Одноколонная или двухколонная разрывная машина: как выбрать под свои образцы

Выбор испытательной машины обычно начинают с цены, а заканчивают тем, что часть номенклатуры на ней испытать нельзя. Логика должна быть обратной: сначала определяются требования к образцам и методикам, и только потом подбирается компоновка и привод.

Ниже — порядок параметров, по которым лаборатория формирует техническое задание, от максимального усилия до оснастки и метрологического обеспечения.

 

Максимальное усилие: считать по самому прочному образцу

Первое, что нужно посчитать, — усилие, необходимое для разрушения самого прочного образца из вашей номенклатуры. Расчет простой: предел прочности материала умножается на площадь поперечного сечения образца. Именно от этой цифры зависит, попадете вы в класс настольных приборов или вам потребуются машина разрывная испытательныя с рамой на тысячи килоньютон.

Здесь важен запас. Работа на пределе нагружения приводит к перегрузкам силоизмерительного датчика и ускоряет износ привода, поэтому расчетное значение обычно закладывают в средней части диапазона машины. Кроме того, точность датчика нормируется в процентах от измеряемой величины, и на слишком малых нагрузках относительная погрешность растет — универсальная машина большого усилия плохо подходит для тонких пленок.

Обратная крайность — брать оборудование заведомо «на вырост» без понимания задач. Растет цена, габариты, требования к площади лаборатории и подготовке основания. Разумнее оценить, какие материалы появятся в производстве в перспективе нескольких лет, и подобрать диапазон под них, а не под теоретический максимум.

 

Компоновка: одна колонна или две

Одноколонные электромеханические машины — это компактные настольные системы для небольших усилий. Их выбирают под полимеры, пленки, текстиль, нити, резину, упаковку, медицинские изделия, а также для испытаний на отслаивание и прокол. Открытая рабочая зона удобна при частой смене захватов и оснастки под разные типы образцов.

Двухколонные машины дают жесткую симметричную раму, что принципиально при больших усилиях. Жесткость влияет не только на прочность конструкции: деформация самой рамы под нагрузкой искажает результат измерения перемещения, поэтому на металлах, арматуре, крепеже и сварных соединениях экономить на компоновке нельзя. Такие машины бывают и настольного, и напольного исполнения.

Отдельный класс — горизонтальные гидравлические машины. Они применяются там, где вертикальная схема неудобна физически: длинномерные изделия, канаты, стропы, цепи, тяговые элементы. Здесь выбор диктуется не столько усилием, сколько геометрией объекта испытаний и требованиями безопасности при разрушении.

 

Привод: электромеханика или гидравлика

Электромеханический привод точнее держит малые скорости нагружения и перемещения траверсы, стабильно работает в широком диапазоне и проще в обслуживании. Для стандартных испытаний на растяжение, сжатие и изгиб с построением полной диаграммы деформирования это основной выбор большинства лабораторий.

Гидравлические универсальные машины и прессы берут там, где нужны большие усилия при относительно компактной раме: бетон, камень, металлопрокат крупных сечений, силовые узлы. Гидравлика дешевле в пересчете на килоньютон, но требует контроля состояния маслостанции и уплотнений.

Динамические машины — отдельная категория для испытаний на усталость и циклические нагрузки. Если такие методики в планах есть, это решается не доработкой статической машины, а отдельным оборудованием, и учитывать это нужно на этапе бюджетирования.

 

Оснастка и метрология: то, что забывают заложить в смету

Сама рама испытаний не проводит. Под каждый тип образца нужны свои захваты: клиновые, винтовые, эксцентриковые, зажимы для пленок, приспособления для изгиба и сжатия. Комплект оснастки нередко сопоставим по стоимости с частью машины, и его состав определяется методиками из ваших стандартов.

Многие методики требуют дополнительного оборудования. Для испытаний при отрицательных температурах нужны камеры охлаждения, для образцов с концентратором напряжений — станки для нанесения надрезов, для точного измерения удлинения — экстензометр. Если это не заложено сразу, часть протоколов лаборатория выдавать не сможет.

Последний блок — метрология и сервис. Машина должна проходить поверку или калибровку, и об этом стоит договариваться вместе с поставкой: кто выполняет, с какой периодичностью, что входит в гарантийное и постгарантийное обслуживание. Наличие у поставщика услуг ремонта, модернизации и автоматизации избавляет от поиска подрядчика, когда оборудование уже установлено и остановка лаборатории стоит дорого.