Dinamično preskušanje materialov: Kateri pogon je pravi za moje zahteve?
Ne glede na to, ali gre za vijak, umetni kolčni sklep ali del vozila – komponente in materiali morajo v celotni življenjski dobi prenesti dinamične obremenitve. Odločilno vprašanje: Kako dolgo material prenese obremenitve, preden se pokvari? Prav tukaj pridejo v poštev dinamični preskusi utrujanja. Vendar pa niso vsi stroji za preskušanje materialov enaki – zlasti pri pogonu obstajajo velike razlike, ki vplivajo ne le na rezultate preskusov, temveč tudi na obratovalne stroške in vzdrževanje.
Servohidravlika Video žilavost razpok Resonančni sistemi Video preskušanja utrujanja Linearni motor Elektromehanski Torzija Primerjalne tabele Preskusna programska oprema Video testXpert RKontaktirajte nas
Servohidravlično: Klasična možnost za najvišje zahteve
Servohidravlični preskusni stroji veljajo za standard, ko gre za maksimalne sile, visoko fleksibilnost in vsestranske preskusne naloge. Delujejo s hidravličnimi aktuatorji, ki jih krmilijo natančni servo ventili. Še posebej pri nizkocikličnih preskusih utrujanja (LCF), preskusih lomne mehanike ali zelo dinamičnih aplikacijah, kot so natezni preskusi pri visoki hitrosti in prebojni preskusi (npr. v skladu z ISO 6603-2 ali ASTM D3763), hidravlika pogosto nima alternative.
Vendar ima ta moč svojo ceno: Stalna oskrba hidravličnega agregata s stisnjenim zrakom je energetsko intenzivna. Vzdrževanje je zaradi menjave olja in filtrov ter redne menjave cevi relativno visoko. Ravni hrupa ne smemo podcenjevati. Servohidravlični stroji ob ustrezni negi zagotavljajo konstantne rezultate več let, tudi pri silah nad 2000 kN.
Resonančni sistemi: energetska učinkovitost se sreča z visoko frekvenco
Ko gre za odpornost proti utrujanju in visokocikličnem utrujanju (HCF), resonančni preskusni stroji, kot je vibrofor, ponujajo vznemirljivo alternativo. Za razliko od servohidravlike naravno frekvenco preskusnega vzorca spodbuja mehanski sistem. To ustvari želene vibracije z minimalnim vnosom energije. Pravzaprav je poraba energije resonančnih sistemov le približno dva odstotka v primerjavi s hidravličnimi stroji. Tudi zahteve glede vzdrževanja so nizke: brez hidravlike, brez hlajenja, brez premičnih ventilov – vendar so sposobni obvladovati sile do 1000 kN.
Normativno so resonančni stroji še posebej primerni za S-N preskuse po DIN 50100 in mehaniko loma po standardu ASTM E399 ali ISO 12106. V kombinaciji z mehanskim vpenjanjem lahko pokrivajo celo statične preskuse materialov. Če želite redno preskušati velike količine pod konstantno obremenitvijo, je vibrofor dolgoročno bistveno bolj stroškovno učinkovit.
Elektrodinamični z linearnim motorjem: Tihi, natančni, brez olja
V občutljivih okoljih – kot sta medicinska tehnika ali elektronska industrija – sta hrup in brez olja ključna kriterija. Tukaj pokažejo svoje prednosti elektrodinamični stroji za preskušanje materialov z linearnimi motorji (npr. serija LTM podjetja ZwickRoell). So tihi (LTM 1/2/3 približno 46 dB(A) na razdalji 1 m), ne potrebujejo dovoda medija in potrebujejo malo vzdrževanja. Hkrati omogočajo natančen nadzor tudi pri manjših silah do 10 kN in frekvencah nad 100 Hz.
Posebej so pomembni za preskušanje vsadkov, ki so skladni s standardi ISO 14801, ASTM F1717 ali ISO 7206, tj. za izdelke, ki jih je treba preskušati tako dinamično kot statično. Prednosti hitrega in natančnega odzivnega vedenja tehnologije linearnih motorjev so očitne tudi pri novih materialih, kot so biokompoziti ali plastične mase.
Elektromehanski preskusni aktuatorji: Srednja pot
Med visokozmogljivo hidravliko in občutljivimi elektromotorji ZwickRoell ponuja tudi elektromehanske preskusne aktuatorje – mešanico prilagodljivosti in energetske učinkovitosti. Ti sistemi so še posebej zanimivi, kadar so potrebne srednje velike sile (od 1 do 100 kN), na primer za preskušanje pene sedeža ali kompozitnih materialov. Elektromehanski sistemi se lahko integrirajo modularno, ne potrebujejo dovoda medija in imajo minimalne stroške vzdrževanja.
Ne pozabite na torzijo
Ni vsaka obremenitev linearna. Torzijski sistemi se uporabljajo predvsem za vsadke ali komponente z vrtljivimi napetostmi. ZwickRoell tukaj ponuja tako hidravlične kot elektrodinamične rešitve. Torzijski sistemi LTM so idealni za manjše navore (npr. 10–100 Nm), medtem ko servohidravlične različice ponujajo do 2500 Nm – odvisno od uporabe in standardnih zahtev.
Neposredna primerjava
Za lažjo odločitev je tukaj povzetek najpomembnejših lastnosti:
 Resonanca (vibrofor) |
| |||
|---|---|---|---|---|
| Območje/frekvenca sile | 10–2500 kN do 100 Hz | do 1000 kN do 285 Hz | 1–10 kN do 100 (120) Hz | 1–100 kN približno 1 Hz |
| Torzijsko | Do 2500 Nm | ./. | Do 100 Nm | ./. |
| Hod | Do 400 mm | Do 6 mm | Do 60 mm | Do 400 mm |
| Tipični standardi | ISO 12106, ASTM E606 | DIN 50100, ASTM E466 | ISO 14801, ASTM F1717 | Vsestransko in učinkovito uporabljeno |
| Aplikacije | LCF, lom, hitri preskusi | HCF, odpornost proti utrujanju | Komponente, folije, vsadki | Kompozit, pena |
| Obratovalni stroški | Visoki (olje, vzdrževanje, energija) | Zelo nizki | Nizka | Nizka |
Ustrezna programska oprema za preskušanje – testXpert R
Tipične uporabe programske opreme za preskušanje testXpert R so preskusi utrujanja in določanje dinamičnih vrednosti značilnosti materiala. Za številne aplikacije, kot so mehanika loma, LCF, vijačni preskusi ali biomehanika, vključuje standardne preskusne programe, ponuja pa tudi preproste programe za preskušanje utrujanja in grafični urejevalnik blokov za prilagojeno definicijo preskusa.
Zaključek
Izbira ustreznega pogona je veliko več kot le tehnična odločitev – vpliva na obratovalne stroške, natančnost preskušanja, energetsko učinkovitost in navsezadnje na konkurenčnost. Če želite dolgoročno ekonomsko preskušati, se poglobljeno poglobite v pogonsko tehnologijo. ZwickRoell ponuja pravo rešitev za vsako zahtevo – od visokozmogljive hidravlike do tihih linearnih motorjev.
