Электронные универсальные испытательные машины: практическое руководство для покупателей лабораторий качества

Поступившая партия стального крепежа не прошла визуальный контроль, и заводской сертификат является единственным доказательством соответствия материала указанной марке. Инженер по качеству не может несколько дней ждать сторонней лаборатории; ответ должен прийти теперь после испытания на растяжение. Именно по этому сценарию электронные универсальные испытательные машины стали стандартным оборудованием в лабораториях материалов, производственных линиях и исследовательских центрах, которые не могут позволить себе доверять характеристикам материала на бумаге.

Что такое электронная универсальная испытательная машина?

Электронная универсальная испытательная машина (UTM) представляет собой единую испытательную рамку, которая может выполнять испытания на растяжение, сжатие, изгиб, сдвиг и отслаивание путем замены приспособлений и испытательного программного обеспечения. В отличие от специального аппарата, предназначенного для одной процедуры, UTM сочетает в себе тензодатчик, управляемый привод траверсы и жесткую раму в одном корпусе. Оператор устанавливает правильные захваты, устанавливает скорость, и машина непрерывно регистрирует силу и смещение.

«Электронная» часть относится к системе измерения и привода. Серводвигатель приводит в движение шариковый винт, который перемещает траверсу, а тензодатчик измеряет силу с высоким разрешением. Такая конструкция обеспечивает точный контроль скорости и достоверность данных, поэтому электронные UTM предпочтительнее для работ, где точность критически важна. Для металлических материалов испытание на растяжение в соответствии с ISO 6892-1 или ASTM E8 позволяет определить значения предела текучести и удлинения, используемые в сертификатах материалов. Что касается пластмасс, одна и та же рама может выдерживать испытания по стандарту ISO 527, просто переключая захваты и настройки нагрузки.

Тесты, которые можно запустить на электронном UTM

Ценность UTM становится очевидной, когда одна машина заменяет несколько специализированных тестеров. В таблице ниже приведены наиболее распространенные режимы тестирования.

Большинство электронных UTM также могут выдерживать низкую циклическую и повторяемую нагрузку, если это поддерживает контроллер, поэтому одну и ту же раму можно использовать для простых проверок усталости между различными партиями материалов.

Электронные и гидравлические универсальные испытательные машины

Инженеры часто задаются вопросом, лучше ли электронный UTM, чем гидравлический. Ответ зависит от диапазона силы и контроля скорости. В электронных машинах используется серводвигатель и шариковый винт; это обеспечивает точный контроль скорости и более точные данные о силе перемещения при низких скоростях траверсы. Гидравлические машины используют насос для перемещения поршня, что делает их более подходящими для очень высоких мощностей и тяжелых, повторяющихся работ в тяжелых условиях.

Для большинства работ по контролю качества от 1 до 600 кН электронная машина обеспечивает достаточную жесткость при меньшем потреблении энергии и более простом обслуживании. Если ваша лаборатория в основном тестирует крупные металлические детали с усилием более 600 кН, гидравлическая машина может быть более практичной. Подробное сравнение электронные и гидравлические универсальные испытательные машины может помочь вам взвесить компромиссы, прежде чем тратить деньги.

На что обратить внимание при выборе электронного UTM

Машина хороша настолько, насколько ее рама, тензодатчик, программное обеспечение соответствуют требованиям и работе, которую вы в нее вкладываете. Начните с механических решений, затем проверьте программное обеспечение и сервис.

Грузоподъемность рамы и датчик нагрузки

Начните с максимальной силы, которую вы ожидаете. Раму на 50 кН нельзя впоследствии безопасно модернизировать до 100 кН, поэтому приобретите достаточную жесткость и резервную мощность. Для рутинных испытаний металлов выберите раму с запасом высоты на 20–30 процентов выше максимальной нагрузки. Наиболее распространенной ошибкой при покупке является недостаточное определение рамы в целях экономии, а затем обнаружение того, что траверса отклоняется слишком сильно, что не позволяет получить точные показания экстензометра. Также проверьте защиту от перегрузки, аварийную остановку и передние ограждения; они защищают оператора и тензодатчик во время отказов, вызванных сильными нагрузками.

По этой причине многие лаборатории выбирают модульную двухколонную раму, такую ​​как компьютеризированная электронная универсальная испытательная машина серии WDW.

Компьютеризированная электронная универсальная испытательная машина серии WDW Эта модульная двухколонная рама считается сбалансированным выбором для лабораторий, которым требуется нагрузка 10–100 кН. Он поддерживает растяжение, сжатие, изгиб и многое другое благодаря гибким тензодатчикам и простому программному обеспечению управления. Посмотреть продукт →

Одноколоночный или двухколоночный?

Одноколонные машины компактны и хорошо подходят для испытаний с малой нагрузкой ниже 5 кН. Двухколонные машины более жесткие, принимают более широкие образцы и выдерживают большие нагрузки. Для контроля качества производства двухстоечная рама в диапазоне 10–100 кН обеспечивает наилучший баланс между размером, стоимостью и универсальностью.

На производственных линиях, где машина работает большую часть дня, самосмазывающийся привод сокращает необходимость регулярного технического обслуживания и обеспечивает постоянство движения крейцкопфа в течение длительных смен.

Самосмазывающаяся электронная универсальная испытательная машина серии WDW с микрокомпьютерным управлением Эта самосмазывающаяся модель подходит для непрерывного производства, предлагая низкие эксплуатационные расходы и стабильное движение траверсы. Его прецизионный привод и датчики высокого разрешения помогают поддерживать стабильные результаты испытаний в течение длительных смен. Посмотреть продукт →

Диапазон скоростей и точность

Электронные UTM обычно обеспечивают скорость траверсы от 0,01 мм/мин до 500 мм/мин. Поскольку серводвигатель поддерживает постоянную скорость траверсы в течение длительного времени, электронные универсальные испытательные машины обеспечивают стабильная производительность для непрерывного тестирования , поэтому результаты можно сравнивать между сменами. Точность весоизмерительного датчика должна соответствовать классу 0,5 или выше, что означает, что указанная сила находится в пределах 0,5 процента от истинного значения. Если вы тестируете тонкие пленки или эластомеры, диапазон низких скоростей и меньший тензодатчик более важны, чем высокая грузоподъемность кадра.

Программное обеспечение и отчетность по данным

Программное обеспечение — это то, где современный UTM оправдывает свою стоимость. Хороший пакет автоматически рассчитывает предел прочности, испытательное напряжение, модуль упругости и удлинение и экспортирует отчеты в форматах, принимаемых вашей системой качества. Он также должен хранить специальные процедуры испытаний, чтобы оператору не приходилось повторно вводить параметры между партиями. Функции автоматизации позволяют машине анализировать последовательность образцов и получать усредненные результаты без вмешательства оператора.

В лабораториях с высокой производительностью электронная универсальная испытательная машина с микрокомпьютерным управлением, такая как серия WDWSS, может хранить программы испытаний и переключаться между процедурами, не меняя рабочий процесс оператора.

Электронная универсальная испытательная машина серии WDW-SS с микрокомпьютерным управлением Эта портальная машина высокой жесткости поддерживает несколько типов испытаний до 200 кН и имеет сохраненные программы для эффективного переключения рабочего процесса. Это практично для лабораторий с высокой производительностью, которым необходимы надежные и повторяемые механические испытания. Посмотреть продукт →

Крепления и адаптируемость

Захваты, гибочные упоры, сжимающие плиты, экстензометры и климатические камеры превращают раму в полноценную испытательную систему. Убедитесь, что поставщик предлагает приспособления для стандартных методов испытаний, которые вы в настоящее время используете, и спросите, можно ли изготовить приспособления по индивидуальному заказу по чертежам или образцам клиентов. Машина, которая не может принять приспособления, необходимые вам сегодня, не станет более полезной завтра.

Сервис и поддержка

Общая стоимость испытательной машины включает время простоя, а не только цену покупки. Ищите производителя с собственной механической обработкой, испытательной лабораторией и поставкой запасных частей. Калибровка тензодатчика и экстензометра должна быть простой, а поставщик должен иметь возможность без долгого ожидания ответить на технические вопросы. Стабильность поставщика также имеет значение, поскольку качественный UTM может оставаться в эксплуатации в течение 15 лет, а производитель по-прежнему должен иметь возможность поставлять тензодатчики и электронные платы, когда это необходимо.

Применение электронных UTM в строительстве и контроле качества материалов

Электронные UTM широко используются для арматуры, стальных прядей, крепежных изделий, пластиковых труб, эластомеров и композитных материалов. При испытаниях строительных материалов электронный UTM с приспособлениями для изгиба может проверять бетонные балки, а та же рама с захватами на растяжение — для проверки арматурных стержней или сварных соединений. Возможность быстрого переключения процедур делает машину практичной для лабораторий, обслуживающих как производителей материалов, так и строительных подрядчиков.

Когда машина подключена к правильному программному обеспечению, менеджеры по качеству получают объективные кривые силы-удлинения вместо рукописных заметок. Эта прослеживаемость важна для аудита и принятия решений о приемке или отклонении партии. Производитель, имеющий опыт создания как электронных универсальных испытательных машин, так и электрогидравлических сервосистем, также может посоветовать лучшую конфигурацию для смешанных рабочих нагрузок, не навязывая универсального решения.

Выбор электронной универсальной испытательной машины начинается с полной картины: какие материалы вы тестируете, каким стандартам вы следуете, какой диапазон усилий вам нужен и какую пропускную способность должна выдержать лаборатория. Если вы подберете раму, привод, программное обеспечение и приспособления под эти требования, машина займет свое место в качестве рабочей лошадки вашей программы контроля качества. Надежный электронный UTM дает вам уверенность в каждой партии, и эта уверенность стоит больше, чем разница в цене между адекватным и малогабаритным оборудованием.