Garras e ferramentas de ensaio para o ensaio de materiais

Nas garras pneumáticas, o travamento rápido, reprodutível e acima de tudo paralelo está em primeiro plano. A força de fechamento plena está disponível desde o início de modo que os mordentes parados transmitem a velocidade de ensaio diretamente à amostra. Nas garras pneumáticas da série Corpo sobre Cunha a posição dos mordentes permanece constante no travamento da amostra no sentido do ensaio. Dessa forma, o comprimento livre de fixação independe da espessura da amostra.

Para a utilização na câmara térmica são simplesmente inseridas extensões. Dessa forma o cilindro pneumático está fora da câmara.

Vantagens das garras pneumáticas Corpo sobre Cunha:

• Sejam amostras sensíveis ou comprimentos de aperto curtos, os suportes de amostras de estrutura simétrica garantem o travamento otimizado.
• O comprimento de travamento para determinação da deformação nominal exata independe do diâmetro da amostra. O tempo de configuração será minimizado.
• O baixo peso e a construção compacta facilitam o manuseio, providenciam tempos de aquecimento e de arrefecimento curtos na câmara térmica e possibilitam longos cursos de deslocamento.
• Fixação absolutamente segura no caso de amostras levemente escorregadias já desde o início do ensaio.

As garras hidráulicas são usadas preferencialmente quando forem necessárias cargas de teste a partir de 50 kN e por isso exijam forças de fixação maiores (é possível Fmax de 10 kN até 2000 kN). A pressão de aperto é exatamente reprodutível.

Princípio de funcionamento de garras hidráulicas

No conjunto hidráulico a pressão do óleo é ajustada em conformidade com a pressão de fechamento necessária do suporte de amostras. A unidade de comando regula o processo de fechamento e abertura separadamente para os suportes de amostras superior e inferior.

Além do mais, no conjunto hidráulico universal o processo de fechamento é dividido em uma fase de fechamento e uma fase de fixação. Na fase de fechamento a amostra é inicialmente segurada na extremidade superior por motivo de segurança. Na fase de fixação a força de fixação total é aplicada, sendo que essa força depende da força de tração esperada.

Cilindros de atuação em dois lados
Todas as garras hidráulicas estão equipadas com cilindros de atuação em dois lados. Isso significa que também a abertura do suporte de amostras não é feita por meio de recuo de mola, mas de forma hidráulica. A pressão de fechamento e de abertura pode ser ajustada, respectivamente.

Ao contrário de cilindros de atuação unilateral com abertura por meio de recuo de mola, os cilindros com atuação em dois lados possuem a vantagem que os suportes de amostras sempre abrem com segurança. Este também é o caso quando a amostra fica emperrada ou entalada. Além disso, não precisa ser percorrido todo o curso de abertura, uma vez que o processo de abertura pode ser interrompido em qualquer momento com o auxílio da tecla de parada. O curso de abertura pode ser ajustado dependendo da espessura. Especialmente no caso de amostras finas, tempo de ensaio pode ser economizado e o risco de esmagamento pode ser reduzido

As garras hidráulicas de fechamento simples podem ser utilizadas para a fixação simétrica e para a fixação assimétrica de amostras (por ex. para ensaios de tração por cisalhamento). A regulagem da espessura da amostra é feita por meio da unidade de fuso.

Os suportes de amostras hidráulicos com atuador simples estão disponíveis também com cilindros tandem para aplicação homogênea da força à amostra (adequado particularmente para testes em tecidos, têxteis e geotêxteis).

Vantagens e Características de garras hidráulicas de fechamento simples

• Os suportes de amostras hidráulicos possuem pistão de forma excêntrica com grande curso do pistão. Isso permite obter uma posição extremamente profunda das superfícies de aperto e uma grande largura de abertura.
• Em virtude da centralização de mordentes, suportes de amostras e pistões é possível inserir também amostras curtas.
• A fixação otimizada de materiais sensíveis é garantida por meio da aplicação de força definida.
• A pressão de aperto é exatamente reprodutível.
• Os suportes de amostras podem ser instalados em três posições de ângulo diferentes (0°, 45° e 90°) em relação ao sistema de ensaio.
• As ranhuras incorporadas na parte inferior do corpo básico servem como alojamento para o sistema de corrediça. Isto possibilita a adaptação de pequenas células de carga, suportes de amostras, ferramentas de ensaio e dispositivos (exceção: suporte de amostras hidráulico, tipo 8392, Fmax 10 kN)
• Os mordentes de prisma (mordentes com entalhe em “V”) podem ser utilizados de duas maneiras ao serem girados: Para amostras cilíndricas e planas ou para amostras cilíndricas com diferentes faixas de diâmetro (no caso de mordentes com entalhes em “V” posicionados em forma de cruz).
• A abertura e o fechamento do suporte de amostras superior e inferior podem ser feitos separadamente ou em conjunto por meio de controle remoto ou por meio de PC.
• A razão entre as forças de fixação e tração é ajustada individualmente, garantindo que a amostra fique bem segura (em força de tração máx. é necessária cerca de força de tensão dupla).
• Os suportes de amostras hidráulicos oferecem em virtude de seu princípio de construção a alimentação de amostras de forma otimizada.
• No caso de alimentação de amostras manual, a chave fim de curso ajustável e escalada garante a fixação exata e vertical da amostra.
• Para facilitar a centralização da amostra, um batente de centralização pode ser utilizado.
• Por motivos de segurança uma tenaz pode ser utilizada na introdução das amostras.
  

As garras hidráulicas de fechamento duplo sempre fecham simetricamente ao eixo de tração. Dessa forma, a fixação da amostra é exatamente axial. A regulagem da espessura é dispensada.

• Por meio da força de travamento constante resultados de ensaio repetíveis são obtidos.
• O entrosamento otimizado do conjunto hidráulico, da eletrônica e do software de ensaio garante resultados de ensaio confiáveis. No processo de travamento o controle de força zero impede forças indesejadas sobre a amostra.
• Economize tempo com a adaptação rápida e fácil de suportes de amostras pequenos e ferramentas de ensaio a suportes de amostras grandes com o auxílio do sistema de acoplamento em “T”. Por meio da centralização precisa resultados de ensaio confiáveis são garantidos.
• O fechamento simétrico das garras permite economiza tempo de configuração das amostras com diferentes espessuras e garante a fixação precisa da amostra no eixo de teste
• Por meio da construção especial do suporte de amostras também é possível a fixação de amostras curtas.
• Inserção e fixação rápidas e simples da amostra por meio da construção ergonômica e aberta
• Resultados de ensaio precisos são obtidos por meio da batente de centralização ajustável, mesmo com alta performance de amostras.

A garra hidráulica Corpo sobre Cunha é de fechamento duplo e é utilizado para a fixação simétrica. Os mordentes de guiamento forçado apertam a amostra de forma reprodutível. Em virtude da estrutura simétrica e a alta rigidez do corpo de base, a garra é ideal para ensaios com altos requisitos quanto à centralização da amostra em relação ao eixo de ensaio.

Os suportes de amostras são suportes de amostras tipo cunha de fechamento simétrico os quais são hidraulicamente fechados e abertos. Assim, a hidráulica movimenta verticalmente somente a carcaça externa. Em decorrência do movimento da carcaça, os mordentes (cunhas) são deslocados paralelamente entre si no plano horizontal.

Vantagens das garras hidráulicas Corpo sobre Cunha

• Por meio da força de travamento constante resultados de ensaio repetíveis são obtidos.
• O entrosamento otimizado do conjunto hidráulico, da eletrônica e do software de ensaio garante resultados de ensaio confiáveis. No processo de travamento o controle de força zero impede forças indesejadas sobre a amostra.
• Em virtude da construção simétrica, o suporte de amostras é adequado para aplicações de alinhamento crítico como por ex. para amostras sensíveis à tração transversal.
• Em decorrência do efeito de fixação paralela (sem movimento diferencial dos mordentes), a velocidade de ensaio é diretamente transmitida à amostra.
• Inserção e fixação rápidas e simples da amostra por meio da construção ergonômica e aberta
• Resultados de ensaio precisos são obtidos por meio da batente de centralização ajustável, mesmo com alta performance de amostras.
• No ensaio por ex. de amostras de compostos, o suporte de amostras oferece vantagens devido à sua facilidade de limpeza.
• As garras hidráulicas Corpo sobre Cunha também são adequadas para máquinas servo-hidráulicas para ensaios e se destacam por seu alto conforto na operação. Elas estão conectadas na alimentação de pressão de óleo existente pelas máquinas de ensaios servo-hidráulicas. Quando usado em materiais de ensaio estáticos é necessário um pequeno conjunto.

As garras tipo parafuso e cunha combinam as qualidades mecânicas das garras tipo parafuso e das garras tipo cunha. O ajuste da espessura e a geração da força de tensão prévia fazem-se por aparafusamento. Desta forma, evita-se que o corpo de prova escorregue no início do teste.

Características das garras tipo parafuso e cunha:

• A força de tensão principal é alcançada por via do efeito cunha.
• A força de tensão é proporcional à força de tração (fixação própria) de modo a ser garantida a fixação segura dos mais diversos materiais
• Através de uma grande área de fixação, a pressão de superfície é minimizada evitando que haja quebras nas garras
• Sem remoção da garra, nas garras de grande porte (a partir de Fmax 50 kN), pequenas células de carga, garras, ferramentas e dispositivos de ensaio podem ser adaptados através da
  unidade de inserção opcional, com economia de tempo
• Substituição fácil dos insertos de mordente sem uso de ferramentas
• As garras tipo parafuso e cunha a partir de Fmax 50 kN podem opcionalmente ser operadas com um motor pneumático. A abertura e fechamento nestes suportes de amostras são realizados por um motor pneumático, cuja unidade de controle está localizada diretamente no apoio de amostras
• Baixa altura
• motor pneumático cuja unidade de acionamento se encontra diretamente no suporte de amostras.
• Controle da velocidade de deformação conforme normas DIN EN ISO 6892-1:2009 e ASTM E 8 – 09

Destaque: Função de sincronização desativável

Através da sincronização desativável, os suportes tipo rosca e cunha (a partir de Fmax 10 kN) podem ser tensionados de forma simétrica ou assimétrica. A assimetria é facilmente configurada e se manterá mesmo quando a fixação se repetir. Desta forma, também são possíveis operações com uma só mão (direita ou esquerda) em amostras e corpos de prova assimétricas, e o ponto de união da amostra encontra-se sempre no eixo do teste.

A garra tipo pinça é uma garra de fechamento duplo. A abertura e o fechamento são feitos através de uma alavanca de travamento. A mola pré-tensionada mantém o suporte de amostras aberto para a inserção da amostra. No suporte de amostras fechado a mola pré-tensionada gera a força de travamento necessária. A força de travamento aumenta proporcionalmente ao aumento da força de tração em decorrência do princípio de tesoura. Dessa forma o reajuste automático da tensão no caso de amostras minguantes é garantido.

As garras tipo pinça são utilizadas principalmente para ensaios em plásticos e elastômeros de alta elasticidade. O princípio de operação tipo tesoura produz um forte aumento da força de aperto durante o teste.

Características & Vantagens de Garras tipo Pinça:

• A força de fixação é proporcional à força de tração (fixação própria)
• A mobilidade lateral das garras tipo pinça permite que as amostras sejam sempre carregadas no centro do eixo tensor
• Inserção e fixação rápidas e simples da amostra por meio da construção ergonômica e aberta
• Devido à elevada resistência térmica e à sua pouca altura as garras tipo pinça são adequadas para a instalação em câmaras de temperatura Elas são de fácil operação nesse ambiente e alcançam rapidamente a temperatura de ensaio em virtude de sua baixa massa

Garras articuladas são garras de aperto automático. O travamento é feito pela atuação da alavanca articulada. Por meio do levantamento da alavanca articulada a amostra será inserida. A amostra pode ser posicionada ao redor da alavanca articulada ou, opcionalmente, ser fixada sem deflexão. As garras articuladas são indicadas principalmente para plásticos e isso em quase todas as temperaturas ambiente.

Características das garras articuladas:

• Em virtude da baixa altura de construção e a faixa de temperatura de -15 ... +80 °C a garra também é adequada para utilização em câmaras de temperatura.
• A execução garante o travamento fácil e rápido da amostra.

Nas garras tipo capstan é utilizada uma curva de redução de força. A força no corpo de prova é reduzida ao longo da curva de redução de carga. Por conseguinte, as forças de tensão necessárias podem ser reduzidas nos terminais das garras. A carga máxima de ensaio varia entre os 500 N até 20 kN.

Vantagens das garras com deflexão:

• Com os terminais pneumáticos, a força de tensão permanece constante, o que permite um maior rendimento de amostras
• Centralização automática da amostra através da ranhura de guia da curva de redução da carga.
• A redução simétrica do peso permite que o centro de gravidade das garras fique localizado perto do eixo de tração.
• Nenhuma força transversal é transferida da garra de fixação para o célula de carga.

A garra tipo capstan duplo pode ser utilizada para o travamento de amostras de tração filamentosas de alta elasticidade. Com esse princípio de deflexão surge um desnível de força em dois degraus o qual faz com que a ruptura da amostra ocorra no comprimento de medição sem rupturas por mordente. Após a deflexão do fio duplo um peso tensor (não incluído no escopo de fornecimento) será acoplado. Todos os três rolos são móveis nessa fase para compensar a variação de extensão causada pelo engate do peso tensor. A conciliação dos três comprimentos será adaptada ao material de ensaio. Finalmente o fio duplo será fixado no suporte de amostras cuja altura também é regulável.

Após o fechamento do suporte de amostras as polias serão bloqueadas. Dessa forma são geradas forças de atrito entre os rolos e a amostra as quais diminuem suavemente a força de tração antes do travamento final (suporte de amostras). Isso segura a amostra firmemente e evita rupturas por mordente. Para o travamento do fio duplo é utilizada uma garra com força de fechamento constante uma vez que os materiais a serem testados muitas vezes escapam entre as superfícies de travamento.

A garra tipo capstan duplo é utilizada principalmente para materiais como fios de borracha e fibras elásticas

Vantagens da garra tipo capstan duplo:

• O enlaçamento da amostra ao redor do rolo de redução de força providencia o travamento suave sem rupturas por mordente.
• A garra garante medições de deformação em fios de alta elasticidade.
• Evitar rupturas por mordente significa economia de tempo no ensaio.

A garra tipo cilindro é utilizada no ensaio de amostras de tração em forma de tiras. O auto-travamento do suporte de amostras é providenciado pelo múltiplo enlaçamento da amostra e pela aplicação da força de tração. Para a medição de deformação exata é utilizado um extensômetro sem contato.

Vantagens das garras tipo cilindro

• As garras estão disponíveis com uma escala de medição máxima da força de 2,5 kN a 250 kN
• Em virtude da construção ergonômica, a inserção da amostra na área de fixação livremente acessível pela frente (largura máx. de aperto: 220 mm) é rápida e fácil.
• A garra é adequada para amostras sensíveis ao travamento.
• Elas são adequadas para ensaios em câmaras de temperatura (range de temperatura: -70 ... +250 °C
• Em virtude da baixa altura de construção da garra é possível realizar ensaios com amostras de grande deformação.

Transmissão de força positiva através de cabeças de parafusos, de cabeça cilíndrica e de cabeça roscada. A amostra é inserida com o suporte apropriado no suporte, acessível pela parte dianteira, e centralizada automaticamente no eixo tensor. As garras estão disponíveis com Fmax 50 kN, 250 kN, 600 kN e 1200 kN. Podem ser executados ensaios em aço, metais não ferrosos e plásticos conforme as normas DIN 50125, DIN EN ISO 6892-1, DIN EN ISO 4762, ISO 4017, DIN 6912, DIN EN ISO 898, ASTM E8 e outras.

Um fluxo de carga absolutamente simétrico é garantido através de diversos detalhes construtivos

• A amostra é protegida pela possibilidade de tensão do suporte de amostras. Os golpes causados pela ruptura de amostras são minimizados
• Todos os receptores de amostras envolvem a amostra totalmente. Ao redor dos receptores de amostra para espécimes de cabeça e ombros é colocada uma cápsula de apoio, que evita a dispersão dos receptores.
• Superfícies de rolamento simétrica em suporte de amostras: Os receptores de amostra estão localizados em duas superfícies de rolamento simétricas no suporte de amostras
• A pouca altura economiza espaço na sala de testes.
• Solução totalmente mecânica: Não é necessária uma unidade de comando pneumática, nem um conjunto hidráulico.

A garra é ideal para ensaios em amostras em forma de anel feitas em elastômeros conforme a DIN 53 504, anel normalizado 1 & 2. A garra possui rolos com mancal horizontal. Por meio de uma fita elástica um movimento rotacional autônomo é gerado. O movimento rotacional permite a transmissão de força por travamento positivo. Quando o curso de deslocamento máximo permitido é excedido, a fita elástica desengata.

Vantagens das garras para amostras em forma de anel

• Os rolos operam de forma independente durante o teste através de uma correia dentada ou da mola de faixa helicoidal ou em espiral.
• Fácil inserção da amostra nos rolos com acesso livre (até amostras com largura máx. de 80 mm).
• Disponível dispositivo de proteção contra projeção de resíduos da amostra
• Fmax: 2,5 kN
• Faixa de temperatura: -40 ... +150 °C
• Os rolos livremente acessíveis permitem a inserção fácil da amostra

A garra para molas de tração está disponível em duas versões, o tipo I com Fmax de 50N para arames da mola finos e tipo II com Fmax de 10 kN A transmissão de força ocorre através de cavilhas horizontais de suspensão, disponíveis em vários diâmetros (para um diâmetro do arame da mola com um máximo de 6 mm).

Vantagens dos suportes de amostras para molas de tração

• A amostra pode ser pendurada com facilidade nas cavilhas horizontais de suspensão acessíveis a partir da dianteira do apoio
• Adequado para ambientes com temperatura de - 70 ... + 250 C°