Машина для измерения силы при растяжении

Сегодня я хочу дать общую информацию о машинах позволяющих проводить испытания и определять физико-механические свойства различных материалов.

Для начала давайте определимся, что же такое механические свойства и какие они бывают. Механические свойства – это способность материала выдерживать нагрузки приложенные из вне. К таким нагрузкам относятся сжатие, изгиб, удар, кручение, твердость, пластичность, упругость, истираемость и т. д.

Чтобы искусственно воспроизвести эти нагрузки произведенный материал (образец) испытывают, для определения пиковых и номинальных значений работы данного образца.

Испытания проводятся на машинах обеспечивающих определенный тип нагрузки, обычно в Ньютонах (Н). Разрывные машины в основном являются универсальными, так как работают на растяжение и сжатие, и позволяют определять деформацию, упругость, пластичность и многое другое. Но все машины без исключения получают от контроллера три параметра: Нагрузку (Н), Перемещение (мм) и Время (с)
.

Для таких видов нагрузки как крутящий момент специально разработана машина на кручение обеспечивающая вращение образца вдоль своей оси. Изгибающие силы могут быть определены как при испытании на классической разрывной машине, так и при испытании образца на маятниковом копре. Выглядят такие машины как токарный станок с установленным на оси кручения датчика момента.

Часто для определения твердости материала требуется такая машина как твердомер обеспечивающая контроль твердости после производства материала, (например, стали). В зависимости от твердости материала, выбирается тип шкалы: твёрдость более мягких изделий обычно измеряют по шкале Шора или шкале Бринелля; для более твёрдых изделий используют шкалу Роквелла; для совсем твёрдых — шкалу Виккерса.

Еще существуют испытания на усталость и длительную прочность, они в основном проводятся на классических разрывных машинах способных поддерживать образец под постоянной нагрузкой долгое время, и с использованием климатических камер для воссоздания требуемых климатических условий. Единственным отличием от классической разрывной машины является нагрузочная система, выполненная в виде набора грузов, установленных через рычаг. Количество таких машин в лаборатории может достигать десятков штук, а испытания могут длиться от нескольких дней до нескольких недель, месяцев и даже лет.

Существует еще один класс машин: машины трения предназначены для изучения процессов трения и вызванного трением износа, свойств смазочных и фрикционных материалов.

Многие испытательные машины разрабатываются и делаются под заказ так как серийная машина не подходит по тем или иным причинам (габариты испытуемого образца, способ крепления его в захватах, точность измерения, параметры измерения…), заказчиком в основном выступают университеты (если у них хватает финансирования), различные научно-производственные объединения и все те кто может работать не со стандартными материалами.

К любой испытательной машине необходимы захваты для зажима и удержания в процессе испытания образца. Типов захватов очень много, я упомяну некоторые: Тисочные (работают и выглядят также как тиски), клиновые (самозажимные), клещевые (работают и выглядят как клещи). Все захваты со сменными губками под круглые и плоские образцы, а также отличаются насечкой.

Немного видео испытаний и работы машин:

В сегодняшней статье я привел несколько типов испытательных машин позволяющих обеспечить испытательную (научную) лабораторию всеми необходимыми физико-механическими испытаниями.

На этом пожалуй все, но если будет интересно, могу написать про процесс изготовления, ценообразование, и вообще отвечу на все дополнительные заданные вопросы в комментариях к этой статье.

Для затравочки могу сказать, что одна универсальная машина с максимальной нагрузкой 50кН (5тонн) в зависимости от исполнения, стоит около 1мил. руб., как не плохой новый автомобиль иностранного производства.

Источник

Критерии выбора машины для испытания на статическое растяжение

Для начинающей испытательной лаборатории выбор разрывной машины крайне важное, но не простое дело. Ведь на рынке присутствует великое множество самых разнообразных агрегатов, которые отличаются и по цене и по типу исполнения.

Первым шагом при данном выборе является определение круга испытуемых материалов. Ведь для испытания ниток нужна гораздо менее мощная машина, чем для испытания металлов, здесь подойдут машины с усилием и до 1 кН.

Испытание металлов дело сложное, так как очень широк круг материалов и сортамента объектов испытания. Есть как тонкие ленты с проволокой, так и арматура с диаметром 40 мм и даже более. Поэтому вроде бы напрашивается простой ответ – чем больше усилие, тем лучше. Но это не так. Если взять машину на 1500 кН (150 тс), то с ее помощью вы конечно же порвете арматуру почти любого известного размера, но что-то мелкое – проволока или образцы по ГОСТ 1497-84 (например, самый ходовой «гагаринский» — цилиндрический тип III №7) эта большая машина даже не почувствует, ведь ее нижний предел обнаружения будет порядка 15 кН.

Кроме того, нужно понимать, что машину с усилием до 600 кН можно поставить без особых проблем практически в любом кабинете/офисе, а уже более крупные машины устанавливаются только на специальные основания, либо в складах или ангарах, ведь их масса может достигать 3-5 тонн.

Их двух предыдущих абзацев становится понятно, что для того чтобы испытывать весь ассортимент металлических изделий нужна ни одна, а две или три разрывные машины, отличающиеся по мощности.

Определившись с необходимым усилием, переходим к выбору типа машины. Их два основных: электромеханические и гидравлические.

В гидравлических машинах нагрузка достигается при помощи сервопривода, в электромеханических при помощи резьбовой передачи.

Особых преимуществ у одних по отношению к другим нет. В гидравлической машине удается снять большее усилие при меньшем размере машины и энергопотреблении, что компенсируется более сложным техническим обслуживанием – контроль состояния масляных шлангов и регулярная замена масла.

Электромеханические машины просты в обслуживании, но при прочих равных условиях менее мощные.

В нашей испытательной лаборатории есть как гидравлическая, так и электромеханическая разрывные машины. А по ссылке можно ознакомиться со всем оборудованием.

Про дополнительно оснащение разрывных машин хочу рассказать отдельно. Основными характеристиками, определяемыми при испытании на статическое растяжение, являются пределы прочности и текучести, а также относительное удлинение. Если с пределом прочности проблем не возникает, так как он определяется из максимальной нагрузки при растяжении, то предел текучести и удлинение требует дополнительного внимания.

Фактический предел текучести, выраженный в площадке текучести на диаграмме, присутствует далеко не всегда, вместо него используют условный предел текучести (напряжение при 0,2% деформации). Встает вопрос в корректном определении удлинения образца в процессе испытания. При его определении в ручном режиме или по перемещению траверсы набегает большая ошибка. В первом случае из-за погрешности определения начального и конечного размера (рулетка, линейка и так далее), во втором случае ошибка большая из-за упругой деформации самой машины и движущейся траверсы.

Единственным вариантом точного измерения линейных размеров образца являются экстензометры. Их много разновидностей, но все они одинаково неплохо справляются с поставленной задачей, и без них не получится снять достоверно все показания при испытании на статическое растяжение.

<<<предыдущая статья следующая статья>>>

Источник

Предлагаем Вашему вниманию испытательные машины предназначенные для создания нормированного значения меры силы при косвенных измерениях характеристик механических свойств металлов, пластмасс, резины, бумаги, дерева и других материалов, таких как: модуль упругости, пределы прочности, упругости, текучести и др. путем прямых измерений деформации и силы сопротивления нагружаемого образца. Предлагаемые испытательные машины могут применяться при испытаниях материалов на растяжение, сжатие, изгиб и сдвиг в лабораториях различных отраслей промышленности.

Предлагаемые испытательные машины дополнительно могут быть укомплектованы различными датчиками а также системами контроля и управления что бы удовлетворить все необходимые потребности лабораторий при проведении испытаний материалов и изделий.

Особенности и преимущества

Простота в использовании и высокая степень надежности.
Богатый аcсортимент дополнительных аксессуаров.
Максимальная рабочая нагрузка от 2 до 300 кН. Широкий модельный ряд
Управление и регистрация данных возможна как с использованием ПК так и встроенных систем.
Гарантия качества от Европейских производителей.

Сферы применения

Испытательные машины могут применяться при испытаниях материалов на растяжение, сжатие, изгиб и сдвиг в лабораториях различных отраслей промышленности.

UNIMAT® PLUS 050	UNIMAT® PLUS 052	UNIMAT® 054
Максимальная сила испытания	2 kN	5 kN	10 kN / 20 kN
Погрешность измерения	0.1 % (зависит от датчика силы)	0.1 % (зависит от датчика силы)	0.1 % (зависит от датчика силы)
Измерение силы (опция)	Выбираемые номинальные усилия: для Модели 906 20 — 2000 N. Усилие показывается на встроенном PHYSIMETER® 906 MC-E	Выбираемые номинальные усилия: для Модели 906 20 — 2000 N. для Модели 922 5000 N. Усилие показывается на встроенном PHYSIMETER® 906 MC-E	Выбираемые номинальные усилия: для Модели 906 20 — 2000 N. для Модели 922 5 — 25 kN. Сила показывается на PHYSIMETER® 906 MC-E
Измерение дифференциального положения (опция)	разрешающая способность 0.01 мм	разрешающая способность 0.01 мм	разрешающая способность 0.01 мм, 6-digit LCD
Способ запуска	электродвигатель постоянного тока	электродвигатель постоянного тока	коммутируемый электродвигатель
Скорость передвижения траверсы	0.2 … 1000 мм/мин.	0.2 … 1000 мм/мин.	0.2 … 1000 мм/мин. (10kN)
Скорость отклонения	≤ 0,5 %, от 2 мм/мин	≤ 0,5 %, от 2 мм/мин	≤ 0,5 %, от 2 мм/мин
Размер рабочей поверхности (внутренняя ширина)	50 мм	300 мм	380 мм
Макс. перемещение траверсы; (без датчика силы и захватов)	720 мм	860 мм	1000 мм

Скачать краткие технические описания на испытательные машины UNIMAT® и др..

Для получения более подробной информации по испытательным машинам вы можете связаться с нами по телефонам или электронной почте. Контакты

M250 2.5/3	M350 5/10/20	M500 25/30/50/100
Макс. нагрузка, кН	2.5, 3	5, 10, 20	25, 30, 50, 100
Точность	+/- 0.5% значения до 1/1000й диапазона измерения динамометра
Вертикальное расстояние, мм	1170	1275	1240/1180/1300
Ход траверсы/ дискретность, мм	1000 / 0.001	1100 / 0.001	1050/0.001, 980/0.001, 1059/0.001
Рабочее пространство, мм	200	295	420
Жесткость рамы, кН/мм	5	50	100/200/400
Скорость, мм/мин	0.001-1000	0.001-2000/1000/500	0.001-1000/500
Точность измерения скорости	+/- 0.1% при постоянных условиях
Макс. нагрузка на полной скорости, кН	2.5, 3	5, 10, 20	25, 30, 50, 100
Макс. скорость при полной нагрузке, мм/мин	1000	2000/1000/500	1000/600/500
Кол-во колонн	1	2	2
Возможные динамометры	5N,10N,20N,100N 250N.500N 1kN, 2.5kN,3kN,5kN,10kN,20kN,25kN,30kN.50kN,100kN,125kN,150kN,200kN,300kN. Максимальная установка четырех динамометров

Скачать краткие технические описания на испытательные машины UNIMAT® и др..

Предлагаемые Испытательные машины могут быть укомплектованы дополнительными аксессуарами такими как контрольными датчиками, системами управления, зажимами для надежной фиксации образца и др.

Источник

Что такое силовоспроизводящие машины

Силовоспроизводящая машина

Силовоспроизводящие машины — это электромеханическое оборудование, которое создает контролируемое физическое усилие на испытуемый объект и регистрирует изменение его физических параметров с течением времени.

Разрывные машины и испытательные силовые стенды уже давно стали незаменимы не только в научно-исследовательских лабораториях и конструкторских бюро. Они используются не только при испытаниях новых образцов материалов, но и в различных других сферах деятельности:

машиностроительная отрасль
оборонная промышленность
производство полимеров и пластмасс
электротехническая промышленность

Силовоспроизводящие машины также могут называться в разных источниках могут также именоваться как:

Испытательные машины
Силозадающие установки
Разрывные машины
Испытательные стенды
Силоизмерительный агрегат

Далее по тексту эти термины, для удобства, будут обозначать одно и то же силозадающее оборудование.

Справочная информация

Несмотря на то, что эти наименования часто применяются к силовоспроизводящим машинам, между этими понятиями существует разница:

Разрывные машины — это разновидность силовой машины, которая задает только один вектор силы. Также бывают агрегаты, испытывающие на сжатие и универсальные машины
Испытательный стенд может быть предназначен не только для контроля силовых нагрузок, но также для проверки ресурса и запаса прочности, к примеру. Испытательный стенд — это гораздо более широкое понятие, чем силозадающие машины в принципе.

	Испытание амортизационной пружины для подвески транспортного средства на сжатие для проверки качества стали, из которой она изготовлена. В данном случае силовоспроизводящая машина используется как средство неразрушающего контроля и на ней можно проверять изделия как выборочно, так и всю партию целиком.
	Испытание арматуры на изгиб на силовоспроизводящей машине сжатия. При этом арматура подвергается не только деформации, но и растяжению. При этом проверяется не только упрогость металла, но и его гибкость и соответствие требованиям ГОСТ.
	Испытание проволоки на растяжение. На фото, помимо зажимов разрывной машины, виден экстензометр — устройство для измерения удлинения образца. Про него будет рассказано ниже.
	Стенд для испытания пружин циклическими нагрузками. Это оборудование не является силовой машиной в обычном понимании этого слова, так как она не измеряет физическое усилие, а задает его. На данном виде оборудования проводятся испытания изготовленных образцов или выборочная проверка партии изделий на износостойкость и ресурс работы.
	Испытания металлического троса. Трос — это один из ключевых силовых элементов в любом механизме, где он присутствует. Поэтому большинство тросов перед тем, как быть допущенными к использованию проходят многоступенчатый контроль качества, который включает в себя и проверку усилия на разрыв.
	Проверка силового кабеля, как и троса обязательно включает в себя его испытание на разрывной машине.
	В данном случае на силовоспроизводящей машине испытывается тензометрический датчик, который в дальнейшем будет применяться в измерительном оборудовании — электронных весах, динамометрах или даже на других силовоспроизводящих агрегатах. (Скорее всего, не в этом случае. На фото испытывается S-образный тензодатчик, который используется, в основном в крановых и бункерных весах.)

Измерения, проводимые силовоспроизводящими машинами

Современные разрывные машины вышли далеко за рамки простого статистического измерения физической нагрузки. В настоящее функционал силозадающих устройств также включает в себя:

Технические характеристики силовоспроизводящих машин

Основные характеристики силозадающих машин

К их числу относятся 3 базовых параметра, которые имеют все измерительные устройства без исключения и определяют возможности оборудования:

Максимальная нагрузка. Усилие, которая способна развивать силовоспроизводящая машина
Максимальные размеры испытуемого объекта. Определяется наибольшим расстоянием, на которые способны разойтись зажимы.
Скорость траверсы. Задает скорость растяжения/сжатия образца или материала.

Тип привода

Основными представителями силовоспроизводящих машин являются агрегаты с электромеханическим и гидравлическим приводом. Электромеханические разрывные машины проще в эксплуатации и имеют меньшие габариты, но обычно развиваемое ими усилие не превышает 50 кН. Несмотря на то, что это довольно внушительная цифра, в ряде случаев этого бывает недостаточно и тогда используется гидравлика.

Способ установки силовоспроизводящего агрегата

Типы силовоспроизводящих машин

Силозадающие машины, в зависимости от того, какое усилие они способны задавать, делятся на:

Разрывные машины. Приспособлены только для растяжения испытуемого материала или детали.
Силозадающие машины сжатия. Являются противоположностью предыдущему пункту и могут работать только на сжатие образца.
Универсальные испытательные машины. Способны работать как на сжатие, так и на растяжение.
Специальные силоизмерительные комплексы. Представляют собой силоизмерительную машину, обычно изготовленную на заказ, способную прикладывать усилие в условиях, не ограничиваемых понятиями сжатие-растяжение.

Виды захватов силозадающих машин

Силовоспроизводящие машины имеют огромный вариативный ряд зажимов, перечислять который полностью просто не имеет смысла. Форма и вид захватов учитывают материал образца, его размеры, форму, прилагаемую силу и скорость сжатия/растяжения и еще кучу других параметров. Поэтому ниже будут перечислены лишь основные классы зажимов, которые используются в силоизмерительных устройствах.

Справочная информация

Нужно отметить, что разнообразие захватов — это основная и чуть ли не единственная причина, по которой все разрывные машины изготавливаются на заказ. Если основная оснастка (рама, основание, траверс) изготавливаются серийно, то зажимы изготавливаются и подгоняются под конкретный вид испытаний и для других случаев малоприменимы.

Опции и дополнительное оборудование для разрывных машин

Основным дополнительным видом оборудования, используемом в силовоспроизводящих агрегатах, является экстензометр.

Экстензометр — это прибор для определения размеров деформации тела. Проще говоря, это устройство измеряет удлинение или укорачивание испытуемого образца.

Существует 2 основных типа экстензометров:

Купить силовоспроизводящие машины

Купить разрывную машину по выгодной цене можно на сайте нашей компании.

Силозадающая машина — это профессиональное и очень дорогое оборудование, поэтому не стоит полагаться на случай, приобретая его. Мы предлагаем только самое качественное оборудование от производителей, которые зарекомендовали себя во всем мире.

Компания Модуль – Ваш персональный инженер в мире измерительного оборудования!
Сделать запрос по электронной почте на подбор силовоспроизводящей машины

Источник