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成品鞋耐折试验机性能检测方法的研究

发布时间:2019-11-6 15:22:30  浏览:

鞋类的耐折性差是较为常见的质量问题之一。从近几年国家发布的鞋类产品质量历次抽查数据分析,耐折性能指标不符合要求占不合格项目的七成以上。

鞋底作为成鞋的最主要两大部件(鞋面和鞋底)之一,其内在质量尤其是耐折性能的质量直接关系到成鞋(鞋类)总体的质量水平。因此,研究并控制好鞋底的耐折性能质量,对提升我国制鞋行业的整体质量水平将发挥重要的作用。

鞋底做为成鞋的重要原材料之一,其耐折性能的质量考核方法最好是能前移到成鞋投产之前,但大量试验结果表明,鞋底的耐折性能考核方法并不能简单等同于成鞋的检测方法,否则其耐折性能质量评价信息会给成鞋耐折性能质量评价带来很大的负面影响,即提供不真实的质量报告,其误判结果将给成鞋埋下质量隐患。

1 试验部分

1.1 试验材料

RB外底10双,对比材料为同批次外底生产的成鞋底(滑板鞋)10双;MD外底10双,对比材料为同批次外底生产的成鞋底(慢跑鞋)10双;TPR外底10双,对比材料为同批次外底生产的成鞋底(运动鞋)10双;PU外底10双,对比材料为同批次外底生产的成鞋底(休闲鞋)10双。

以上试样均是从同一品种原材料投产、按同一生产工艺生产、同一品种的出厂产品,成鞋底试样均是带内底的成品鞋。试样试验前均按照国家标准GB/T 22049-2008规定,在标准环境的温度条件下放置4h以上。为便于对比,将成鞋前的鞋底称为“外底”,成鞋后的鞋底称为“成鞋底”(即成品鞋中的鞋底)。


1.2 试验方法及仪器

1.2.1 试验方法

按照目前鞋类最常用的耐折试验方法,即国标GB/ T 3903.1-2008《鞋类 通用试验方法 耐折性能》,取屈挠角度50°±1°,屈挠频率(230±10)次/min,预割口5mm,在温度(23±2)℃条件下,连续屈挠4万次。试验过程如图1。

 耐折试验方法

1.2.2 试验仪器

1.2.2.1成品鞋耐折试验机

成品鞋耐折试验机,国标成品鞋耐折试验机,耐折试验机

成品鞋耐折试验机,HY-762GB-IV中国国标成品鞋耐折试验机,恒宇仪器股份有限公司。

屈挠角度:0°~65°之间可调,角度指示装置精度≤0.5°。

屈挠频率:(100~300)次/min可调,误差±5次/min。

具有显示计数功能及按预置屈挠次数自动停机功能。

1.2.2.2 可折试验楦

试验楦的第一跖趾部位至楦底轴线的重线上装有Φ5.5mm×40mm的钢轴,最大可折角度不小于65°。

1.2.2.3 游标卡尺

精度0.02mm,量程(0~120)mm。

1.2.2.4 割口刀

割口刀宽度为(5±0.05)m m,符合G B/T 3903.1-2008标准的规定。

1.3 试验结果

按照国标GB/T  3903.1-2008规定的检测方法,对目前4种常用材料鞋底各20双(外底和成鞋底均10双)样品进行耐折性能试验,观察试样的鞋底割口扩展后的长度和新产生的裂纹长度,单位以mm表示,有效数字至小数点后1位。试验结果见表1。

成品鞋耐折试验机性能检测

2  结果与讨论

表1为外底与成鞋底用同一种检测方法进行耐折试验的结果对比,共产生40组(每组2双,左右脚各1只,共160只)试样的试验结果数据,若按照国标GB/T  15107-2008《旅游鞋》产品标准的要求进行判定:即割口扩展长度≤15.0mm、新裂纹≤5mm,左右只脚均须符合。本项目试验有11组(试样3、5、9、14、18、21、22、24、31、35、40)试样的成鞋底出现质量不合格问题,即合格率为72.5%。

而外底仅有1组(试样9)试样出现质量不合格问题,合格率高达97.5%。可见,使用同样的试验方法来考核耐折性能指标,检验结果却大相径庭,即成鞋前外底的质量水平远远高于成鞋后(成鞋底)的实际质量水平。那么,相同的试验条件(屈挠角度相同)为何会产生如此大偏差的质量考核结果?经过分析,除了成鞋后鞋面绷帮会产生一些应力,对成鞋底耐折性能可能会产生一定影响,其主要的影响因素还在于生产成鞋前后的鞋底厚度不同所造成。一般成鞋底是由外底和内底等两个部件组成,即:成鞋底厚度=外底厚度+内底厚度。显然,成鞋底厚度和外底厚度是不同的。

为了探究厚度对耐折性能产生影响的机理,本研究把耐折前后的试验图(以屈挠点O为中心)进行局部放大,如图2a、图2b。可以看出,耐折试验后之所以会出现割口扩大或产生新裂纹,主要是因为耐折时的屈挠角度(如50°)对耐折性能测试结果的影响,即产生屈挠后鞋底外侧的变形(呈弧状拉伸),如此反复拉伸产生材料的疲劳裂纹。显而易见,若拉伸的伸长量越大,试验鞋底产生裂纹的倾向将增加,即预割口扩大或产生新的裂纹。下面从外底和成鞋底耐折试验的变形图来进一步推导两者的拉伸伸长量。

 

设外底厚度d,内底厚度r,耐折角度α。外底屈挠后拉伸伸长量L1,成鞋底屈挠后拉伸伸长量L2。

若按求圆弧长公式来计算伸长量L1和L2,可以得到公式(1):

L=2πR×α/360°……………(1)

其中R为鞋底厚度,α为屈挠角度(按

成鞋底耐折性测试国家标准规定α取50°),

将α代入公式(1)得到公式(2):

L=2πR×50°/360°=0.873R…(2)

(2)将厚度值代入公式(2)得到公

式(3)~公式(5),分别求得伸长量及伸长量差值:

 L1=0.873×d……………………………………(3)

 L2=0.873×(d+r) ……………………………(4)

 ΔL= L2- L1=0.873 r………………………(5)

 从上述公式的推导可以得出结论:

(1)鞋底屈挠变形后的拉伸量L与厚度R成正比关系。即鞋底的厚度越大,屈挠变形后的伸长量就越大。

(2)相同的试验条件下,屈挠变形后的伸长量L,成鞋底比外底的值大,其差值 ΔL=0.873r 。

上述公式的推导还表明,外底和成鞋底之间的耐折性能试验存在着因厚度的不同而引起的差异,两者间不能采用相同的试验条件,尤其是采用相同的屈挠角度进行耐折性能检测,是不科学的。否则,会出现如表1的试验结果,即:针对同一批外底,使用同一种检测方法对成鞋前的外底和成鞋后的成鞋(底)进行耐折性能检测,会产生截然不同的结果,而且往往是成鞋底的检验结果比外底的检验结果更差。因此,外底的耐折检测方法不能简单的等同采用成鞋(底)的检测方法标准GB/T  3903.1-2008《鞋类 通用试验方法  耐折性能》,即屈挠角度不应设置为50°±1°。科学的检测方法应通过改变(增加)外底的屈挠角度α,来消除由此产生的耐折性能质量测试结果的差异,即调节耐折性能测试过程中的屈挠角度,使两者的伸长量相等。

设外底参数:伸长量L1,厚度d,屈挠角度为α1;

成鞋底参数:伸长量L2,厚度d+r,屈挠角度α2=50°,代入公式(1)得出公式(6)、公式(7):

 L1=2πd×α1/360°…………………………(6)

 L2=2π(d+r)×α2/360°=2π(d+r)×50°/360°………………(7)

  若使L1=L2,代入公式(6)、公式(7),则2πd×α1/360°=2π×(d+r)×50°/360°,得出公式(8):

 α1=(1+r/d)×50°………………………(8)

 公式(8)即为外底耐折性能检测时适宜采用的屈挠角度的换算公式。

例如:某外底的厚度d=8mm,生产成鞋的内底厚度r=2mm。相当于成鞋底的厚度=d+r=10mm。那么,按照检测成鞋耐折性能时的屈挠角度(α2=50°)进行换算,将r=2、d=8代入式(8),得到α1=(1+2/8)×50°=62.5°,即检测成鞋前的外底的耐折性能时适宜将屈挠角度调为62.5°。

从以上例子说明,检测外底的耐折性能应同时考虑该外底做成鞋时的内底厚度,因为其屈挠角度的选用与实际成鞋时的内底厚度有直接的关系。例如,以上例子的外底须采用62.5°的屈挠角度进行耐折性能检测,其检测的结果才能等同于其成鞋后的成鞋底检测(按国标50°耐折检测)结果,达到预期的考核效果。

3 结论

采用国标通用的试验方法进行鞋底耐折性能质量检测,加工成鞋前的外底和成鞋后的外底检测方法应该是不同的,即相同检测方法外底厂的出厂检验并不能作为成鞋厂的进货检验,两者必须有机地结合,才能科学准确地把好鞋底耐折性能质量关。具体可以采用以下方法来解决:

方法一,样鞋检验法。批量投产前,先把外底按正常的工艺做出几双(按国标方法要求至少2双)样鞋,再按国标屈挠50°的方法进行检测。其结果虽然也能较真实准确地反映出该鞋底的耐折性能质量水平。但缺点是做样鞋时,往往距正常批量投产的时间短,处于批量投产外底和批量投产成鞋的前后紧张时间段,各工序会应接不暇,常常贻误外底厂和成鞋厂的正常生产进度,方法可靠但不现实。

方法二,调节屈挠角度法。耐折性能做为鞋类最关键的质量指标,外底厂出厂检验和成鞋厂的验货检验都是必检的项目,因此,不管是外底厂还是成鞋厂,成鞋前的外底耐折检测显得尤为重要,有利于双方对鞋底质量的掌控。通过以上的试验分析及结果讨论得知,只要已知内底的厚度,采用公式(8)进行换算,就可以简单易行的对成鞋前的外底的耐折性能进行检测。当然成品鞋耐折试验机的屈挠角度最好要方便可调,目前的检测仪器至少都可以做到有10°~15°的角度调节范围。总之,检测成鞋前鞋底的耐折性能,须通过调节(增大)屈挠角度试验参数,才能更准确地反映出外底的实际质量水平,控制好成鞋前外底的质量,才能更好的保障成鞋外底的质量。

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