Speciální upínací čelisti a přípravky pro zkoušení materiálů

U pneumatických upínacích čelistí je důraz kladen na rychlé, reprodukovatelné, a především symetrické upnutí vzorků. Hned po sevření čelistí je dosažena plná upínací síla, mezi vzorkem a vložkami se neprojevují vůle, a tak se rychlost zatěžování přenáší přímo na vzorek. Při upínání vzorku pneumatickými čelistmi s přesazenými vložkami zůstává jejich poloha ve stejné výšce vůči vzorku, ve směru zkoušky. To znamená, že vzdálenost mezi čelistmi zůstává stejná, nezávisí na tloušťce vzorku.

Jednoduché nástavce se používají v kombinaci s teplotními komorami. Pneumatický pohon je umístěn mimo komoru.

Výhody pneumatických čelistí s přesazenými vložkami:

• Ať už zkoušíte citlivé vzorky nebo vzorky s krátkou upínací délkou, tyto symetricky navržené čelisti zaručují optimální upnutí.
• Při určování přesné jmenovité deformace není vzdálenost čelistí závislá na průměru vzorku. Čas potřebný pro nastavení je zkrácen na minimum.
• Snížená hmotnost a kompaktní konstrukce usnadňují manipulaci, zajišťují krátkou dobu ohřevu i chlazení v teplotní komoře a umožňují dlouhou dráhu.
• Naprosto bezpečné sevření od samého začátku zkoušky u vzorků se sklonem k lehkému prokluzování.

Hydraulické čelisti se používají především v případech, kdy se dosahuje zkušební zatížení 50 kN a vyšší. S tím souvisí požadavek na vysoké upínací síly (Fmax. od 10 kN do 2 000 kN). Kontaktní tlak je spolehlivě reprodukovatelný.

Princip fungování hydraulických čelistí

Podle požadované upínací síly čelistí vyvine hydraulický agregát odpovídající tlak oleje. Řídicí jednotka ovládá zavírání i otevírání horní a spodní čelisti zvlášť.

Při použití univerzálního hydraulického agregátu je navíc postup zavírání rozdělen na fázi zachycení vzorku a fázi, kdy se dosáhne hlavního tlaku upnutí. Ve fázi sevření se z bezpečnostních důvodů vzorek zpočátku drží za horní konec. Ve druhé fázi je použita plná upínací síla. Úroveň tlaku upnutí vychází z očekávané maximální tahové síly.

Oboustranné ovládání
Všechny hydraulické čelisti jsou vybaveny obousměrnými pohony. To znamená, že se upínací čelisti otevírají hydraulicky, nikoli pomocí zpětné pružiny. Zavírací a otevírací tlak lze nastavit.

Na rozdíl od jednosměrných pohonů, které se otevírají pomocí vratné pružiny, obousměrné pohony zaručují, že se čelisti vzorků vždy bezpečně otevřou. To platí i v případě, že je vzorek křivý nebo zaklíněný. Navíc není nutné použít celý zdvih otevírání, lze jej kdykoli přerušit tlačítkem STOP. Velikost zdvihu při otevření se nastavuje podle tloušťky vzorku. Zejména u tenkých vzorků se zkracuje doba zkoušky a minimalizuje se riziko zranění obsluhy.

Hydraulické jednostranně ovládané čelisti lze použít pro symetrické a asymetrické upnutí vzorků (například pro smykové zkoušky). Tloušťka vzorku se nastavuje pomocí šroubového mechanismu.

Jednostranné hydraulické čelisti jsou k dispozici také s tandemovým válcem, který umožňuje rovnoměrné působení síly na vzorek (vhodné zejména pro zkoušky tkanin, textilií a geotextilií).

Vlastnosti a výhody hydraulických jednostranně ovládaných čelistí

• Hydraulické čelisti mají excentrický tvar pístu s dlouhým zdvihem, aby bylo dosaženo velké šířky otevření a dostatečně velké upínací plochy.
• Vystředění čelistí, vložek a pístu umožňuje upínání i krátkých vzorků.
• Definovaná použitá síla zajišťuje optimální sevření citlivých materiálů.
• Kontaktní tlak je přesně reprodukovatelný.
• Upínací čelisti mohou být namontovány do zkušebního stroje ve třech různých úhlových nastaveních (0°, 45° a 90°).
• T-drážky ve spodní části základního tělesa slouží k připojení dalších součástí a umožňují uchycení menších snímačů síly, čelistí, úchytů vzorků, zkušebních přípravků (kromě hydraulických čelistí, typ 8392, Fmax. 10 kN).
• Prizmatické vložky (čelisti s V-drážkami) lze otáčet a mají dvojí použití: Pro kulaté a ploché vzorky nebo pro kulaté vzorky různých průměrů (čelisti s příčně uspořádanými drážkami ve tvaru V).
• Horní a dolní čelist lze otevírat a zavírat jednotlivě nebo obě současně pomocí dálkového ovládání nebo počítače.
• Poměr mezi upínací a tahovou silou lze individuálně nastavit tak, aby byl vzorek bezpečně udržen (upínací síla odpovídá přibližně dvojnásobku maximální zatěžovací tahové síly).
• Hydraulické čelisti jsou navrženy tak, aby umožňovaly optimální zavedení vzorků.
• Nastavitelný, stupnicový doraz zajišťuje přesné vertikální upnutí vzorku speciálně pro ruční podávání.
• Pro snadnější vystředění vzorku lze použít mechanický doraz.
• Z bezpečnostních důvodů se pro manipulaci se vzorkem používají kleště.
  

Hydraulické oboustranně ovládané čelisti se vždy zavírají symetricky vzhledem k ose zatěžování. To znamená, že vzorek je sevřen v přesné axiální poloze. Tím odpadá nutnost nastavení čelistí s ohledem na tloušťku zkoušeného materiálu.

• Konstantní upínací síla je důležitá pro opakovatelné výsledky testů.
• Spolehlivé výsledky testů jsou zaručeny optimální interakcí mezi hydraulickým agregátem, elektronikou a zkušebním softwarem. Řízení nulové síly spolehlivě chrání vzorek během upínání před nežádoucími tahovými nebo tlakovými silami během zavírání čelistí.
• Úspora času díky rychlé a snadné adaptaci malých čelistí a zkušebních přípravků do větších pomocí systému s T-drážkami. Přesné vystředění zajišťuje spolehlivé výsledky zkoušek.
• Symetrické zavírání čelistí šetří čas při zkoušení vzorků různých tlouštěk a zajišťuje jejich upnutí přesně v ose zatěžování.
• Díky speciální konstrukci čelistí lze upínat také krátké vzorky.
• Rychlé a snadné vkládání vzorků díky ergonomickému a otevřenému designu.
• Nastavitelný středicí doraz zajišťuje přesné výsledky testů a také zvyšuje produktivitu zkoušek.

Hydraulické čelisti s přesazenými vložkami jsou oboustranně ovládané čelisti, které se používají pro symetrické upínání. Pohyblivé vložky čelistí umožňují reprodukovatelné upínání vzorků. Symetrická konstrukce a vysoká tuhost základního tělesa čelistí je předurčují pro zkoušky, při nichž jsou kladeny přísné požadavky na souosost vzorku a působení zatěžování.

Upínací čelisti jsou symetrické klínové. Otevírají a zavírají se hydraulicky. Hydraulika pohybuje vertikálně pouze vnějším pláštěm. Pohyb pouzdra způsobí posuv klínových čelistí vůči sobě rovnoběžně a vodorovně.

Výhody hydraulických čelistí s přesazenými vložkami

• Konstantní upínací síla je důležitá pro opakovatelné výsledky testů.
• Spolehlivé výsledky testů jsou zaručeny optimální interakcí mezi hydraulickým agregátem, elektronikou a zkušebním softwarem. Řízení nulové síly spolehlivě chrání vzorek během upínání před nežádoucími tahovými nebo tlakovými silami během zavírání čelistí.
• Upínací čelisti jsou vhodné pro aplikace s kritickým nastavením souososti, např. vzorky citlivé na příčné tahové síly.
• Paralelní upnutí (pohyb vložek je eliminován) zaručuje přenos zkušební rychlosti přímo na vzorek.
• Rychlé a snadné vkládání vzorků díky ergonomickému a otevřenému designu.
• Nastavitelný středicí doraz zajišťuje přesné výsledky testů a také zvyšuje produktivitu zkoušek.
• Například při zkoušení kompozitů je výhodou těchto čelistí jejich snadné čištění.
• Hydraulické čelisti s přesazenými vložkami se používají i u servohydraulických zkušebních strojů. Vyznačují se jednoduchým ovládáním. Při použití se servohydraulickými zkušebními stroji jsou napojeny na stávající systém tlakového oleje. U statických zkušebních strojů postačuje malý hydraulický agregát.

Klínové šroubovací čelisti kombinují principy a mechanické vlastnosti obou těchto typů. Vzorek se nejprve upne pomocí šroubového mechanismu, tím se vytváří síla předpětí, která pomáhá zabránit prokluzům na začátku zkoušky.

Vlastnosti klínových šroubovacích čelistí:

• Hlavní upínací síla je vyvíjena působením klínového posuvu vložek.
• Přítlačná síla je úměrná působícímu tahovému zatížení zajišťující samosvorné sevření vzorků z široké palety materiálů.
• Velká plocha vložek a upnuté části vzorku přispívají k nízkému povrchovému tlaku, čímž se snižuje možnost praskání vložek.
• Větší čelisti (od Fmax. 50 kN) mohou zůstat namontovány na stroji a menší snímače síly a zkušební přípravky jsou k nim přichyceny pomocí adaptéru – tím se dosáhne velké úspory času při výměnách.
• Vložky čelistí lze jednoduše vyměnit bez použití nářadí.
• Klínové šroubovací čelisti s Fmax. 50 kN a vyšší lze ovládat pomocí pneumatického motoru. Otevírání a zavírání se provede stisknutím tlačítka; ovládání je umístěno přímo na čelistech.
• Nízká celková výška.
• Pneumatický motor a ovládání jsou umístěny přímo na čelistech.
• Řízení deformační rychlosti podle normy EN ISO 6892-1:2009, ASTM E8–09.

Hlavní výhody:

Tyto čelisti nabízí možnost přepínat synchronní nebo asynchronní upnutí vzorků šrouby posuvnými klínovými vložkami (Fmax. 10 kN a více). Posun a asymetrii lze snadno a spolehlivě nastavit a udržovat i při upínaní dalších vzorků. Ovládání je možné jak jednou, tak oběma rukama. I pro asymetricky upnuté vzorky je zajištěno osové zatěžování.

Kleštinové čelisti jsou dvojčinné. Otevírají nebo zavírají se páčkou. Předepjatá pružina drží čelist otevřenou pro vložení vzorku. Pokud se čelist zavře, vytváří předepjatá pružina požadovanou sílu sevření. Upínací síla se díky kleštinovému principu úměrně zvyšuje podle nárůstu tahové síly. Tím je zajištěno automatické dotažení vzorků náchylných ke smršťování.

Kleštinové čelisti jsou vhodné především ke zkoušení vysoce tvárných plastů a elastomerů. Princip kleští vytváří během zkoušky silný nárůst síly sevření vzorku.

Vlastnosti a výhody kleštinových čelistí:

• Upínací síla je úměrná působícímu zatížení (samosvorné).
• Díky k bočnímu pohybu klešťových úchytů jsou vzorky zatěžovány vždy ve středu osy zatěžování.
• Rychlé a snadné vkládání vzorků díky ergonomickému a otevřenému designu.
• Díky vysoké teplotní odolnosti a nízké výšce se klešťové čelisti skvěle hodí pro použití v teplotních komorách. Snadno se ovládají a díky velmi nízké hmotnosti se rychle ohřejí na zkušební teplotu.

Přepínací čelisti jsou samosvorné upínací čelisti. Upnutí vzorku zajišťuje kloubová páčka. Ta se nejprve zvedne a poté se vzorek vloží. Vzorek lze ovinout kolem kloubové páčky, průhyb není nutný. Přepínací čelisti jsou vhodné zejména pro testování plastů při jakékoli teplotě.

Vlastnosti přepínacích čelistí:

• Díky malé celkové výšce a teplotnímu rozsahu od -15 ... +80 °C se tyto čelisti ideálně hodí pro použití v teplotních komorách
• Konstrukce dovoluje rychlé a snadné upínání vzorků.

U obepínacích čelistí se využívá tvarová kulisa. Síla působící na vzorek se podle křivky zatížení snižuje. Potřebný tlak sevření lze nastavit na pneumatické ovládací jednotce. Maximální zkušební zatížení se pohybuje od 500 N do 20 kN.

Výhody obepínacích čelistí:

• Pneumatické upínání konců vzorků zachovává konstantní sílu sevření a umožňuje vysokou produktivitu zkoušení.
• Snadné vystředění vzorku pomocí vodicích drážek v upínací části čelistí
• Symetrické rozložení hmotnosti umožňuje, aby se těžiště čelistí nacházelo v blízkosti osy zatěžování.
• Čelisti nepřenášejí na snímač síly žádné mimoosové složky zatížení.

Dvojité obepínací čelisti se používají k upínání vláknitých vzorků s velkou tažností. Při tomto principu obepnutí dochází k rozdělení sil dvoustupňově, což zabraňuje vzorku k porušení mimo měřenou délku nebo v čelistech. Po obepnutí dvojitého vlákna se připevní závaží vyvíjející předpětí (není součástí dodávky). Během této fáze se mohou všechny tři válečky pohybovat, aby se vyrovnala změna délky způsobená připevněním předpínacího závaží. Tři délky zkoušeného materiálu se přizpůsobí. Nakonec se dvojité vlákno vzorku upne do výškově nastavitelné čelisti.

Po uzavření čelistí se obepínané válečky zajistí, čímž se mezi válečky a vzorkem vytvoří třecí síly, které jemně snižují tahovou sílu před upnutím konců, což zajišťuje bezpečné sevření vzorku a zabraňuje porušení mezi vložkami. K upnutí dvojitého vlákna se používá čelist s konstantní silou sevření, protože zkoušený vzorek může často vyklouznout z prostoru mezi úchyty.

Tento typ čelistí se používá hlavně pro materiály, jako jsou pryžová a elastická vlákna.

Výhody dvojitých obepínacích čelistí

• Obtočení vzorku kolem válečků pro snížení zatížení zajišťuje šetrné upnutí, aby nedošlo k porušení mezi vložkami.
• Tyto upínací čelisti slouží k přesnému měření deformace vláken s velkou tažností.
• Provádění zkoušek bez přestávek, které jsou zapotřebí pro upnutí vzorků šetří čas.

Válečkové čelisti se používají pro zkoušky tahem pásů a pásků. Síla sevření se vytváří sama několikanásobným stažením smyček a působením tahové síly. Přesné měření deformace se provádí pomocí optických průtahoměrů.

Výhody válečkových čelistí

• Tyto upínací čelisti jsou k dispozici s maximálním zkušebním zatížením od 2,5 kN do 250 kN.
• Ergonomický design umožňuje vzorek snadno a rychle vložit do upínacího prostoru (max. upínací šířka: 220 mm), který je volně přístupný zepředu.
• Tento typ čelistí je vhodný i pro vzorky citlivé na tlak
• a pro zkoušky v teplotních komorách (v rozsahu: -70 ... +250 °C
• Nízká celková výška čelistí umožňuje zkoušet vzorky s velkým prodloužením.

Upínací síla se přenáší přímo pomocí šroubů, závitových nebo hlav s osazením. Vzorek se vloží do úchytů, které jsou volně přístupné zepředu a samy se vystředí do osy tahu. K dispozici jsou přípravky pro Fmax. 50 kN, 250 kN, 600 kN a 1 200 kN. Tímto způsobem se zkouší materiály, jako například ocel, neželezné slitiny a plasty podle norem DIN 50125, EN ISO 6892-1, EN ISO 4762, ISO 4017, DIN 6912, EN ISO 898, ASTM E8 a dalších.

Různé konstrukční detaily zaručují dokonale symetrické zatěžování:

• Volitelnou položkou pro tyto přípravky je omezovač dráhy při zpětném rázu, k němuž dochází při lomu vzorku. Části držáku a vzorku jsou bezpečně zajištěny.
• Všechny držáky zcela obklopují vzorek. Dělený držák pro vzorky s osazením a se závitovou hlavou je umístěn v pouzdře, které je drží pohromadě.
• Symetrické kontaktní plochy čelistí: držáky vzorků se opírají o dvě symetrické styčné plochy v upínacích čelistech.
• Nízká celková výška šetří místo v pracovním prostoru.
• Čistě mechanické řešení: pneumatická ani hydraulická ovládací jednotka nejsou zapotřebí.

Držáky vzorků jsou vhodné pro zkoušení kroužků z elastomerů podle normy DIN 53 504, standardní kroužek 1 a 2. Zkušební přípravek má vodorovně umístěné válečky. Pružinový závěs vytváří autonomní rotační pohyb. Tento rotační pohyb usnadňuje přenos a přizpůsobení síly. Při překročení maximálního přípustného rozsahu pohybu se pružinový závěs odepne.

Výhody přípravků pro zkoušky kroužků

• Válečky se během zkoušky otáčejí nezávisle pomocí ozubených řemenů nebo pružinového řemene a spirálové pružiny.
• Snadné vkládání vzorků na volně přístupné válečky (do max. šířky vzorku 80 mm).
• K dispozici je rovněž ochranné zařízení, které zabraňuje nebezpečnému odlétnutí zbytků vzorku.
• Fmax.: 2,5 kN
• Teplotní rozsah: -40 ... +150 °C
• Válečky jsou volně přístupné, zajišťují snadné vkládání vzorků.

Upínací přípravky pro tažné pružiny jsou dostupné ve dvou různých provedeních. Typ I s Fmax. 50 N pro jemné pružinové dráty a typ II s Fmax. 10 kN. Síla se přenáší mezi vodorovnými závěsnými trny, které jsou k dispozici v různých průměrech (pro maximální průměr pružinového drátu až 6 mm).

Výhody přípravků pro zkoušky tažných pružin

• Snadné uchycení vzorku na závěsné šrouby, které jsou volně přístupné zepředu.
• Vhodné pro teplotní prostředí od -70 do +250 °C.