใกล้ขอบ เพราะยางจะโป่งออกด้านข้าง ทำให้ค่าต่ำปลอม วัดตรงกลาง

3. กฎแห่งเวลา (ความน่าขนลุก)

ยางจะเคลื่อนที่ เมื่อคุณกดเกจลง เข็มจะกระโดดไปที่ตัวเลข (เช่น 75) แต่ถ้าคุณกดค้างไว้ เข็มจะค่อยๆ เลื่อนลง (ไปที่ 72… 71…) แบบนี้เรียกว่า คืบ.
มาตรฐานคือการอ่านค่า ทันที (ภายใน 1 วินาที) เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น

4. กฎอุณหภูมิ

ยางจะอ่อนลงเมื่อร้อน และแข็งขึ้นเมื่อเย็น
การวัดซีลทันทีหลังจากนำออกจากเครื่องขึ้นรูปร้อนจะทำให้คุณได้ตัวเลขที่ผิด รอให้ซีลเย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้อง

คำถามที่พบบ่อย: ความเข้าใจผิดทั่วไปและวิธีแก้ไขอย่างรวดเร็ว

ตำนานการแปลง: ชอร์ A ถึง D

คำถาม: ฉันสามารถแปลงตัวเลข Shore A เป็น Shore D ได้หรือไม่?
ความจริง: ในทางเทคนิคแล้วคุณสามารถทำได้ นำไปใช้ แผนภูมิ แต่เป็นเพียงการคาดเดา เนื่องจากรูปร่างของหัวกดแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง (กรวยแบนกับปลายแหลม) การคำนวณทางคณิตศาสตร์จึงไม่ค่อยตรงกันทั้งหมด โดยทั่วไป 90 Shore A เท่ากับ 40 Shore D โดยประมาณแต่ฉันจะไม่เอางานของฉันไปเดิมพันกับมันเด็ดขาด

กับดักชื่อวัสดุ

คำถาม: “Buna-N” มีค่า 70 Durometer เสมอหรือไม่?
ความจริง: ไม่ได้อย่างแน่นอน.
“บูนาเอ็น” (ไนไตรล์) เป็นเพียงสารเคมี จานมันคือส่วนผสม คุณสามารถปรุงส่วนผสมเหล่านั้นให้เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายที่มีความแข็ง 40, 50 หรือ 90 ดูโรมิเตอร์ได้ อย่าคิดเอาเองว่า ความแข็งเพียงเพราะคุณรู้จักวัสดุ ชื่อ

การต่อสู้เพื่อความทนทาน: 70 ต่อ 90

คำถาม: อันไหนกินเวลานานกว่ากัน?
ความจริง: มันขึ้นอยู่กับการละเมิดโดยสิ้นเชิง

• สำหรับการขูดขีด (การเสียดสี): 90 ดูโรชนะ มันทำหน้าที่เหมือนโล่
• สำหรับการเขย่า (การสั่นสะเทือน): 70 ดูโรชนะ ถ้าใส่ 90 ดูโรแบบแข็งเข้าไปในแท่นยึดเครื่องยนต์แบบสั่น มันจะแตกทันที ต้องงอให้ได้จึงจะอยู่รอด

การตรวจสอบโลกแห่งความเป็นจริง: ยางรถยนต์

คำถาม: ยางรถบรรทุกของฉันแข็งแค่ไหน?
ความจริง: ออกไปที่ทางรถวิ่ง ดอกยางนั้นโดยทั่วไป 60 ถึง 70 ฝั่ง A.
ถ้าลองเช็คดูในสนามแข่งฟอร์มูล่าวัน ยางสลิกจะนิ่มกว่ามาก (40-50A) เพราะมันเกาะติดกับยางมะตอยเหมือนกาว แต่ละลายหมดใน 50 ไมล์

เจาะลึกและลิงก์ผู้มีอำนาจ

สำหรับผู้ที่ต้องการเจาะลึกแผนภูมิและมาตรฐานเพิ่มเติม:

• ปาร์กเกอร์ ฮันนิฟิน: คู่มือโอริง
  • พระคัมภีร์ฉบับสมบูรณ์สำหรับการปิดผนึก บทที่ 2 ครอบคลุมถึงความเข้มแข็งในรายละเอียดอันล้ำลึก
• ASTM นานาชาติ: มาตรฐาน ASTM D2240
  • ขั้นตอนอย่างเป็นทางการในการทดสอบคุณสมบัติของยางด้วยเครื่องวัดดูโรมิเตอร์
• แมทเว็บ: ข้อมูลคุณสมบัติของวัสดุ
  • ค้นหา “ไนไตรล์ 70” เทียบกับ “ไนไตรล์ 90” เพื่อดูความแตกต่างของความแข็งแรงแรงดึง
• สมูทออน: คู่มือมาตราส่วนดูโรมิเตอร์
  • ภาพสวยงามมาก คู่มือเปรียบเทียบความแข็งของยางกับความแข็งของชีวิตประจำวัน วัตถุ