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扭矩試驗機

下載
產業
  • 塑膠
  • 金屬
  • 汽車
  • 醫療
測試荷重
  • 2.5 - 250 kN
  • 2 - 2,000 Nm
測試類型
  • 單軸或雙軸扭轉測試

什麼是扭矩測試?

扭轉最簡單的形式就是扭轉的動作。 各行各業中使用的許多日常材料、元件、元件組件及最終使用者產品在設計上的主要目標就是支援此等移動方向, 產品包括螺絲、彈簧、注射器元件、金屬線材、管道等。

在材料測試的世界中,我們使用扭矩試驗機來模擬此扭轉作動,並協助製造商決定重要的材料性質,包括:

  • 最大扭力
    在試樣破壞前可施加的最大扭力(扭矩力)值。舉例來說,一旦找到螺絲或螺栓的最大扭力,即可計算安全係數並將其納入該產品的扭力強度規格中。
  • 扭矩強度
    試樣的極限強度,以及遭受扭矩負載之試樣在被破壞前可承受的最大扭矩應力。
  • 扭矩剪應力
    由於扭轉運動而作用在試樣橫截斷面上的剪應力。扭矩負載會在試樣的截面上產生不均勻的應力分佈,從中心處的零應力到試樣邊緣處的最大扭矩剪應力。
  • 剪切中的彈性模數
    彈性剪切剛性定義為剪應力與剪應變的比值。比較相同產品時,材料的彈性模數愈高,剛性愈大。結構的剛性 (stiffness / rigidity) 愈大,造成形變所需要的力就愈大。
  • 試樣的斷裂角度
    斷裂角度提供材料在承受扭矩時的延展性量度。舉例來說,依據ASTM F543-13,具有更大斷裂角度的醫用接骨螺絲可以為外科醫生提供更早期的觸覺警示,表明其已達到最大扭矩強度。

視扭轉測試應用而定,可將扭矩試驗機設置為在材料試樣上執行直到破壞點出現,或依據定義的扭力及持續時間執行。 亦可在成品組件上執行,例如藥用注射筆或螺紋頂蓋,以判定裝置的功能是否正常。

ZwickRoell扭轉測試設備

我們的扭矩試驗機及扭轉驅動裝置涵蓋各種扭轉測試,並可因應您的具體應用進行調整。

  • TorsionLine
    扭矩試驗機採用水平扭轉軸及免維護的交流伺服驅動裝置,扭力範圍介於20 Nm至500 Nm之間,若為單軸扭轉測試,則介於1,000 Nm至2,000 Nm之間。
  • zwickiLine
    配備2 Nm或20 Nm扭轉驅動裝置,以進行最高5 kN測試負載的軸向測試及軸向扭轉測試(結合扭轉的拉伸或壓縮)
  • AllroundLine
    配備200 Nm或2,000 Nm扭轉驅動裝置之桌上型或落地型試驗機,以進行最高250 kN測試負載的軸向測試及軸向扭轉測試(結合扭轉的拉伸或壓縮)
  • 扭轉驅動裝置
    扭力介於2 Nm至2,000 Nm的模組化扭轉驅動裝置, 可輕鬆改裝您現有的zwickiLine或AllroundLine材料試驗機。

優勢與特點

扭轉驅動裝置
具有扭轉驅動裝置的zwickiLine材料試驗機
具有扭轉驅動裝置的AllroundLine材料試驗機
TorsionLine材料試驗機

扭轉驅動裝置

  • 因為採用模組化設計,扭轉驅動裝置隨時可依據現有的試驗機進行改裝
  • 模組化設計允許使用 ZwickRoell 標準產品組合中的許多組件,包括試片夾具、測試工具、溫度箱等
  • 在標準電腦上使用我們的testXpert測試軟體進行操作(不需額外的介面卡)
  • 高解析度的旋轉角度及行程量測,實現最大的重複準確度
  • 易於操作和使用方便的操作可實現最大的靈活性
  • 兩個測試軸的同步
用於多軸扭轉測試的zwickiLine材料試驗機

具有扭轉驅動裝置的zwickiLine材料試驗機

  • 單軸及雙軸測試(結合扭轉的拉伸或壓縮)
  • 與我們多種標準元件(試樣夾具、測試工具、溫箱等)完美整合
  • 在標準電腦上使用我們的testXpert測試軟體進行操作(不需額外的介面卡)
  • 高解析度的旋轉角度及行程量測,實現最大的重複準確度
  • 易於操作和使用方便的操作可實現最大的靈活性
  • 兩個測試軸的同步
用於多軸扭轉測試的材料試驗機

具有扭轉驅動裝置的AllroundLine材料試驗機

  • 提供桌上型及落地型機器供選擇
  • 軸向測試及雙軸測試(結合扭轉的拉伸或壓縮)
  • 驅動裝置安裝在上橫樑或移動橫樑上
  • 結合荷重元的扭矩傳感器(如有需要)
  • 與我們多種標準元件(試樣夾具、測試工具、溫箱等)完美整合
  • 在標準電腦上使用我們的testXpert測試軟體進行操作(不需額外的介面卡)
  • 高解析度的旋轉角度及行程量測,實現最大的重複準確度
  • 易於操作和使用方便的操作可實現最大的靈活性
  • 兩個測試軸的同步
用於扭轉測試的試驗機

TorsionLine材料試驗機

  • 生產、品保及研發的理想解決方案
  • 水平測試軸
  • 在整個扭矩範圍內精確測量旋轉角度的最大剛性
  • 高解析度旋轉角度量測
  • 免維護的交流伺服驅動裝置
  • 在標準電腦上使用我們的testXpert測試軟體進行操作(不需要額外的介面卡)
  • 通過最先進的軟體控制實現最大的處理和操作靈活性
  • 帶機電防護鎖的安全裝置(符合 CE 標準)
  • 與我們多種標準元件(試樣夾具、測試工具、溫箱等)完美整合

testXpert 測試軟體

用於軸向測試及軸向扭轉測試的ZwickRoell扭矩試驗機能與我們的測試工具及配件、 testXpert測試軟體以及我們的testControl量測與控制電子裝置無縫互動。

testXpert III具有符合標準的主測試程式,針對多個測試軸進行預先配置,並包含我們的圖形序列編輯器,可使用簡單的功能區塊隨意編寫測試序列程式。

扭矩試驗機是如何運作的?

材料試驗機配備扭轉驅動裝置,可操作並控制旋轉運動的扭力及轉速。依您的測試需求而定,可以使用這些扭矩試驗機進行單軸及多軸負載測試(結合扭轉的拉伸或壓縮)。

若要執行測試,應將試樣置於扭矩試驗機的夾具中,且試樣的一端繞長軸扭轉指定的圈數、指定的時間或直到破壞,具體則取決於您的應用以及測試目的。

施加在試樣上的扭力或扭矩會引發試樣的扭轉,因而導致試樣截面上的應力分佈(剪應力)。 此與拉伸或壓縮負載不同,拉伸或壓縮負載會在試樣的截面上產生均勻的應力。

扭矩測試的常用標準

  • ASTM A938-18—–金屬線材扭矩測試之標準試驗法
    以定義的速度扭轉金屬線材,並測定發生破壞時的總圈數。若圈數是令人滿意的,則表示試樣通過測試。
  • ASTM F543-13—金屬醫用接骨螺絲標準規範及試驗法(Standard Specification and Test Methods for Metallic Medical Bone Screws)
    本標準適用於植入骨內的金屬接骨螺絲。測試扭轉強度,以確保螺絲在插入或移除過程中不會破斷。量測的性質包括標準條件下的扭轉降伏強度、最大扭力及破斷角度。
  • ISO 7800—金屬材料—金屬線材—簡單扭轉試驗(Metallic materials – Wire – Simple torsion test)
    用來測定直徑或特徵尺寸為0.1 mm至14 mm的金屬線材在單方向簡單扭轉下承受塑性變形的能力。執行本測試直至試樣斷裂,或達到規定的圈數為止。
  • ISO 7206-8—外科植入物—半人工及全人工髖關節—第8部:股骨柄在施加扭轉下之耐久性(Implants for surgery – Partial and total hip joint prostheses – Part 8:Endurance performance of stemmed femoral components with application of torsion)
    股骨元件在立即可用(ready-for-use)的狀態下進行測試,且在標準規定的週期數及測試負載期間不會斷裂。

技術總覽

扭矩試驗機的比較
TorsionLine 20/200/500 TorsionLine 1000/2000 zwickiLine AllroundLine AllroundLine
TorsionLine 500 單軸扭轉測試扭矩試驗機 TorsionLine 1000 單軸扭轉測試扭矩試驗機 適用於拉伸-壓縮-扭轉測試的 zwickiLine 扭矩試驗機 適用於多軸拉伸-壓縮-扭轉測試的 AllroundLine 扭矩試驗機 適用於多軸拉伸-壓縮-扭轉測試的 AllroundLine 扭矩試驗機
型號 落地型試驗機 落地型試驗機 桌上型試驗機 桌上型試驗機 落地型試驗機
測試類型 扭轉測試 扭轉測試 拉伸-壓縮-扭轉 拉伸-壓縮-扭轉 拉伸-壓縮-扭轉
測試軸 水平 水平 垂直 垂直 垂直
最大軸向力 - - 2.5 kN
5 kN
50 kN 250 kN
扭轉驅動 20 Nm
200 Nm
500 Nm

1,000 Nm
2,000 Nm

2 Nm
20 Nm

2 Nm
20 Nm
100 Nm
200 Nm
200 Nm
2000 Nm
改裝扭轉驅動裝置 - -
典型應用
  • 塑膠
  • 金屬材料
  • 骨釘
  • 緊固系統
  • 螺釘
  • 複合材料
  • 凸輪軸
  • 電機軸承
  • 塑膠
  • 金屬材料
  • 醫療技術產品
  • 緊固系統
  • 複合材料
  • 萬向接頭軸
  • 電機軸承
  • 凸輪軸
  • 萬向接頭碟盤
  • 減震器
  • 足部義肢
  • 導管連接
  • 瓶閥
  • 離合器碟盤
  • 減震器
  • 複合材料

 

進一步瞭解我們的扭矩試驗機如何協助您解決測試上的挑戰。

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名稱 類型 尺寸 下載
  • 產品資訊:用於扭轉測試的zwickiLine試驗機 PDF 226 KB
  • 產品資訊:用於扭轉測試的桌上型試驗機 PDF 449 KB
  • 產品資訊:用於扭轉測試的落地型試驗機 PDF 248 KB
  • 產品資訊: 20至500 Nm的TorsionLine扭轉試驗機 PDF 263 KB
  • 產品資訊: 1000至2000 Nm的TorsionLine扭轉試驗機 PDF 338 KB

扭矩試驗機的常見問題

扭轉最簡單的形式就是扭轉的動作。 各行各業中使用的許多日常材料、元件、元件組件及最終使用者產品在設計上的主要目標就是支援此等移動方向, 產品包括螺絲、彈簧、注射器元件、金屬線材、管道等。

利用扭轉測試來模擬此扭轉運動,協助製造商決定重要的材料性質。 這些包括最大扭矩(扭轉力)、扭轉強度(扭轉負載下的抗斷裂能力)、扭轉剪應力、彈性剪切剛性(剪力彈性模數)以及試樣的斷裂角度(延展性)。

利用扭矩試驗機模擬材料、元件或最終使用者產品的扭轉運動。材料試驗機的扭轉驅動裝置操作並控制旋轉運動的扭力及速度。若要執行測試,應將試樣置於扭矩試驗機的夾具中。根據應用及測試目的,將試樣的一端繞長軸扭轉指定的圈數、指定的時間或直至其破壞。

在材料測試的世界中,我們使用扭矩試驗機來模擬此扭轉運動,並協助製造商決定日常材料、元件及最終使用者產品的重要性質。扭轉測試用於許多不同的應用,從醫療與製藥行業中的接骨螺絲、Luer lock連接、注射筆及螺紋頂蓋測試,到凸輪軸的扭轉負載以及連接器、螺絲、金屬線材等金屬材料的扭轉測試等。

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