Как на самом деле работает машина для испытания на сжатие? Полное руководство

Машина для испытания на сжатие является одним из наиболее важных устройств в любой лаборатории по испытанию материалов. Независимо от того, проверяете ли вы прочность на сжатие бетонных кубов для высотного проекта или проверяете устойчивость к раздавливанию нового пластикового состава, машина применяет контролируемое сжимающее усилие к образцу и записывает, как оно реагирует. Понимание того, как работает машина, помогает операторам получать надежные результаты, правильно обслуживать оборудование и с самого начала выбирать правильную модель.

Что такое машина для испытания на сжатие?

Машина для испытания на сжатие, обычно называемая СТМ, предназначена для приложения постепенно увеличивающейся сжимающей нагрузки к образцу до тех пор, пока не будет достигнуто заданное состояние — обычно разрушение, предел текучести или заданная степень деформации. Машина измеряет приложенную силу и соответствующее смещение, позволяя инженерам рассчитывать прочность на сжатие, модуль упругости и другие механические свойства.

Испытание на сжатие является зеркальным отражением испытания на растяжение. Вместо того, чтобы разрывать образец, машина сталкивает две плиты вместе, сжимая образец между ними. Это делает его незаменимым для хрупких материалов, таких как бетон, цемент, кирпич, камень, керамика и многие пластмассы, которые часто гораздо сильнее при сжатии, чем при растяжении.

Основные компоненты машины для испытания на сжатие

Современные машины для испытаний на сжатие имеют общую архитектуру, будь то настольные модели или напольные системы с усилием 3000 кН. К основным компонентам относятся:

• Загрузочная рама : жесткая конструкция, которая поддерживает плиты и поглощает силу реакции. Гидравлические машины обычно имеют четырехколонную или двухколонную конструкцию, которая обеспечивает высокую жесткость и сводит к минимуму прогиб рамы во время испытания.
• Гидравлический силовой агрегат : гидравлический насос создает большие силы, необходимые для подачи масла в узел поршень-цилиндр, прижимая плиту к образцу.
• Тензодатчик : прецизионный датчик силы, установленный на пути нагрузки, который преобразует механическую силу в электрический сигнал для контроллера.
• Компрессионные плиты : пластины из закаленной стали со шлифованными параллельными поверхностями, которые равномерно распределяют нагрузку по концам образца.
• Система управления и сбора данных : микрокомпьютер или цифровой контроллер, который регулирует скорость нагрузки, собирает данные о силе и смещении и строит кривую растяжения-деформации в реальном времени.

В электрогидравлической сервомашине с микрокомпьютерным управлением сервоклапан непрерывно регулирует поток масла, чтобы поддерживать постоянную скорость нагрузки, даже когда образец деформируется или начинает трескаться. В этом ключевое отличие обычного ручного станка от точной системы с сервоуправлением.

Как проходит проверка компрессии, шаг за шагом

После того как машина настроена, проверка выполняется в простой последовательности:

1. Подготовьте образец. Бетонные образцы обычно отливают в виде кубов размером 150 мм, кубиков 100 мм или цилиндров. Концы должны быть плоскими, а размеры должны быть точно измерены, поскольку прочность на сжатие рассчитывается как сила, деленная на площадь поперечного сечения.
2. Расположите образец. Поместите его по центру нижней плиты так, чтобы ось нагрузки проходила через центр образца.
3. Установите параметры теста. Введите размеры образца, требуемую скорость нагрузки и целевое конечное состояние в контроллер. Такие стандарты, как ASTM C39 и EN 12390, определяют эти значения для бетона.
4. Запустите тест. Гидравлическая система перемещает плиту вверх до тех пор, пока образец не коснется верхней плиты, а затем применяет нагрузку с запрограммированной скоростью.
5. Запишите данные. Тензодатчик и датчик смещения постоянно посылают сигналы на контроллер, который отображает зависимость нагрузки от смещения в реальном времени.
6. Обнаружить сбой. При разрушении образца нагрузка резко падает. Машина обнаруживает падение, записывает пиковую нагрузку и автоматически останавливает или переворачивает плиту.
7. Подсчитайте результаты. Пиковая нагрузка, разделенная на первоначальную площадь поперечного сечения, дает прочность на сжатие. Дополнительные расчеты могут дать модуль упругости, предел текучести и поглощение энергии.

Каждый шаг прост, но важны детали — от подготовки образца до контроля скорости загрузки — потому что они напрямую влияют на достоверность результатов вашего теста.

Типы машин для испытания на сжатие

Не все машины для испытаний на сжатие устроены одинаково. Правильная конфигурация зависит от материала, диапазона усилий и стандартов испытаний, которым вы должны соответствовать.

Для лабораторий, которые сертифицируют качество бетона, электрогидравлическая машина для испытания под давлением с сервоприводом, управляемая микрокомпьютером, такая как наша серия YAW, обеспечивает повторяемость, требуемую современными стандартами.

Электрогидравлический сервокомпрессор серии YAW с микрокомпьютерным управлением Эта четырехколонная машина высокой жесткости предназначена для испытаний на сжатие строительных материалов и композитов и обеспечивает точность 0,5% и бесшумную сервогидравлическую работу. Он подходит для лабораторий, которым требуется надежная автоматизированная проверка прочности бетона. Посмотреть продукт →

Лаборатории, которые проводят испытания цемента как на сжатие, так и на изгиб, часто предпочитают интегрированную машину, такую ​​как наша серия YAWD, которая объединяет две испытательные станции в одну раму и упрощает ежедневный рабочий процесс.

Универсальная машина для испытаний цемента на сжатие и изгиб серии YAW-D Сочетая двухстоечную сжимающую раму с изгибным блоком с электрическим цилиндром, эта модель позволяет проводить оба испытания одновременно на одной платформе. Встроенные датчики и интерфейс с сенсорным экраном упрощают оценку механических свойств цемента, одновременно повышая безопасность лаборатории. Посмотреть продукт →

Какие материалы и продукты можно протестировать?

Машины для испытаний на сжатие встречаются практически во всех отраслях, где используются конструкционные материалы:

• Строительство и гражданское строительство — бетонные кубики, цилиндры, кирпичи, блоки, брусчатка;
• Производство цемента — призмы из цементного раствора для прочности на сжатие и изгиб;
• Металлы — стальные прутки, чугун, спеченные детали;
• Пластмассы и резина — трубопроводная арматура, прокладки, пенопласты, пробки для бутылок;
• Керамика и стекло — плитка, изоляторы, огнеупорный кирпич;
• Сборные элементы — крышки люков, бордюрные камни, бетонные трубы, арматура лесов.

Каждое приложение предъявляет свои собственные требования к приспособлениям и критерии приемки. Бетонной лаборатории может потребоваться не что иное, как плоские плиты, в то время как производителю крышек муниципальных люков требуется машина с большой рамой и высокой грузоподъемностью для имитации реальных транспортных нагрузок.

Выбор подходящей машины для испытания на сжатие

Нас часто спрашивают: «Какая мощность мне нужна?» Ответ зависит от трех вопросов: какой самый прочный материал вы будете испытывать, каков наибольший размер образца и какой стандарт регулирует ваши критерии приемки.

Как правило, номинальная мощность должна как минимум в полтора раза превышать ожидаемую максимальную нагрузку. Машина, которая работает на пределе своих возможностей при каждом тесте, быстрее вызывает проблемы с гидравлическим уплотнением и дает менее стабильные показания. Жесткость рамы также имеет значение: мягкая рама накапливает энергию деформации и может давать ошибочные показания при раннем отказе высокопрочных образцов.

Для обычных бетонных работ обычно выбирают машину для испытания давлением 2000 кН, поскольку кубики диаметром 150 мм обычно разрушаются при нагрузке от 500 до 1800 кН в зависимости от марки бетона. Если вы также производите образцы цементного раствора, интегрированная машина для сжатия и изгиба может быть лучшей инвестицией, поскольку она заменяет две отдельные машины.

Если ваша лаборатория работает с металлами и вам необходимо использовать одну и ту же платформу для растяжения, изгиба и сжатия, практичным вариантом станет универсальная испытательная машина из нашей серии WAW.

Универсальная машина для испытания материалов с электрогидравлическим сервоприводом серии WAW (100-1000 кН) Благодаря допустимой нагрузке от 100 до 1000 кН и жесткой шестиколонной раме этот универсальный тестер предназначен для испытаний на растяжение, изгиб и сжатие стали и строительных материалов. Его класс точности 1 и автономный шкаф управления позволяют проводить механические испытания при высоких нагрузках. Посмотреть продукт →

Советы по эксплуатации и техническому обслуживанию

Независимо от того, какую машину вы выберете, несколько правил помогут сохранить точность результатов и продлить срок службы оборудования:

• Калибруйте датчик веса не реже одного раза в год или так часто, как этого требует ваша система качества.
• Регулярно проверяйте валики на предмет задиров, заусенцев и неравномерного износа; поврежденные валики нарушают выравнивание образца.
• Проверьте уровень гидравлического масла и замените масло в соответствии с графиком производителя.
• Всегда используйте валик размером не меньше поверхности образца.
• После каждого испытания очищайте образец от мусора — бетонная пыль является абразивной и ускоряет износ уплотнений.

Если вам нужен подробный распорядок дня для повседневной работы, наш Полное руководство по использованию машины для испытания на сжатие проводит проверки при запуске, размещение образцов и процедуры остановки.

Машина для испытания на сжатие работает за счет сочетания жесткой силовой рамы, точной гидравлической или электромеханической системы нагрузки и чувствительной цепи измерения силы для контролируемого и повторяемого разрушения образца. Идея проста, но технология, которая делает результаты заслуживающими доверия, таковой не является. Не ограничивайтесь максимальным номинальным усилием — учитывайте жесткость рамы, точность управления, возможности программного обеспечения и опыт производителя в вашей области. Если вы не уверены, какая машина для испытаний на сжатие подойдет вашей лаборатории, наши инженеры Zhejiang Yiyu Instrument Equipment готовы помочь. Свяжитесь с нами с вашим стандартом испытаний и размерами образцов, и мы порекомендуем правильное решение.