Servohydraulische Prüfmaschinen
Servohydraulische Prüfmaschinen werden zur statischen oder dynamischen Prüfung von Materialien oder Bauteilen verwendet. Um das Verhalten von Materialien oder Bauteilen über ihre Lebensdauer hinweg bewerten zu können werden zyklische Belastungen erzeugt. Für diese Ermittlungen der Betriebsfestigkeit kommen überwiegend servohydraulische Prüfsysteme zum Einsatz.
Auf Grund der hohen Energie, die von servohydraulischen Systemen bereitgestellt werden kann, können auch Kolbengeschwidigkeiten bis 20 m/s, erreicht werden, die bei schlagdynamischen Versuchen und Crashuntersuchungen benötigt werden.
Die große Modularität des ZwickRoell Produktportfolios ermöglicht kundenspezifische Systeme, die in Kraft, Hub und Leistung auf die Bedürfnisse der Kunden zugeschnitten sind.
Überblick Funktionsweise Video Servohydraulische Prüfzylinder FAQ Dynamik-Broschüre
ZwickRoell hat servohydraulische Prüfmaschinen für unterschiedliche Versuchsarten:
Servohydraulische Prüfmaschinen im Überblick
| Servohydraulische Lastrahmen | Servohydraulische Kompakt-Systeme | Einzelprüfzylinder | Torsionsschwingung | Hochgeschwindigkeit | |
|---|---|---|---|---|---|
 |  |  |  |  | |
| zu Lastrahmen | zu Kompakt-Systemen | zu Prüfzylinder | zu Torison | zu High Speed | |
| Max. Kraft | 2.500 kN | 100 kN | 1.000 kN | 250 kN | 160 kN |
| Prüfgeschwindigkeit | 1 m/s 1) | 1 m/s 1) | 1 m/s 1) | 1 m/s 1) | 20 m/s |
| Torsion | - | - | ✓ | ✓ | - |
| Leistung | Flexibel | Fest | Flexibel | Flexibel | Fest |
| Typische Versuche |
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1) abhängig von hydraulischer Auslegung
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Funktionsweise einer servohydraulischen Prüfmaschine
Eine servohydraulische Prüfmaschine besteht aus einer Einheit, die hydraulische Leistung erzeugt (Hydraulikaggregat), einem hydraulischen Aktuator und einem Mess-, Steuer- und Regelsystem.
Das Hydraulikaggregat erzeugt den erforderlichen Druck, um den Aktuator anzutreiben, die Regelung des Durchflusses erfolgt mit einem Servoventil. Der Aktuator wandelt den hydraulischen Druck in eine mechanische Bewegung um und steuert präzise die Kräfte, Momente, Verformungen oder Geschwindigkeiten während des Prüfprozesses. Die auftretenden Kräfte oder Verformungen werden durch Sensoren erfasst und mittels der Mess-, Steuer und Regelsystems gespeichert und dargestellt.
Servohydraulische Prüfzylinder
Bei den hydrostatischen Prüfzylindern handelt es sich um servohydraulische Linearantriebe, ausgelegt auf höchste Dynamik und Lebensdauer. Sie sind als Gleichlaufzylinder für dynamische und statische Zug-Druck-Wechselbeanspruchung geeignet.
Servohydraulische Zylinder werden als Einzelprüfzylinder eingesetzt, beispielsweise auf einem Spannfeld für die Komponentenprüfung, oder als Maschinenzylinder in einem Prüfrahmen für die Werkstoffprüfung.
Die servohydraulischen Prüfzylinder sind mit einem Servoventil ausgestattet. Sie wandeln hydraulische Energie in eine mechanische Linearbewegung um. Für hohe Dynamik werden Servoventil und Speicher direkt am Prüfzylinder angeflanscht. Der Nenn-Betriebsdruck beträgt wahlweise 280 oder 210 bar.
Die hydrostatischen Prüfzylinder der Baureihe LH können in beliebiger Einbaulage eingesetzt werden, in Prüfmaschinen üblicherweise stehend oder hängend, in Prüfständen aber auch in horizontaler Position.
Anwendungsbeispiele für servohydraulische Prüfzylinder
Ermüdungsversuche mit servohydraulischen Prüfmaschinen
Servohydraulische Prüfmaschinen werden verwendet, um die Ermüdungsfestigkeit von Materialien zu bewerten. Dabei werden zyklische Belastungen auf das Material ausgeübt, um seine Lebensdauer und sein Verhalten unter wiederholter Beanspruchung zu bestimmen. Dies ist relevant für die Entwicklung von Bauteilen, die häufigen Belastungen ausgesetzt sind, wie z.B. in der Luftfahrt- und Automobilindustrie.
Die Lastrahmen der servohydraulischen Prüfmaschinen von ZwickRoell wurden extra für die besonderen Anforderungen der Ermüdungsversuche konzipiert, was u.a. in ihrer hohen Rahmensteifigkeit zum Ausdruck kommt. Abhängig von den Prüfanforderungen und den Anforderungen an ergonomisches Arbeiten im Prüfalltag ist der Prüfzylinder entweder unterhalb (HA-Baureihe) oder oberhalb des Prüfraums (HB- und HC-Baureihe) montiert.
Zur Bestimmung der Torsionsschwingung oder Drehschwingung (Tension/Torsion-Prüfungen) werden servohydraulischen Prüfmaschinen der HCT- und HBT-Baureihe eingesetzt. Bei diesen Prüfmaschinen ist ein Torsionszylinder auf der oberen Traverse montiert. Die Modellvariante der HC- und HB-Baureihe kann für kombinierte Zug-, Druck- und Torsionsbeanspruchung verwendet werden.
Bruchmechanikuntersuchungen mit servohydraulischen Prüfmaschinen
Servohydraulische Prüfmaschinen werden bei Bruchmechanik-Untersuchungen sowohl zum Anschwingen (Rissbildung) als auch zum anschließenden Zugversuch eingesetzt. Ein Umspannen der Probe ist nicht notwendig.
Bruchmechanische Untersuchungen können auch mit unserer Resonanzprüfmaschine durchgeführt werden.
Hochgeschwindigkeitsversuche mit servohydraulischen Prüfmaschinen
Servohydraulische Hochgeschwindigkeitsprüfmaschinen werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt, einschließlich der Materialwissenschaft, der Bruchmechanik, der Fahrzeugsicherheit, der Luft- und Raumfahrtindustrie und der ballistischen Forschung.
Sie ermöglichen die Untersuchung des Verhaltens von Materialien unter extremen Belastungen und hohen Dehngeschwindigkeiten.
Die Hochgeschwindigkeitsprüfmaschinen von ZwickRoell sind so konstruiert, dass sie Steifigkeit und Stabilität bieten, um den Anforderungen hoher Impulsspitzen gerecht zu werden. Sie sind geeignet für Durchstoßversuche oder Schnellzerreißversuche. Die Hochgeschwindigkeitsprüfmaschinen der Baureihe HTM eignen sich ideal zur Ermittlung des Werkstoffverhalten unter Crashbelastung.
Servohydraulische Prüfmaschinen - ein Baukasten mit viel Zubehör
Für die Bestimmung der Dauerfestigkeit stellt ZwickRoell einen individuellen Baukasten für sämtliche Prüfansprüche zur Verfügung, bestehend aus Zylindern, Hydraulikaggregaten, Anschlusseinheiten, dynamische Prüfmaschinen und weiterem Zubehör. Weiter bietet ZwickRoell mit der testControl II eine leistungsstarke Mess- und Steuerelektronik an. Die Prüfsoftware testXpert unterstützt bei der Einrichtung und Durchführung von dynamischen Prüfungen zur Bestimmung der Betriebsfestigkeit. Neben standardisierten Produkten werden vor allem individuelle Lösungen für Ermüdungsprüfungen angeboten.
Haben Sie Interesse an unserem umfangreichen Zubehör? Fragen Sie unsere Produktexperten!
FAQ
Servohydraulische Prüfmaschinen sind Ermüdungsprüfmaschinen mit einem servohydraulischen Prüfzylinder als Antrieb.