Stroji in merilniki za natezno preskušanje
Natezni merilnik ali natezni preskusni stroj se uporablja za določanje trdnosti in deformacijskega obnašanja materiala do točke zloma. Izbira pravega stroja za natezno preskušanje je odvisna od materiala, ki ga je treba preskusiti, in standardov, ki jih je treba upoštevati.
Kaj je natezni merilnik? Vrste nateznih merilnikov Video: zwickiLine Tipične strojne komponente Avtomatsko natezno preskušanje Kaj je natezno preskušanje? Primeri uporabe Standardi Izbira pravega stroja
Podrobne informacije o nateznih preskusih:
Kaj je natezni merilnik?
Natezni merilnik, znan tudi kot merilnik za vleko ali univerzalni preskusni stroj (UTM), je elektromehanski preskusni sistem, ki uporablja natezno (vlečno) silo na material za določitev natezne trdnosti in obnašanja deformacije do zloma.
Tipičen stroj za natezno preskušanje je sestavljen iz silomera, prečke, ekstenziometra, čeljusti, elektronike in pogonskega sistema. Nadzira ga programska oprema za preskušanje, ki se uporablja za določanje nastavitev stroja in varnosti ter shranjevanje parametrov preskušanja, opredeljenih s standardi preskušanja, kot sta ASTM in ISO. Količina sile, ki deluje na stroj in raztezek vzorca se beležita med preskusom. Merjenje sile, ki je potrebna za raztezanje ali podaljšanje materiala do točke trajne deformacije ali zloma, pomaga oblikovalcem in proizvajalcem napovedati, kako se bodo materiali obnesli, če bodo uporabljeni za predvideni namen.
ZwickRoell stroji za natezno preskušanje, vključno s stroji zwickiLine, ProLine, AllroundLine in E-serijo (natezni preskusni stroj za velike preskusne sile, ki se začnejo pri 330 kN), so posebej zasnovani za izpolnjevanje zahtev strank na podlagi zmogljivosti preskušanja, vrst materiala, aplikacij in industrijskih standardov, kot je npr. ASTM E8 za kovine, ASTM D638 za plastiko, ASTM D412 za elastomere in še veliko več. Poleg splošne varnosti in zanesljivosti sistema, ZwickRoell načrtuje in gradi vsak univerzalni preskusni stroj s poudarkom na zagotavljanju:
- Visoka stopnja prilagodljivosti zaradi enostavnega upravljanja
- Enostavne prilagoditve zahtevam strank in standardov
- Zmogljivosti razširitve, ki so odporne na prihodnost, ki rastejo z vašimi potrebami
Video: natezni merilnik zwickiLine
zwickiLine stroj za natezno preskušanje za majhne preskusne obremenitve do 5 kN
- Namestitev na mizo in enostaven transport
- Visoko zmogljiv, prilagodljiv in stroškovno učinkovit
- Tipične aplikacije vključujejo preskuse natezne trdnosti za spremljanje proizvodnje, kontrole blaga, zagotavljanje kakovosti ter demonstracije in poučevanje na univerzi ali drugi akademski ustanovi
Katere so tipične komponente stroja za natezno preskušanje?
- SILOMER (1)
Silomer pretvori silo napetosti v električni signal, ki ga je mogoče izmeriti. Silomeri ZwickRoell zagotavljajo ne samo visoko kakovost izdelkov, ampak tudi brezhibno združljivost z vsemi našimi strojnimi komponentami. - EKSTENZIOMETER (2)
Ekstenziometer je naprava, ki meri raztezanje vzorca, znana tudi kot meritev deformacije. Skoraj vsi standardi za natezno preskušanje, kot sta ASTM in ISO, zahtevajo merjenje deformacij. - ČELJUSTI (3)
Čeljusti tvorijo mehansko povezavo med vzorcem in strojem za natezno preskušanje. Njihova funkcija je prenos gibanja prečke na vzorec in prenos preskusne obremenitve, ki nastane v vzorcu, na silomer. - PREMIČNA PREČKA (4)
Premična prečna je v bistvu prečni nosilec, ki se krmili za premikanje navzgor ali navzdol. Pri nateznem preskusu je hitrost prečke preskusnega stroja neposredno povezana s stopnjo deformacije (raztezka) v preskusnem vzorcu. - ELEKTRONIKA (5)
Elektronika krmili gibljive dele stroja za natezno preskušanje. Hitrost prečke in posledično stopnjo obremenitve je mogoče krmiliti z mikroprocesorjem v zaprti zanki servo krmilnika (motor, povratna naprava in krmilnik). - PROGRAMSKA OPREMA (7)
Naša programska oprema za preskušanje je izjemno uporabniku prijazna rešitev, ki jo vodi čarovnik in temelji na sistemu Windows, ki uporabnikom omogoča nastavitev preskusnega sistema, konfiguracijo in izvajanje preskusov ter ogled rezultatov. - POGONSKI SISTEM (6)
Pogonski sistem dovaja elektriko v motor stroja za natezno preskušanje v različnih količinah in frekvenci, s čimer posredno nadzoruje hitrost in navor motorja.
Vse komponente nateznega merilnika ZwickRoell so zasnovane tako, da brezhibno delujejo skupaj.
Samodejno natezno preskušanje
Za avtomatizirane natezne preskuse je preskusni stroj dopolnjen z robotskim sistemom za preskušanje, ki vzame vzorce iz šaržerja in jih vstavi v čeljusti stroja. Priključimo lahko tudi 2D čitalnik kod, napravo za merjenje prereza ali, odvisno od preskusa, merilnik trdote ali sistem za merjenje hrapavosti. Odstranjevanje ostankov vzorcev je prav tako urejeno z avtomatiziranim sistemom za natezno preskušanje.
Prednosti, ki jih zagotavljajo robotski sistemi, veljajo tako za velike kot za majhne preskusne serije:
- Do sedaj so avtomatizirano natezno preskušanje uporabljali predvsem laboratoriji z velikimi količinami vzorcev. Brez potrebe po prisotnosti operaterja se lahko popolnoma samodejni sistem za natezno preskušanje uporablja v nočnih izmenah in čez vikend, z dosledno visoko stopnjo učinkovitosti, 24/7.
- Tudi pri majhnih preskusnih serijah, ki se začnejo s približno 10 vzorci, se avtomatski sistem za natezno preskušanje izkaže za koristnega. Z uporabo enostavnega robotskega sistema za natezne preskuse je usposobljeno laboratorijsko osebje razbremenjeno rutinskih obveznosti in je zato na voljo za zahtevnejše naloge.
Popolnoma samodejni natezni preskus odpravlja subjektivne vplive operaterja, kot je temperatura roke ali poševno vpenjanje na vzorcu in preskusnemu sklopu. Posledica tega je visoka stopnja natančnosti in obnovljivosti, kakovost rezultatov preskušanja pa je bistveno izboljšana.
ZwickRoell je globalno vodilno podjetje na področju preskušanja materialov in ponuja visoko raven strokovnega znanja na področju avtomatiziranega nateznega preskušanja. Po vsem svetu smo dobavili več kot 600 sistemov za avtomatsko preskušanje in vsako leto še naprej nameščamo približno 40 sistemov. Ponosni smo na našo sposobnost prilagajanja prave rešitve preskušanja edinstvenim poslovnim zahtevam vsake stranke, pri čemer zagotavljamo prilagojene rešitve, podprte z dolgoročnimi storitvami in podpornimi partnerstvi.
Če vas zanima več o pravi robotski rešitvi nateznega preskušanja za vaše preskusne izzive, vas spodbujamo, da stopite v stik z našo ekipo.
Kaj je natezno preskušanje?
Natezni preskus je preskus, ki se uporablja za ugotavljanje, kako se material odziva na uporabljeno (vlečno) silo. Lastnosti, ki se neposredno merijo med izvajanjem nateznega preskusa, so končna natezna trdnost, največji raztezek in zmanjšanje površine. Iz teh meritev je mogoče določiti tudi naslednje lastnosti: modul elastičnosti (Young modul), deformacijo (Poissonov količnik), trdnost popuščanja in karakteristike deformacijskega utrjevanja.
- Končna natezna trdnost - največja natezna obremenitev, ki jo material lahko prenese, preden se zlomi
- Največji raztezek – največja obremenitev, ki jo lahko material doživi pred porušitvijo
- Zmanjšanje površine – primerjava med prvotno površino prečnega prereza vzorca in najmanjšo površino prečnega prereza istega vzorca po popolnem zlomu. Uporablja se kot indikator za prikaz, v kolikšni meri se bo material deformiral, ko je izpostavljen natezni obremenitvi.
- Young modul - v bistvu togost materiala. To pomeni, da kaže, kako enostavno se bo material upognil ali raztegnil:
- Young modul = napetost/deformacija
- Napetost = sila/površina prečnega prereza
- Deformacija = sprememba dolžine/prvotna dolžina
- Poissonov količnik - razmerje med spremembo širine in spremembo dolžine v smeri raztezne sile.
- Meja popuščanja – največja natezna napetost, ki jo lahko podvrže elastični material, preden pride do trajne deformacije.
- Lastnosti deformacijskega utrjevanja – deformacijsko utrjevanje, imenovano tudi delovno utrjevanje, se pojavi, ko se material raztegne čez točko popuščanja. Deformacijsko utrjevanje poveča mehansko odpornost in trdoto, vendar zmanjša duktilnost. Proizvajalci lahko uporabijo te informacije, da določijo material, ki izpolnjuje njihove zahteve glede duktilnosti, hkrati pa ohranja najvišjo možno trdnost.
Podatki, pridobljeni med nateznim preskusom, se lahko narišejo na graf, da se ustvari krivulja napetost/deformacija.
Ta krivulja napetost/deformacija prikazuje krivuljo z visoko stopnjo deformacijskega utrjevanja (1) in z nizko stopnjo deformacijskega utrjevanja (2) po točki popuščanja.
Proizvajalci v vseh panogah, od plastike in kompozitov, do avtomobilske industrije, industrija hrane in pijač ter visoko regulirane medicinske in farmacevtske industrije, uporabljajo opremo za preskušanje nateznosti za izvajanje industrijskih standardnih preskusov za natančno merjenje opredeljujočih lastnosti njihovega materiala, zagotavljanje skladnosti s standardi in na koncu lahko zagotovijo kakovost in varnost svojih izdelkov.
Primeri uporabe nateznega preskušanja vključujejo:
- Plastična embalaža − natezna sila se uporablja za vzorec plastičnega materiala, da pomaga proizvajalcem pri določanju zaščitnih lastnosti plastike, ko je ta izpostavljena vlečnim silam, kot so tiste, ki se na primer pojavijo med procesi pošiljanja.
- Jeklene palice za armiranje betona − natezni preskusi na kovinskih vzorcih se uporabljajo za določanje različnih mehanskih lastnosti, kot so trdnost popuščanja, končna natezna trdnost, raztezek in zmanjšanje površine, da bi proizvajalcem pomagali ne le pri izpolnjevanju oglaševane kakovosti in visokozmogljivih specifikacij, temveč tudi pri izpolnjevanju skladnosti z industrijskih standardov za zagotovitev, da so izdelki varni za sprostitev na trg.
- Gumene zmesi za uporabo v pnevmatikah – raztezek in natezna trdnost gume pnevmatik se preskušata za namene nadzora kakovosti, da bi se izognili okvaram pnevmatik, kot so ločevanje tekalne plasti in izpihovanje.
Skupni standardi za natezno preskušanje
ASTM in ISO sta dva skupna standarda za preskušanje materialov. To je nekaj najpogosteje uporabljenih standardov za natezno preskušanje:
- Kovine - ASTM E8 / ASTM E21 / ISO 6892-1 / ISO 6892-2
- Plastika - ASTM D638 / ISO 527-2
- Guma in elastomeri - ASTM D412 / ISO 37
- Kompoziti, ojačani z vlakni - ASTM D3039
Na kaj moram biti pozoren pri izbiri nateznega preskusnega stroja?
Po kakovosti, zanesljivosti preskusnih rezultatov, ceni in uporabi je treba pri izbiri vašega stroja upoštevati številne druge dejavnike:
- Fleksibilnost – možnost preskušanja širokega nabora materialov v širokem razponu obremenitev, integracija in enostavna menjava med dodatki, posebej zasnovanimi za posamezne industrijske standarde, vrste materialov in aplikacij, možnost upravljanja stroja z ali brez osebnega računalnika ter mehanska modularnost, ki omogoča razširitev in prilagoditev vašega stroja z uporabo številnih razpoložljivih preskusnih naprav in čeljusti, vse to prispeva k splošni prilagodljivosti vašega preskusnega stroja.
- Varnost – varnost vašega nateznega merilnika je nujna in se razteza od implementacije fizičnih varnostnih funkcij, kot so zunanja varnostna vrata, varnostna ohišja, varnostne zapore in omejevalniki, do nadzora programskega sistema in upravljanja uporabnikov. ZwickRoell je posvečen oblikovanju naših sistemov za preskušanje z varnostjo operaterja in stroja v ospredju.
- Enostavnost uporabe – ključno je izbrati sistem za preskušanje, ki je tako po zasnovi kot po delovanju prefinjen, hkrati pa operaterjem omogoča enostavno namestitev preskusnih naprav, nastavitev preskusnih konfiguracij, izvajanje preskusnih programov, izvajanje preskusov in interpretacijo rezultatov.
- Prilagodljivost – razvoj trga in standardne zahteve se vedno razvijajo. Ko se odločate za natezni merilnik, se morate prepričati, da se vaš stroj lahko prilagodi tem spremembam – od dodatkov in napeljav do elektronike in programske opreme.
- Programska oprema – programska oprema za preskušanje je namenjena olajšanju postopka preskušanja operaterju in zagotavljanju enotnih in standardno skladnih preskusnih konfiguracij. Naša programska oprema za preskušanje je zasnovana z mislijo na uporabniški in laboratorijski potek dela.
- Knjižnica standardov – naša programska oprema za preskušanje vključuje več kot 600 standardnih preskusnih programov, ki vam omogočajo, da izberete pravi program, ki je skladen s standardom za vašo aplikacijo, poenostavi nastavitev in konfiguracijo preskusa ter vam na koncu prihrani čas in trud ter zmanjša možnost napak. Za preskuse, ki presegajo standard ali za zmožnost svobodne konfiguracije preskusnega zaporedja vašega stroja, naša programska oprema ponuja vnaprej pripravljene glavne preskusne programe.
- Inteligentni čarovnik – inteligentni čarovnik vodi uporabnika skozi preskusno konfiguracijo.
- Poročila – ne glede na to, ali so preprosta ali prilagojena, vam naša programska oprema omogoča definiranje poročil s skoraj neomejenimi možnostmi, skupaj z možnostjo shranjevanja, izvoza in tiskanja.
- Avtomatizacija - vse več je uporabe avtomatizacije pri preskušanju materialov, še posebej, ker lahko že najmanjše motnje spremenijo izmerjene vrednosti. ZwickRoell ponuja široko paleto možnosti za avtomatizacijo pri preskušanju materialov. Sistemi za preskušanje segajo od učinkovite avtomatizacije majhnih serij preskusov z uporabo sodelujočih robotov v laboratoriju do popolnoma avtomatiziranih preskusnih laboratorijev, ki delujejo 24 ur na dan.
- Poprodajna podpora – ZwickRoell zagotavlja individualno prilagojene storitve in podporo skozi celoten življenjski cikel našega preskusnega stroja. Nudimo strokovne storitve umerjanja, preventivno vzdrževanje in preglede, tečaje usposabljanja, storitve selitve strojev, kvalifikacijske storitve, podporno linijo in podporo strankam ter zajamčeno razpoložljivost nadomestnih delov vsaj 10 let po prenehanju proizvodnje.
- Stabilnost podjetja – zgodovina ZwickRoell sega več kot 160 let nazaj. Ponosno stojimo na trdnih temeljih 187 strokovnjakov za izdelke in industrijo, 347 zaposlenih v servisih, 80.000.000 preskusov, ki jih letno opravijo naši stroji.
Pogosto zastavljena vprašanja
Natezni merilnik, znan tudi kot merilnik za vleko ali univerzalni preskusni stroj (UTM), je elektromehanski preskusni sistem, ki uporablja natezno (vlečno) silo na material za določitev natezne trdnosti in obnašanja deformacije do porušitve.
Za preskušanje natezne trdnosti se uporablja natezni stroj (natezni merilnik) ali univerzalni stroj, to je stroj za preskušanje materialov. Ta elektromehanski preskusni sistem uporablja nadzorovano silo in deformacijo materiala ter meri silo, potrebno za raztezanje ali podaljšanje materiala do točke trajne deformacije ali zloma.
Najprej se vzorec vpne v čeljusti univerzalnega preskusnega stroja. Vzorec nato enakomerno raztegnemo, dokler se ne poruši. Med celotnim trajanjem preskusa se deformacija in natezna sila merita, beležita in ovrednotita.