Машины для испытаний на кручение
Загрузить- Пластмасса
- Металлы
- Автопром
- Медицинская техника
- 2,5 - 250 кН
- 2 - 2.000 Нм
- одно или двухосное испытание на кручение
Что такое испытание на кручение?
Испытание на кручение - это механический метод, с помощью которого исследуют деформацию образца в процессе вращения.
Кручение, упрощенно, представляет собой процесс скручивания. Многие используемые в повседневности материалы, компоненты, конструктивные узлы и готовые изделия, применяемые в различных отраслях промышленности, предназначены, в первую очередь, для поддержки этого направления движения. Сюда относятся болты, пружины, компоненты шприцев, проволока, шланги и многое другое.
В мире испытаний материалов мы используем испытательные машины, чтобы моделировать это скручивающее движение и одновременно помогать производителям определять важные характеристики материалов, например:
- Максимальный крутящий момент
Максимальный крутящий момент - это наибольшее значение крутящего момента (крутящее усилие), который можно приложить к образцу, прежде чем он разрушится. Например, после определения максимального крутящего момента шурупа или болта можно рассчитать коэффициент безопасности и включить его в спецификацию прочности продукта при крутящем моменте. - Прочность при кручении
Прочность при кручении описывает прочность образца при разрушении и максимальное напряжение кручения, которое может выдержать образец в процессе скручивающего нагружения, прежде чем разрушится. - Напряжение кручения со сдвигом
Напряжение кручения со сдвигом - это напряжения сдвига, воздействующее на поперечное сечение образца вследствие кручения. Скручивающее нагружение генерирует неравномерное распределение напряжение по сечению образца: от нуля в центре до максимального напряжения сдвига кручения на кромке образца. - Модуль упругости сдвига
Упругая прочность при сдвиге регламентирована как отношение напряжения сдвига к деформации сдвига. При сравнении идентичных продуктов действует правило: чем выше модуль упругости материала, тем больше жесткость. Чем больше жесткость структуры, тем больше усилия требуется для образования деформации. - Угол разрушения образца
Угол разрушения - это мера деформируемости материала, подвергаемого воздействию крутящего момента. Например, согласно стандарту ASTM F543-13 медицинский костный шуруп с увеличенным углом разрушения может дать хирургу более раннее тактильное предупреждение о том, что он достигает максимальной прочности при кручении.
В зависимости от области применения, испытательные машины можно оснащать таким образом, чтобы испытывать образец до разрушения или до определенного крутящего момента и определенной длительности испытания. Можно также испытывать готовые конструктивные узлы (например, фармацевтические автоинъекторы или навинчивающиеся крышки) для определения корректного функционирования прибора.
Примеры использования машины для испытаний на кручение
Машины фирмы ZwickRoell для испытаний на кручение
Наши испытательные машины и торсионные приводы охватывают широкий спектр испытаний на кручение, их можно адаптировать в соответствии со спецификацией заказчика.
- TorsionLine
Испытательная машина с горизонтальной осью кручения, не требующим техобслуживания сервоприводом переменного тока и диапазоном крутящего момента от 20 Нм до 500 Нм или от 1.000 Нм до 2.000 Нм для одноосных испытаний на кручение. - zwickiLine
Оборудована торсионным приводом на 2 Нм или 20 Нм для усилий испытания до 5 кН, для одноосных или двухосных испытаний (комбинация растяжения или сжатия с кручением) - AllroundLine
Настольная или напольная машина с торсионным приводом на 200 Нм или 2.000 Нм для усилий испытания до 250 кН, для одноосных или двухосных испытаний (комбинация растяжения или сжатия с кручением) - Торсионные приводы
Модульные торсионные приводы с крутящими моментами от 2 Нм до 2.000 Нм для простого дооснащения имеющейся испытательной машины zwickiLine или AllroundLine.
Программное обеспечение testXpert
Машины фирмы ZwickRoell для одноосных испытаний на кручение, а также РСК-испытаний (растяжение/сжатие/кручение) работают безупречно в комбинации с нашими испытательными приспособлениями и аксессуарами, нашим программным обеспечением testXpert и нашей измерительной и регулирующей электроникой testControl.
ПО testXpert III располагает нормативной универсальной программой испытаний, предварительно сконфигурированной для нескольких осей испытания и содержащей наш графический редактор для свободного программирования испытательных процессов на основе простых функциональных блоков.
Как работают машины для испытаний на кручение?
Торсионный привод испытательной машины создает и контролирует крутящий момент и скорость крутящего движения. С помощью машин для испытаний на кручение можно - в зависимости от потребностей - проводить испытания с одноосным и многоосным нагружением (испытания на растяжение/сжатие/кручение) .
Для проведения испытания образец зажимают в захватах испытательной машины, далее один конец образца (в зависимости от типа и цели испытания) прокручивают вокруг продольной оси на определенное количество оборотов, в течение определенного времени или до разрушения.
Воздействующий на образец крутящий момент (или усилие скручивания) обуславливает вращение образца, которое вызывает распределение напряжения по площади поперечного сечения образца (напряжение среза). В этом состоит отличие от растягивающего или сжимающего нагружения, которые создают равномерное напряжение по сечению образца.
Часто применяемые стандарты для испытаний на кручение
- ASTM A938-18 – Standard Test Method for Torsion Testing of Wire
Проволока скручивается с определенной скоростью, определяют количество полных оборотов до разрушения образца. Если необходимое количество витков достигнуто, то считается, что образец выдержал испытание. - ASTM F543-13 – Standard Specification and Test Methods for Metallic Medical Bone Screws
Этот стандарт предназначен для металлических костных шурупов, имплантируемых в кости. Прочность при кручении испытывают, чтобы удостовериться в том, что шуруп при вкручивании или выкручивании не сломается. К измеряемым характеристикам относятся предел текучести кручения, максимальный крутящий момент или угол разрушения в стандартных условиях. - ISO 7800 – металлические материалы - проволока - простое испытание на скручивание
Это испытание предназначено для определения способности металлической проволоки диаметром (или характерным размером) от 0,1 мм до 14 мм к пластичной деформации при простом кручении в одном направлении. Испытание проводится до тех пор, пока образец не разрушится, или до достижения определенного количества витков. - ISO 7206-8 - Хирургические имплантаты - частичная и полная замена тазобедренного сустава - ч. 8:Нагружаемость стержней протезов скручиванием
Стержни протезов испытывают в готовом к применению состоянии, они не должны разрушаться в течение регламентированного в стандарте количества циклов при определенном усилии испытания.
Технический обзор
TorsionLine 20/200/500 | TorsionLine 1000/2000 | zwickiLine | AllroundLine | AllroundLine | |
---|---|---|---|---|---|
Modell | Напольная испытательная машина | Напольная испытательная машина | настольная испытательная машина | настольная испытательная машина | Напольная испытательная машина |
Вид испытания | Испытание на кручение | Испытание на кручение | Растяжение/сжатие/кручение | Растяжение/сжатие/кручение | Растяжение/сжатие/кручение |
Ось испытания | по горизонтали | по горизонтали | по вертикали | по вертикали | по вертикали |
Макс. аксиальное усилие | - | - | 2,5 кН 5 кН | 50 кН | 250 кН |
Торсионный привод | 20 Нм 200 Нм 500 Нм | 1.000 Нм 2.000 Нм | 2 Нм 20 Нм | 2 Нм 20 Нм 100 Нм 200 Нм | 200 Нм 2000 Нм |
Можно установить торсионный привод | - | - | ✓ | ✓ | ✓ |
Примеры применения |
|
|
|
|
|
Арт.-№ | 1020233 | 1023835 | ||
Номинальный момент Mnom | 2 | 20 | Нм | |
Допустимое аксиальное усилие | 2.5 | 5 | кН | |
Привод | ||||
Скорость вращения | 0,01...801 0,01...202 | 0,01 ... 20 | 0,01...801 0,01...202 | об/мин |
Делительная окружность, соединительный фланец Ø | 40/753 | 40/753 | мм | |
Потребляемая мощность | 0,5 | 0,8 | кВА | |
Параметры эл. подключения | 230 В AC, 50/60 Гц, 1Ph/PE/N | 230 В AC, 50/60 Гц, 1Ph/PE/N |
- Максимальная скорость Только в сочетании с защитным экраном
- Сниженная скорость при эксплуатации без защитного экрана
- Комплект поставки содержит дополнительные адаптерные фланцы с соединительным пальцем Ø 20 мм.
Арт.-№ | 1020233 | 1023835 | 1027734 | 1027737 | 3005980 | |||
Номинальный момент Mnom | 2 | 20 | 100 | 200 | 200 | Нм | ||
Допустимое аксиальное усилие | 2.5 | 5 | 5 | 50 | 50 | кН | ||
Привод | ||||||||
Скорость вращения | 0,01...801 0,01...202 | 0,01 ... 20 | 0,01...801 0,01...202 | 0,002 ... 20 | 0,002...601 0,002...202 | 0,002...20 | 0,005...501 0,005...202 | об/мин |
Делительная окружность, соединительный фланец Ø | 40/753 | 40/753 | 75 | 75/115 | 75/115 | мм | ||
Параметры эл. подключения | 230 В AC, 50/60 Гц, 1Ph/PE/N | 230 В AC, 50/60 Гц, 1Ph/PE/N | 230 В AC, 50/60 Гц, 1Ph/PE/N | 230 В AC, 50/60 Гц, 1Ph/PE/N | 400 В AC, 50/60 Гц, 3Ph/PE/N | |||
Потребляемая мощность | 0,5 | 0,8 | 2,3 | 2,3 | 5 | кВА |
- Максимальная скорость Только в сочетании с защитным экраном
- Сниженная скорость при эксплуатации без защитного экрана
- Комплект поставки содержит дополнительные адаптерные фланцы с соединительным пальцем Ø 20 мм.
Арт.-№ | 1024998 | 1025005 | ||
Номинальный момент Mnom | 200 | 2000 | Нм | |
Допустимое аксиальное усилие | 250 | 250 | кН | |
Привод | ||||
Скорость вращения | 0,001 ... 10 | 0,001 ... 10 | 0,002 ... 10 | об/мин |
Делительная окружность, соединительный фланец Ø | 115/2201 | 115/2201 | мм | |
Параметры эл. подключения | 230 В AC, 50/60 Гц, 1Ph/PE/N | 400 В AC, 50/60 Гц, 3Ph/PE/N | В | |
Потребляемая мощность | 2.2 | 5 | кВА |
- Комплект поставки содержит дополнительные адаптерные фланцы с соединительным пальцем
Тип | TL 020 | TL 200 | TL 500 | |
Арт.-№ | 1026875 | 1026878 | 1026879 | |
Нагружающая рама | ||||
Испытательный момент (слева/справа) | 20 | 200 | 500 | Нм |
Общая высота с защитным экраном | 1775 | 1775 | 1775 | мм |
Общая ширина с защитным кожухом | 1475 | 1475 | 1475 | мм |
Общая глубина | 650 | 650 | 650 | мм |
Высота испытательной оси | регулируется | регулируется | регулируется | |
Предохранительное оборудование | с электрической блокировкой | с электрической блокировкой | с электрической блокировкой | |
Стопор датчика крутящего момента | ручная активация, электрический контроль | ручная активация, электрический контроль | ручная активация, электрический контроль | |
Вес с блоком электроники, защитным кожухом, датчиком крутящего момента | 185 | 188 | 188 | кг |
Зажимная длина с 4-губочным патроном, макс. | 510 | 510 | 510 | мм |
Зажимная длина с универсальными фланцами (без захватов), макс. | 680 | 680 | 680 | мм |
Диаметр образцов / держателей образца, макс. | 200 | 200 | 200 | мм |
Покрытие | RAL 7011 и RAL 7038 | RAL 7011 и RAL 7038 | RAL 7011 и RAL 7038 | |
Окружающая температура | +10 ... +35 | +10 ... +35 | +10 ... +35 | °C |
Относительная влажность воздуха (без осадков) | 20 ... 90 | 20 ... 90 | 20 ... 90 | % |
Уровень шума | 70 | 70 | 70 | дБ(A) |
Собственная жесткость при кручении | > 1000 | > 1000 | > 1000 | Нм/° |
Аксиальная сила трения при перемещении каретки (без скручивающей нагрузки), ок. | 4 | 4 | 4 | Н |
Привод | ||||
Скорость вращения | ||||
в оборотах | 0,0005 ... 180 | 0,0005 ... 90 | 0,0005 ... 50 | об/мин |
в градусах | 0,072 ... 64800 | 0,036 ... 32400 | 0,036 ... 18000 | °/мин |
Угловое разрешение привода | 3,29 | 1.89 | 0,92 | угл.сек./цифр. |
Точность повторного позиционирования (без изменения направления) | ||||
при 1000 °/мин | ≤ 20 | ≤ 10 | ≤ 10 | угловых секунд |
Зазор при прохождении нулевой точки момента | < 1 | < 1 | < 1 | угловых минут |
Параметры подключения | ||||
Электрическое подключение | 135 | 400 | 400 | В, 1 Ph/N/PE |
Потребляемая мощность | 2.2 | 5 | 5 | кВА |
Частота | 50/60 | 50/60 | 50/60 | Гц |
Тип | TL 1000 | TL 2000 | |
Арт.-№ | 1026880 | 1026881 | |
Нагружающая рама | |||
Испытательный момент (слева/справа) | 1000 | 2000 | Нм |
Общая высота с защитным экраном | 1450 | 1650 | мм |
Общая ширина с защитным кожухом | 2358 | 2580 | мм |
Общая глубина | 860 | 843 | мм |
Высота испытательной оси, от пола | 935 | 958 | мм |
Предохранительное оборудование | с электрической блокировкой | с электрической блокировкой | |
Вес с блоком электроники, защитным кожухом, датчиком крутящего момента | 1500 | 1400 | кг |
Зажимная длина с планшайбой, без держателей образца, макс. | 1000 | 1000 | мм |
Диаметр образцов / держателей образца, макс. | 600 | 600 | мм |
Покрытие | RAL 7011 и RAL 7038 | RAL 7011 и RAL 7038 | |
Окружающая температура | +10 ... +35 | +10 ... +35 | °C |
Относительная влажность воздуха (без осадков) | 20 ... 90 | 20 ... 90 | % |
Уровень шума | 62 | 62 | дБ(A) |
Собственная жесткость при кручении | > 11 500 | > 11 500 | Нм/° |
Сухари для образцов | |||
Соединение с нагружающей рамой (редуктор, датчик крутящего момента) через планшайбу | |||
Диаметр фланца для образцов, со стороны привода | 400 | 400 | мм |
Привод | |||
Скорость вращения | |||
в оборотах | 0,0005 ... 20 | 0,0005 ... 10 | об/мин |
в градусах | 0,18 ... 7200 | 0,18 ... 3600 | °/мин |
Угловое разрешение привода | 0,5 | 0,2397 | угл.сек./цифр. |
Точность повторного позиционирования (без изменения направления) | |||
при 1000 °/мин | ≤ 5 | ≤ 5 | угловых секунд |
Зазор при прохождении нулевой точки момента | < 5 | < 5 | угловых минут |
Параметры подключения | |||
Электрическое подключение | 400 | 400 | В, 3 Ph/N/PE |
Потребляемая мощность | 5 | 5 | кВА |
Частота | 50/60 | 50/60 | Гц |
Загрузки
- Информация о продукте: zwicki-Line для испытаний на кручение PDF 226 KB
- Информация о продукте: настольная машина для испытаний на кручение PDF 449 KB
- Информация о продукте: напольная машина для испытаний на кручение PDF 248 KB
- Информация о продукте: TorsionLine 20 - 500 Нм PDF 263 KB
- Информация о продукте: TorsionLine 1000 - 2000 Нм PDF 338 KB
Часто задаваемые вопросы относительно машин для испытаний на кручение
Испытание на кручение - это механическая испытательная методика, при которой образец скручивают.
При испытании на кручение моделируется вращательное движение для определения производителями материала важных характеристик. К ним относятся максимальный крутящий момент (усилие скручивания), прочность при кручении (прочность разрушения при скручивающем нагружении), напряжение сдвига кручения, упругая жесткость при срезе (модуль упругости среза), а также угол разрушения образца (деформируемость).
Машины для испытаний на кручение моделируют скручивающее движение материалов, компонентов и готовых изделий. При этом торсионный привод испытательной машины создает и контролирует крутящий момент и скорость крутящего движения. Для проведения испытания образец зажимают в захватах испытательной машины. Далее один конец образца (в зависимости от типа и цели испытания) прокручивают вокруг продольной оси на определенное количество оборотов, в течение определенного времени или до разрушения.
В мире испытаний материалов мы используем машины для испытаний на кручение, чтобы моделировать скручивающее движение (вращение) и одновременно помогать производителям материалов, компонентов или готовых изделий определять важные характеристики. Примеры использования разнообразны: от испытаний на кручение костных шурупов, замков Люэра, шприц-ручек с медикаментами, навинчивающихся крышек в области медицины и фармацевтики до скручивающего нагружения распредвалов и испытаний на кручение металлических материалов (соединительных элементов, болтов, проволоки и мн. др.).