Strumenti di torsione
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- Medicale
- 2,5 - 250 kN
- 2 - 2.000 Nm
- Prova di torsione uniassiale o biassiale
Che cosa sono le prove di torsione?
La torsione, nella sua forma più semplice, è l’azione, l’operazione di torcere, di far ruotare. Molti materiali di uso quotidiano, componenti, gruppi di componenti e prodotti finiti utilizzati in vari settori sono progettati con lo scopo principale di sostenere questa direzione di movimento. I prodotti includono viti, molle, componenti di siringhe, fili, tubi e molti altri.
Nel mondo delle prove materiali, utilizziamo i tester ideali per simulare questo movimento di torsione e aiutare i produttori a determinare importanti proprietà dei materiali, tra cui:
- Torsione massima
Il valore massimo di torsione che può essere applicato prima del cedimento del provino. Una volta individuata la torsione massima su una vite o un bullone, ad esempio, è possibile calcolare un fattore di sicurezza e inserirlo nelle specifiche di resistenza alla torsione di quel prodotto. - Resistenza torsionale
La resistenza ultima di un provino e la massima sollecitazione torsionale che un provino sottoposto a un carico torsionale può sopportare prima di cedere. - Sollecitazione torsionale di shear
Sollecitazione di taglio che agisce su una sezione trasversale del provino a causa del movimento torsionale. Il carico torsionale crea una distribuzione irregolare delle sollecitazioni sulla sezione trasversale del provino, che va da zero al centro fino alla massima sollecitazione torsionale di taglio sul bordo del provino. - Modulo di elasticità in shear
Rigidità elastica al taglio definita come il rapporto tra la sollecitazione di taglio e la deformazione di taglio. Quando si confrontano prodotti identici, maggiore è il modulo di elasticità del materiale, maggiore è la rigidità. Maggiore è la rigidità di una struttura, maggiore è la forza necessaria per provocare una deformazione. - Angolo di frattura del provino
L'angolo di rottura fornisce una misura della duttilità di un materiale quando viene sottoposto a un momento torsionale. Ad esempio, secondo la norma ASTM F543-13, una vite ossea medica con un angolo di frattura più ampio può dare al chirurgo un segnale tangibile immediato del raggiungimento della massima resistenza torsionale.
A seconda dell'applicazione, le macchine per prove di torsione possono essere configurate per eseguire test su campioni di materiale fino a cedimento o sulla base di una torsione e di una durata definite. Possono anche essere eseguiti su assemblaggi di prodotti finiti, come iniettori di penne farmaceutiche o tappi a vite, per determinare il corretto funzionamento del dispositivo.
Applicazioni delle macchine di prova torsionali
Strumenti per prove di torsione ZwickRoell
Le nostre macchine e unità per prove di torsione, adattate ad ogni specifica applicazione, coprono un'ampia gamma di test torsionali.
- TorsionLine
Macchina per prove di torsione con asse di torsione orizzontale, azionamento servoidraulico AC esente da manutenzione e range di torsione da 20 Nm a 500 Nm o da 1.000 Nm a 2.000 Nm per prove di torsione a singolo asse. - zwickiLine
Azionamento di torsione da 2 Nm o 20 Nm per carichi di prova fino a 5 kN per prove assiali e di torsione assiale (trazione o compressione combinata con torsione. - AllroundLine
Macchina da tavolo o da pavimento dotata di un azionamento a torsione da 200 Nm o 2.000 Nm per carichi di prova fino a 250 kN per prove assiali e prove di torsione assiale (trazione o compressione combinata con torsione). - Azionamenti a torsione
Azionamenti di torsione modulari con torsione da 2 Nm a 2.000 Nm per un facile retrofit della macchina di prova zwickiLine o AllroundLine già esistente.
Software di prova testXpert
Le macchine di prova di torsione ZwickRoell per prove assiali e di torsione assiale interagiscono perfettamente con i nostri strumenti e accessori di prova, il nostro software di prova testXpert e la nostra elettronica di misura e controllo testControl.
testXpert III dispone di un programma di prova master conforme agli standard, preconfigurato per più assi e include il nostro graphical sequence editor per programmare liberamente le sequenze di test utilizzando semplici blocchi funzione.
Come funzionano le macchine per le prove di torsione?
Le macchine di prova sono dotate di un azionamento a torsione che controlla e regola la torsione e la velocità del movimento rotatorio. Con le macchine per prove di torsione è possibile eseguire prove di carico monoassiali e multiassiali (prove di trazione-compressione-torsione), a seconda delle esigenze di prova.
Per eseguire una prova, il provino viene bloccato negli afferraggi e un'estremità viene ruotata intorno all'asse longitudinale per un certo numero di giri, per un certo tempo o fino al cedimento, a seconda dell'applicazione e dello scopo della prova
La torsione applicata al provino induce una torsione sul provino stesso, producendo una distribuzione delle sollecitazioni sulla sezione trasversale del provino (sollecitazione di taglio). Questo differisce dai carichi di trazione o compressione, che producono una sollecitazione uniforme sulla sezione trasversale del provino.
Normative più diffuse per le prove di torsione
- ASTM A938-18 – Metodo di prova standard per il test di torsione del filo
Viene eseguita una torsione sul filo a una velocità definita e viene determinato il numero di giri totali fino alla rottura. Se il numero di giri è soddisfacente, si considera che il campione ha superato il test. - ASTM F543-13 – Specifiche standard e metodi di prova per viti ossee metalliche per uso medico
Questa norma si applica alle viti ossee metalliche che vengono impiantate nell'osso. La resistenza alla torsione viene testata per garantire che la vite non si rompa durante l'inserimento o la rimozione. Le proprietà misurate comprendono la resistenza alla torsione, la torsione massima e l'angolo di rottura in condizioni standard. - ISO 7800 - Materiali metallici - Filo - Prova di torsione semplice
Utilizzata per determinare la capacità di un filo metallico con diametro o dimensione caratteristica da 0,1 mm a 14 mm di subire una deformazione plastica durante la torsione semplice in una direzione. La prova viene eseguita fino alla rottura del provino o fino al raggiungimento di un determinato numero di giri. - ISO 7206-8 - Impianti per chirurgia - Protesi articolari parziali e totali dell'anca - Parte 8: Prestazioni di resistenza di componenti femorali con stelo con applicazione di torsione
I componenti femorali sono testati nelle loro condizioni “ready-for-use” e non possono rompersi durante il numero di cicli e il carico di prova specificati dalla norma.
Descrizione tecnica
TorsionLine 20/200/500 | TorsionLine 1000/2000 | zwickiLine | AllroundLine | AllroundLine | |
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Model | Macchina di prova da pavimento | Macchina di prova da pavimento | Macchina di prova da tavolo | Macchina di prova da tavolo | Macchina di prova da pavimento |
Tipo di test | Test di torsione | Test di torsione | Trazione-compressione-torsione | Trazione-compressione-torsione | Trazione-compressione-torsione |
Asse di prova | Orizzontale | Orizzontale | Verticale | Verticale | Verticale |
Forza assiale max | - | - | 2.5 kN 5 kN | 50 kN | 250 kN |
Azionamento torsionale | 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 2,000 Nm |
L’azionamento torsionale può essere retrofittato | - | - | ✓ | ✓ | ✓ |
Applicazioni tipiche |
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N° item | 1023835 | |||
Torsione nominale Mnom | 2 | 20 | Nm | |
Forza assiale ammessa | 2,5 | 5 | kN | |
Drive | ||||
Velocità di rotazione | 0,01... 801 0,01... 202 | 0,01 ... 20 | 0,01 ... 801 0,01 ... 203 | rpm |
Passo del cerchio flangia di connessione Ø | 40/75 | |||
Consumo alimentazione | 0,8 | |||
Specifiche potenza elettrica | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N |
- Velocità massima Solo con dispositivo di sicurezza
- Velocità ridotta con funzionamento senza dispositivo di sicurezza
- Velocità ridotta senza il dispositivo di sicurezza
N° item | 1023835 | 1027734 | 1027737 | 3005980 | ||||
Torsione nominale Mnom | 2 | 20 | 100 | 200 | 200 | Nm | ||
Forza assiale ammessa | 2,5 | 5 | 5 | 50 | 50 | kN | ||
Drive | ||||||||
Velocità di rotazione | 0,01... 801 0,01... 202 | 0,01 ... 20 | 0,01 ... 801 0,01 ... 203 | 0,002... 20 | 0,002 ... 601 0,002 ... 203 | 0,002 ... 20 | 0,005 ... 501 0,005 ... 203 | rpm |
Passo del cerchio flangia di connessione Ø | 40/75 | 75 | 75/115 | 75/115 | ||||
Specifiche potenza elettrica | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N | 230 V AC, 50/60 Hz, 1Ph/PE/N | 400 V AC, 50/60 Hz, 3Ph/PE/N | ||||
Consumo alimentazione | 0,8 | 2,3 | 2,3 | 5 |
- Velocità massima Solo con dispositivo di sicurezza
- Velocità ridotta con funzionamento senza dispositivo di sicurezza
- Velocità ridotta senza il dispositivo di sicurezza
Torsione di prova, max [Nm] | Fmax [kN] | Drive | Consumo alimentazione [kVA] | Valori connessioni elettriche | N° item |
Velocità di rotazione [r.p.m.] | |||||
200 | 250 | 0,001 ... 10 | 2,2 | 1024998 | |
2000 | 250 | 0,001 ... 10 | 5 | 400 V AC 50/60 Hz 3Ph/PE/N | 1025005 |
Tipo | TL 020 | TL 200 | TL 500 | |
Item No. | 1026875 | 1026878 | 1026879 | |
Telaio della macchina | ||||
Torsione (sinistra/destra) | 20 | 200 | 500 | Nm |
Altezza totale con dispositivo di sicurezza | 1775 | 1775 | 1775 | mm |
Larghezza totale con dispositivo di sicurezza | 1475 | 1475 | 1475 | mm |
Profondità totale | 650 | 650 | 650 | mm |
Altezza asse di prova | Regolabile | Regolabile | Regolabile | |
Dispositivo di sicurezza | interbloccato elettricamente | interbloccato elettricamente | interbloccato elettricamente | |
Dispositivo anti-rotazione trasduttore torsionale | funzionamento manuale, controllato elettricamente | funzionamento manuale, controllato elettricamente | funzionamento manuale, controllato elettricamente | |
Peso con elettronica, dispositivo di sicurezza, trasduttore di torsione | 185 | 188 | 188 | kg |
Distanza tra le morse con 4 mandrini per guancette, | 510 | 510 | 510 | mm |
Distanza tra le morse con flange universali (senza afferraggio), | 680 | 680 | 680 | mm |
Diametro del provino/supporto provino, max | 200 | 200 | 200 | mm |
Finitura | RAL 7011 e RAL 7038 | RAL 7011 e RAL 7038 | RAL 7011 e RAL 7038 | |
Temperatura ambiente | +10 ... +35 | +10 ... +35 | +10 ... +35 | °C |
Umidità relativa (senza condensa) | 20 ... 90 | 20 ... 90 | 20 ... 90 | % |
Livello di rumore | 70 | 70 | 70 | dB(A) |
Rigidità inerente la torsione | > 1000 | > 1000 | > 1000 | Nm/° |
Forza di attrito assiale durante la corsa della slitta (senza carico torsionale), circa | 4 | 4 | 4 | N |
Drive | ||||
Velocità di rotazione | ||||
In rivoluzioni | 0,0005 ... 180 | 0,0005 ... 90 | 0,0005 ... 50 | r.p.m. |
in gradi | 0,072 ... 64800 | 0,036 ... 32400 | 0,036 ... 18000 | °/min |
Angolo risoluzione drive | 3,29 | 1,89 | 0,92 | arcsec/cifra |
Posizionamento, accuratezza ripetizione (senza cambi di direzione) | ||||
a 1000 °/min | ≤20 | ≤10 | ≤10 | arc-secondi |
Torsione a zero | < 1 | < 1 | < 1 | arc-minuti |
Dati elettrici | ||||
Alimentazione principale | 230 | 400 | 400 | V, 1 Ph/ N/ PE |
Consumo alimentazione | 2,2 | 5 | 5 | kVA |
Frequenza | 50/60 | 50/60 | 50/60 | Hz |
Tipo | TL 1000 | TL 2000 | |
Item No. | 1026880 | 1026881 | |
Telaio della macchina | |||
Torsione (sinistra/destra) | 1000 | 2000 | Nm |
Dimensioni | |||
Altezza con dispositivo di sicurezza | 1430 | mm | |
Base macchina ampia | 2350 | mm | |
Larghezza con copertura di protezione | 2358 | mm | |
Profondità | 860 | mm | |
Altezza asse di prova, dal pavimento | 935 | mm | |
Dispositivo di sicurezza | Interbloccato elettricamente | interbloccato elettricamente | |
Peso con elettronica, dispositivo di sicurezza, trasduttore di torsione | 1500 | 1400 | kg |
Distanza tra le morse con piastra frontale, senza supporto provino, max. | 1000 | 1000 | mm |
Diametro del provino/supporto provino, max | 600 | 600 | mm |
Finitura | RAL 7011 e RAL 7038 | RAL 7011 e RAL 7038 | |
Temperatura ambiente | +10 ... +35 | +10 ... +35 | °C |
Umidità relativa (senza condensa) | 20 ... 90 | 20 ... 90 | % |
Livello di rumore | 62 | 62 | dB(A) |
Rigidità inerente alla torsione L = 1000 mm (senza trasduttore), circa | > 11.500 | Nm/° | |
Altezza totale con dispositivo di sicurezza | 1650 | ||
Larghezza totale con dispositivo di sicurezza | 2580 | ||
Profondità totale | 843 | ||
Altezza asse prova, dal pavimento | 958 | ||
Rigidità inerente la torsione | > 11.500 | ||
Supporti provino | |||
Connessione al telaio di carico (ingranaggi, trasduttore torsionale) tramite piastra frontale: | |||
Diametro della flangia di montaggio provino | 400 | mm | |
Diametro della flangia di montaggio provino, drive system | 400 | ||
Drive | |||
Velocità di rotazione | |||
in giri | 0.0005 ... 20 | r.p.m. | |
in gradi | 0.18 ... 7200 | 0,18 ... 3600 | °/min |
In rivoluzioni | 0,0005 ... 10 | ||
Angolo risoluzione drive | 0,5 | 0,2397 | Secondi/minuti di rotazione |
Posizionamento, accuratezza ripetizione (senza cambi di direzione) | |||
a 1.000 °/min | ≤5 | Secondi di rotazione | |
a 1000 °/min | ≤5 | ||
Torsione a zero | <5 | < 5 | Minuti rotazionali |
Carichi collegati: | |||
Connessioni elettriche | 400 | V, 3 Ph/ N/ PE | |
Consumo alimentazione | 5 | kVA | |
Frequenza | 50/60 | Hz | |
Dati elettrici | |||
Consumo alimentazione | 5 | ||
Frequenza | 50/60 | ||
Alimentazione principale | 400 |
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- Product information: zwickiLine per prove torsionali PDF 226 KB
- Product information: Macchine di prova da tavolo per test torsionali PDF 449 KB
- Product information: Macchine di prova da pavimento per test torsionali PDF 248 KB
- Product information: TorsionLine da 20 a 500 Nm PDF 263 KB
- Product information: TorsionLine da 1000 a 2000 Nm PDF 338 KB
Domande frequenti sulle macchine per prove di torsione
La torsione, nella sua forma più semplice, è l’azione, l’operazione di torcere, di far ruotare. Molti materiali di uso quotidiano, componenti, gruppi di componenti e prodotti finiti utilizzati in vari settori sono progettati con lo scopo principale di sostenere questa direzione di movimento. I prodotti includono viti, molle, componenti di siringhe, fili, tubi e molti altri.
Le prove di torsione sono utilizzate per simulare questo movimento di torsione e aiutare i produttori a determinare importanti proprietà del materiale, tra cui la torsione massima (forza di torsione), la resistenza alla torsione (resistenza alla rottura sotto carico torsionale), lo sforzo di taglio torsionale, la rigidità elastica al taglio (modulo di elasticità al taglio) e l'angolo di rottura del provino (duttilità).
Le macchine per prove di torsione sono utilizzate per simulare il movimento torsionale di materiali, componenti o prodotti finiti. L'unità di torsione aziona e controlla la torsione e la velocità del movimento rotatorio. Per eseguire un test, il campione viene posizionato nell'afferraggio della macchina. A seconda dell'applicazione e dello scopo del test, un'estremità del provino viene ruotata intorno all'asse per un numero specifico di giri, per un determinato periodo di tempo o fino al cedimento.
Nel mondo delle prove materiali, utilizziamo gli strumenti di torsione per simulare un movimento di torsione e aiutare i produttori a determinare importanti proprietà di materiali, componenti e prodotti finiti di uso quotidiano. I test di torsione sono utilizzati in molte applicazioni diverse e vanno dai test su viti ossee, connessioni Luer lock, iniettori a penna e tappi a vite nell'industria medica e farmaceutica ai carichi di torsione su alberi a camme e ai test di torsione su materiali metallici come connettori, viti, fili e molto altro.