Испытательная машина на разрыв

Содержание

Универсальные испытательные машины (разрывные машины)

Сегодня я хочу дать общую информацию о машинах позволяющих проводить испытания и определять физико-механические свойства различных материалов.

Чтобы искусственно воспроизвести эти нагрузки произведенный материал (образец) испытывают, для определения пиковых и номинальных значений работы данного образца.

Испытания проводятся на машинах обеспечивающих определенный тип нагрузки, обычно в Ньютонах (Н). Разрывные машины в основном являются универсальными, так как работают на растяжение и сжатие, и позволяют определять деформацию, упругость, пластичность и многое другое. Но все машины без исключения получают от контроллера три параметра: Нагрузку (Н), Перемещение (мм) и Время (с)
.

Для таких видов нагрузки как крутящий момент специально разработана машина на кручение обеспечивающая вращение образца вдоль своей оси. Изгибающие силы могут быть определены как при испытании на классической разрывной машине, так и при испытании образца на маятниковом копре. Выглядят такие машины как токарный станок с установленным на оси кручения датчика момента.

Часто для определения твердости материала требуется такая машина как твердомер обеспечивающая контроль твердости после производства материала, (например, стали). В зависимости от твердости материала, выбирается тип шкалы: твёрдость более мягких изделий обычно измеряют по шкале Шора или шкале Бринелля; для более твёрдых изделий используют шкалу Роквелла; для совсем твёрдых — шкалу Виккерса.

Еще существуют испытания на усталость и длительную прочность, они в основном проводятся на классических разрывных машинах способных поддерживать образец под постоянной нагрузкой долгое время, и с использованием климатических камер для воссоздания требуемых климатических условий. Единственным отличием от классической разрывной машины является нагрузочная система, выполненная в виде набора грузов, установленных через рычаг. Количество таких машин в лаборатории может достигать десятков штук, а испытания могут длиться от нескольких дней до нескольких недель, месяцев и даже лет.

Существует еще один класс машин: машины трения предназначены для изучения процессов трения и вызванного трением износа, свойств смазочных и фрикционных материалов.

Многие испытательные машины разрабатываются и делаются под заказ так как серийная машина не подходит по тем или иным причинам (габариты испытуемого образца, способ крепления его в захватах, точность измерения, параметры измерения…), заказчиком в основном выступают университеты (если у них хватает финансирования), различные научно-производственные объединения и все те кто может работать не со стандартными материалами.

К любой испытательной машине необходимы захваты для зажима и удержания в процессе испытания образца. Типов захватов очень много, я упомяну некоторые: Тисочные (работают и выглядят также как тиски), клиновые (самозажимные), клещевые (работают и выглядят как клещи). Все захваты со сменными губками под круглые и плоские образцы, а также отличаются насечкой.

Источник

Работаем на «разрыв». Обзор универсальных испытательных машин компании 3R

«Материя является обезличенным произведением болезненного разума. Этот вопрос имеет условный характер. О наличии материи можно говорить, только пока ее воспринимают: «быть — значит восприниматься» © Дж. Беркли

Исторический путь развития цивилизации был невозможен без развития используемых подручных материалов. Яркая иллюстрация этого факта — деление на периоды, в которых один материал сменял другой (каменный — медный — железный — бронзовый век). Cмена эпох всегда сопровождалась сменой материалов для создания новых продуктов. Сейчас мы находимся на пороге очередной «смены», когда вместо общепринятых материалов активно внедряются и успешно используются новые.

Материалы и производственные технологии нового поколения являются основой перехода промышленности к новым технологиям. В РФ действует Госпрограмма по развитию материалов. Стратегия включает 18 направлений, в числе которых, в частности, интеллектуальные материалы, интерметаллиды, наноструктурные материалы и покрытия, монокристаллические жаропрочные суперсплавы, ниобиевые композиционные и другие материалы. Развитие этих направлений должно, в свою очередь, обеспечить реализацию десяти «основных концептов в разных отраслях, включая авиастроение, которые позволят реализовать выпуск прорывных продуктов на российский рынок». Консолидация всего инновационного потенциала в области материалов для всей отечественной промышленности будет сформирована на базе ВИАМ. О возможности создания подобного центра компетенций говорит тот факт, что исследования специалистов института уже нашли свое применение в таких прорывных проектах, как создание самолета MC-21 и двигателя ПД-14. Устойчивое развитие и появление новых материалов и изделий из них заставляет задумываться о том, каким образом обеспечивать их испытание и контроль.

Механические и технологические методы испытаний используются для исследования прочности, деформируемости, пластичности, вязкости и характера разрушения изделия. Различают статическое и циклическое нагружение образцов. В случае одноосного статического нагружения для определения характеристик прочности и пластичности образец исследуемого материала подвергается действию постоянной или медленно и плавно (квазистатически) повышающейся нагрузки. Виды деформации: растяжение-сжатие, изгиб, кручение, сдвиг.

Предлагаемые ООО «Остек-Тест» технические решения по оснащению испытательных подразделений позволяют проводить научные исследования, пилотный и серийный выпуск продукции при достижении экономической эффективности за счет выявления как явных, так и скрытых дефектов на различных стадиях ее изготовления. Совместно с компанией 3R РИС 1, европейским лидером в производстве универсальных испытательных машин, Остек предлагает целый спектр решений для различного вида механических испытаний.

Виды деформации

l00

Модельный ряд испытательных машин компании 3R представлен сериями:

Установки серии Syntech и Syntium спроектированы и произведены на основе технологии RIGI-DRIVE.

Что представляет собой технология RIGI-DRIVE? В чем уникальность этого оборудования?

Технология RIGI-DRIVE — это конструкторская разработка инженеров 3R, сочетание комбинации сервоприводов и шариковинтовой передачи с предварительно нагруженными шестернями. Это обеспечивает высокую точность перемещения на малых скоростях и отсутствие вибрации на средних и высоких скоростях, недостижимые при других типах передачи.

Французская компания 3R основана в 1987 году. Уже 30 лет компания специализируется на проектировании и производстве универсальных испытательных машин и на протяжении 20 лет реализует поставки оборудования на такие предприятия как Lafarge и Airbus. Детали машин и исполнительные механизмы (тонколистовой металл, электрические и гидравлические сборочные модули), система управления (печатные платы, ПО) изготавливаются на заводе площадью 10 000 м2, оснащенном передовым оборудованием.

Качество универсальных испытательных машин базируется на трех показателях:

Все три критерия идеально сочетают в себе универсальные испытательные машины 3R. Удаленное электронное оборудование обеспечивает легкий доступ и наилучшую изоляцию шумов, создаваемых при работе устройств. Установки, построенные по данной технологии, имеют следующие преимущества:

Далее представлен краткий обзор универсальных испытательных машин компании 3R и рассмотрены их основные преимущества.

SYNTHEZ — модель на

SYNTAX — модель на

Защита и конструкция:

SYNTECH — модель на 150, 400 и 700 кН

Защита и конструкция:

Универсальные испытательные машины специального применения серии SYNTIUM (до 2000 кН)

Для проведения испытаний на высоких статических нагрузках требуется кастомизированное оборудование, поэтому на предприятии 3R создан отдел разработок, реализующий проектирование и производство оборудования в соответствии с техническим заданием заказчика.

Обновленная система управления Synt’x

Компания 3R разрабатывает ПО для управления механическими испытаниями РИС 6. Мониторинг и управление режимами реализуется с помощью выносного контроллера или ПК.

Конфигурация ПО позволяет получить доступ к выбранным испытаниям в несколько кликов. Конфигурация программы предусматривает создание и настройку собственных программ испытаний путем перепрограммирования.

Программа Synt’X обеспечивает калибровку и настройку серводвигателя.

Конфигурация интерфейса управления интуитивно понятна, позволяет выбирать параметры испытаний и самостоятельно создавать и строить отчеты испытаний по требуемым параметрам нагружений.

Кроме функций общего контроля Synt’x обеспечивает контроль циклов нагружения, различные типы напряжений, деформаций и перемещений.

Протоколы испытаний

На основании результатов испытаний и измерений формируется отчет по напряжениям, деформациям, перемещениям и максимальной нагрузке РИС 7. Отчет выгружается в программе Excel, что облегчает дальнейшую систематизацию и обработку данных. Программное обеспечение позволяет построить диаграмму растяжения/сжатия испытуемого образца на основе проведенных измерений. Данные испытаний построены на интерфейсе, позволяющем выгружать отчеты в Excel. В 2016 году ООО «Остек-Тест» совместно с 3R проведет русификацию интерфейса софта.

Набор оснасток и средств измерений

Для фиксации образцов и проведения всех видов статических испытаний универсальные испытательные машины могут быть оснащены:

В зависимости от вида нагружений и конфигурации образцов могут быть предложены различные виды захватов и фиксаторов РИС 8.

Средства измерения, такие как экстензометры и видеэкстензометры, позволяют осуществлять мониторинг деформаций и напряжений в различных условиях окружающей среды. Достигаемая точность бесконтактных измерениях достигает 1 микрон. Оценка качества материала, определение его механических и эксплуатационных характеристик, выявление причин потери прочности — вот небольшая часть тех проблем, которые можно решить при помощи данных испытательных машин.

Важно также отметить, что для появления новых материалов во всех сферах промышленности необходимо обеспечивать контроль их свойств (пластичность, вязкость и др.) и закладывать на этапе исследований, разработок и первичных испытаний заданные параметры.

Характеристики

Syntax-25

Предельная нагрузка, кН

Скорость перемещения траверсы

Кол-во направляющих колонн

Макс. ширина рабочего пространства

Мощность севопривода, кВт

Макс. скорость, об\мин.

ООО «Остек-Тест» предлагает всем потенциальным заказчикам убедиться в заявленных характеристиках описанного оборудования и посетить демозал ГК Остек, в котором установлена универсальная испытательная машина Syntax 25.

Для посещения демозала отправьте заявку на электронный адрес test@ostec-group.ru с пометкой: «Демозал. Syntax 25».

О других технических решениях в области механических испытаний читайте в следующих номерах журнала «Вектор высоких технологий».

Источник

Универсальные испытательные машины (разрывные машины). Часть 2

В дополнение первой части пишу продолжение, так как появилось несколько неосвещенных мной вопросов. Первая статья в данной теме была написана как обозревательная разнообразного множества испытательных, разрывных машин.

Хотелось бы начать рассказ с конструкции классической испытательной двух винтовой машины, для лучшего понимания работы подобных систем.

Все подобные двухвинтовые (двухколонные) машины устроены примерно одинаково, основное отличие только в приводной части, обеспечивающей вращение ходовых винтов. Винты обычно ставятся ШВП, но в зависимости от класса (категории) машины могут устанавливаться и трапециидальные. Приводная часть машины состоит из двигателя асинхронного (модернизированного энкодером) или серводвигателя, раньше (лет 20 назад) на сколько я знаю, ставили здоровые движки постоянного типа. Двигатель соединяется с раздаточным редуктором – это может быть как один многоступенчатый редуктор или несколько редукторов различного типа, в основном это червячные редуктора, которые комбинируют друг с другом или с редукторами другого типа, например ременными или как показано на схеме раздаточными косозубыми шестернями. Любая подобная машина состоит из основания, в котором располагается приводная часть и электрическая часть, на основании установлена нижняя плита достаточной толщины чтобы избежать прогибов во время испытаний / нагрузки. Вращение винтов обеспечивает движение подвижной траверсы. Винты крепятся в подшипниковых стаканах в верхней плите (иногда и в нижней). Подобная кинематическая схема образует две зоны для испытаний: нижнюю – между нижней плитой и траверсой и верхнюю – между траверсой и верхней плитой. Кинематическая схема машины заложена с двух кратным запасом в отличие от китайских коллег, это увеличивает дополнительную жесткость, что повышает точность и срок службы, который как я слышал должен быть не менее 10лет, но сколько в реальности они служат пока не знаю, хотя судя по старым машинам годов 80-х, то со сроком службы у них все в порядке.

Исходя из простого описания конструкции, наверное становится понятно чем отличается простой магазинный пресс от испытательной машины. Из комментариев к прошлой статья я заметил, что многие путают, или не до поняли, или потому что я не уточнил, что есть два типа машин по типу создания нагрузки (перемещения траверсы): гидравлические и винтовые.

Гидравлические машины обычно рассчитаны на большие нагрузки, от 10тонн и выше (в магазине продаются пресса и на меньшую нагрузку). У них есть такая проблема как точность позиционирования, особенно она зависит от скорости перемещения штока, наличие гидростанции тоже создает некоторые сложности. А устанавливать сервогидравлику очень дорого (по ценам не сориентирую, давно не интересовался). Изготавливать самим, требует достаточных временных и финансовых затрат (почему бы в это не вложится, постараюсь разъяснить в ценообразовании).

Мы (наша организация) в основном разрабатываем и производим винтовые машины с нагрузкой до 20тонн, кинематика которых описана выше.

Магазинные пресса уступают испытательным машинам, так как в них отсутствует определенная жесткость конструкции, датчик силы, нестабильные скоростные характеристики, система получения информации и управления. Да и вообще основное отличие – это назначение, пресс не может являться испытательной машиной.

Испытательная машины является испытательной, если на нее получен сертификат поверки из ЦСМ (Центр Стандартизации, Метрологии), и она занесена в государственный реестр. Так же, исходя из ГОСТа (если такой существует) на испытание того или иного материала, в нем прописан ГОСТ, на требования которым должна соответствовать испытательная машина.

Теперь то, что касается точности. Она помимо жесткости и прецизионности сборки машины еще зависит от класса применяемых датчиков и электроники способной обработать полученные с них данные. В машине используются датчики перемещения (энкодеры) и датчики силы (тензодатчики). В качестве энкодеров в основном используются инкрементные датчики угла поворота от 2000 импульсов на оборот, установленный на один из ходовых винтов. Силовую (нагрузочную) характеристику снимает тензодатчик, обычно они построены на основе тензорезисторов включенных по мостовой схеме.

С этого типа датчика получаем аналоговой сигнал, который обрабатывается АЦП и значение передается в основной контроллер. По исполнению они бывают: S-образные, в виде шайбы и бруска. С помощью тонзометрических датчиков можно измерять не только нагрузку но и деформацию, но в очень маленьком диапазоне (1-2мм).

Теперь про ПО (программное обеспечение), расскажу про то которое писал лично, сейчас же используется ПО другого программиста так как я уперся в профессиональные знания, которых у меня не хватало, да и одному заниматься от разработки и производства механики до программного обеспечения – это уже слишком. Упущу описание электронной части, но вкратце скажу что между ней и компьютером происходит двухсторонний обмен информацией. На ПК приходит массив данных о силе и перемещении и времени, также информация о состоянии кнопок, конечников.

В ПО на ПК происходит тарировка (калибровка), значений с датчиков, полученных из массива. То есть происходит соотношение напряжения полученного с датчика силы с реальным значением нагрузки (массы, например кг или Н). Значению полученных импульсов с энкодера тоже присваивается определенно расстояние перемещения ходовой траверсы, точнее происходит соотношение одного импульса датчика с перемещением траверсы. Когда все значения: нагрузка, перемещение, скорость, показываются нам в требуемых величинах, но можно переходить к настройке испытания. Простое испытание в котором требуется определить максимальную нагрузку при которой разрушается образец, настраивается только критерий останова машины при разрушении образца. Что это значит: это условие при котором испытание автоматически завершится, движение траверсы остановится и результаты появятся в таблице. Это условие еще необходимо при сложных испытательных зависимостях, например, таких как на металл. Критерий останова — это процентная составляющая нагрузки, спад которой произойдет за определенное время. Помимо максимального разрушающего усилия можно рассчитать еще много параметров, которые зависят от физических размеров образца. Обычно для набора статистики, испытания складываются в серии испытаний.

Снял не большое видео по программе, думаю, кому сильно интересно то можно разобраться, все подписано на Русском языке. Вкратце по технической части затронул многое, не знаю, на сколько хорошо и доступно удалось все изложить, пишите в комментариях.

Теперь о наболевшем! О торгашах и «законах рынка»… Сразу рассказу о ценообразовании. И на сколько я знаю это относится (можно отнести) не только к испытательным машинам.

К примеру, возьмем машину с нагрузкой до 5тонн: Конструирование вместе с производством, покупными элементами обходится в 300т.р. это все штучное производство и постоянно от новой к новой машине, что то правится и добавляется (я имею ввиду конструкцию). Цена указанна с прибылью.

Электрическая часть, в которую входит двигатель, привод, датчики, кнопки, провода, контроллер, компьютер, программное обеспечение, и все вместе с прибылью (ЗП разработчикам) это выходит в 150 т.р.

В итоге машина собрана, налажена и готова к работе за 450 т.р., остаются некоторые второстепенные расходы на получения сертификата поверки и упаковки, в сумме это не более 15 т.р. Внесение одного типа машины в гос. реестр, стоит примерно 250 т.р. и на все время производство подобных машин, (эту цену включать в общую стоимость машины пока не будем). Стоимость продажи машины торгашом выходит от 700 т.р. Это я описал примерную стоимость бюджетного варианта машины с трапециидальными винтами.

Торгаш, получается, наваривает с продажи одной машины от 200 т.р. и больше, но что он в реальности сделал: в виду того, что раньше он работал на дядю в этой области заимел опыт работы и продаж, заимел сайт, нашел разработчиков электроники (самостоятельная организация), разработчиков механики (нас — самостоятельная организация). Как бы он молодец, но чуть снизив свой доход можно было бы увеличить продажи (особенно в кризис) и тем самым увеличились бы заработки разработчиков механики и электроники. А нет, он начал торговаться с нами, чтобы мы снизили цену, но мы и так работаем с минимальной выгодой только чтобы платить заработную плату рабочим, в итоге получилось так что за разработку и конструирование мы не чего не берем. Работаем за идею – глупо конечно в наше время, но работать тоже надо… Здесь наверное не место конечно чтобы рассуждать на этот счет…

Описал на сколько смог ценообразование, про торгашей конечно отдельная история. Дело не в личностях, а в системе, так как им без разницы что продавать, от них страдает экономика нашей страны, да и вообще по моему мнению это женское занятие, но что делать работа есть работа, кушать все хотят, кто знает, может и я лично устроюсь торговать.

Если присутствуют здесь торгаши, прошу не обижаться — «по отдельности вы не плохие ребята».

Источник

Испытательные машины

Инновационное оборудование для определения физико-механических свойств материалов

Каталог испытательных машин

rgm

rem

dinam

Машины для испытаний на усталость

mip

Машины для испытания пружин УМП

ekstenz

Приборы для измерения деформации образца

sti

Системы температурных испытаний СТИ

kink

Машины для испытания на перегиб

mks

Машины на кручение (скручивание) проволоки МКС

zahvaty

Захваты для разрывных машин

mio

Машины для изготовления образцов МИО

Скачать каталог оборудования ООО «Метротест» в PDF

Испытательные машины представляют собой испытательные установки, состоящие из нагружающего устройства с гидравлическим или электромеханическим приводом и шкафа управления.

Машины предназначены для проведения испытаний на растяжение, сжатие, изгиб, износ, деформации, статической усталости, кручение (скручивание) образцов из металлов, строительных материалов, резины, бумаги, полимерных и других материалов, а также отдельных изделий и их элементов.

В нашем каталоге представлены:

Модификации испытательных машин предполагают возможность приобретения оборудования, работающего в ручном режиме управления и измерения (базовая модификация), в ручном режиме управления с компьютерной обработкой результатов испытаний (компьютеризированная модификация) и оборудования, работающего в автоматическом режиме управления и обработки результатов испытаний (автоматизированная модификация).

Испытательные машины компании «Метротест» сертифицированы и внесены в Государственные реестры средств измерений России, Республики Казахстан и Республики Беларусь.

Источник