纸板环压强度的测量方法

纸板的环压强度是指一定尺寸的环形试样在一定的加压速度下平行受压，当压力增大至样品压溃时所能承受的最大压力。我国国家标准《GB/T 2679.8—2016纸和纸板 环压强度的测定》规定了纸板的环压强度的测试方法。

（一）仪器及工作原理

1.仪器结构

环压强度仪及其试样座的结构如图5-31及图5-32所示。仪器主要由传动和测量两部分组成。传动部分包括蜗杆、蜗轮、链轮和丝杆等元件；测量部分包括弹簧测力板、千分表、上压板和下压板等元件。

2.工作原理

该仪器根据虎克定律及梁的弯曲变形理论设计。测定时，上压板匀速下降，并与环形试样上端接触而使试样受压，上压板将此压力传递到弹簧板上，使弹簧板缓慢变形，这一变形被弹簧板下面垂直向下的千分表测量杆传递到千分表上，并被千分表记录下来。随着上压板的继续下降，试样所承受的压力逐步增加，弹簧板的变形也逐步增大。当试样所受压力达到极限值而被压溃时，弹簧板变形的力（即试样所承受的力）及千分表指示值都达到最大值。然后，通过压力—变形之间的线性关系图查出某一变形量所对应的压力值，该数值即为试样的环压强度。

图5-31 环压强度测定仪

1—丝杆 2—上盖 3—立杆 4—上压板 5—弹簧板梁 6—下压板 7—千分表测量杆 8—底座 9—千分表 10—开关 11—电机 12—传动链条

图5-32 环压强度仪试样座

1—环形沟槽 2—内盘 3—试样 4—试样座

（二）仪器的特性参数及仪器的校对

1.仪器的特性参数

① 上压板的下降速度（12.5±2.5）mm/min；仪器测力准确度为示值的1%；上下压板的平行度偏差不大于1∶4000；横向移动小于0.05mm。由于仪器是根据梁的弯曲原理工作的，所以测试结果应在梁的最大弯曲度范围内的20%～80%以内进行测试和指示。

② 试样座的内径为（49.3±0.05）mm，槽深为（6.35±0.25）mm。内盘的直径根据试样的厚度不同而有不同的规格，如表5-9所示。

表5-9 试样座内盘直径的选择表

③ 切试样专用刀如图5-33所示，该刀为双刀，要求其长边的不平行度小于0.015mm。切出的试样应该边缘整齐、平行度精确。其规格为：宽12.7±0.1mm；长mm。

2.仪器的校对

① 上、下压板的平行度校对：用内径百分表测量上下压板四角之间的距离。其最大值与最小值之差除以压板边长尺寸即为两板间平行度偏差，应不大于1∶4000。

图5-33 环压强度切纸刀（双刀）示意图

1—刀 2—限制板底座 3—限制板 4—试样

② 用精度为千分之一的电子校压仪在仪器上实测。将校压仪的传感器（带座）置于压缩仪上下压板中间，驱动压板直接对传感器施加压力，观察校压仪表头，当达到预定值时，停止施压。分别读取压缩仪及校压仪的指示值，再查出相应的力值。在压缩仪满量程的20%～80%范围内均匀选定5个测试点，按进程每点重复测试3次，以校压值的力值为依据，按式（5-49）计算误差ΔA。ΔA不超过（±1）%。

式中 ΔA——力值的相对误差，%

F₁——压缩仪显示的3次力值的平均值，N(www.xing528.com)

F_a1——校压仪显示的3次力值的平均值，N

（三）测定步骤

① 选取有代表性的样品，进行温湿处理，并在此条件下进行如下操作。沿试样的纵向和横向用专用切纸刀冲切宽（12.70±0.1）mm，长mm的试样至少各10条（试样长边垂直于试样纵向的用以测定纵向环压强度，试样长边平行于试样纵向的用以测定横向环压强度），并在厚度仪上测定试样的厚度。

② 按纸板的厚度选择适当直径的内盘，从试样座的试样入口轻轻插入试样，并使试样的下边与沟槽的底部完全接触。注意插入时要使纵向或横向的试样条一半向内，一半向外。

③ 调节指针至零位。将装好的试样座放在下压板的中心位置上，并使试样两端的接口朝向操作者。

④ 开动仪器，使上压板向下移动，直至试样被压溃。停止仪器，然后使电机反转，提起上压板。记录压溃前持续的最大力值，精确至1N。从试样座中取出被压溃的试样，插入另一条试样，进行下一个试样测定。

注：试验中均需戴手套。

（四）数据处理及结果计算

1.环压强度

分别计算纵、横向环压强度的算术平均值，试样的环压强度按式（5-50）计算：

式中 γ_环——环压强度，kN/m

——压溃试样力的平均值，N

l——试样长度，mm

精确至0.01kN/m。

2.环压强度指数

环压强度指数按式（5-51）计算：

式中 X——环压强度指数，N·m/g

γ_环——环压强度，kN/m

q——定量，g/m²

k——单位换算因子，为1000N/（1kN）

结果精确至0.1N·m/g。