Выбор между электромеханическими и гидравлическими испытательами на растяжение
Выбор между электромеханическими и гидравлическими системами испытаний — это классический вопрос на распутье. В компании Torontech мы постоянно видим, как профессионалы сталкиваются с этой проблемой. Хотя обе системы измеряют прочность, механика, лежащая в их основе, определяет производительность и рентабельность инвестиций.
Мы часто видим, как лаборатории переплачивают за излишнюю точность или недофинансируют долговечность. Выбор подходящей универсальной испытательной машины (УИМ) — это не вопрос технических характеристик. Это вопрос соответствия инструмента вашим задачам, не выходя за рамки бюджета. Вот наш честный взгляд на различия, который поможет вам сделать выбор.
1. Электромеханические испытательные стенды для растяжения: эксперты в области высокоточных технологий.
Давайте сначала рассмотрим электромеханические устройства. Вероятно, вы знаете их как «винтовые» испытательные стенды. В этих системах используются сервоприводные электродвигатели для приложения контролируемых растягивающих нагрузок и измерения свойств материалов (Ghadhban et al., 2021).
Эти машины обеспечивают полный контроль над скоростью испытаний и позиционированием. Мы рассматриваем их как стандарт для испытаний, требующих сложных скоростей деформации или циклических испытаний при низких нагрузках. Исследования показывают, что они особенно эффективны для точного сбора данных по различным веществам, включая мягкие и эластичные проводящие материалы (Wiranata et al., 2022).
Кроме того, здесь не нужно контролировать жидкости. Они работают тихо и остаются чистыми, что делает их идеальными для научно-исследовательских лабораторий, где появление жирных пятен является проблемой. Вы также получаете широкий диапазон хода. Это именно то, что нужно при растяжении резиноподобных материалов, которые значительно удлиняются перед разрушением.
Наше мнение:
Если вы проводите испытания с нагрузками менее 300 кН (67 000 фунтов), то этот вариант — очевидный выбор. Для более легких нагрузок часто предпочтительнее использовать одноколонные стенды серии Tensi-10 благодаря их компактным размерам.
Для проведения общих испытаний среднего диапазона параметров серия TTM (например, TTM-200) обеспечивает необходимую жесткость без громоздкости гидравлической системы. Исследования подтверждают возможность использования этих электромеханических систем и для высокотемпературных испытаний до 500 °C (Ghadhban et al., 2021).
Честно говоря, использование массивного гидравлического пресса для пластиковых полосок или тонкой проволоки — это излишне. Это неподходящий инструмент для этой работы.
Наилучшее применение: пластмассы, текстиль, медицинские приборы, провода и мягкие ткани.
Статья по теме: Одноколонный или двухколонный тензометр: лучший выбор
2. Гидравлические испытательные стенды на растяжение: рабочие лошадки промышленного производства
Затем идут гидравлические испытательные стенды. В них используется поршнево-цилиндровая система, приводимая в движение давлением гидравлической жидкости для создания растягивающих усилий (Аонума и Мураками, 1974). Раньше их считали громоздкими и шумными, но современные «сервогидравлические» установки, такие как наша серия TT-MSH, представляют собой совершенно иную категорию.
Реальность такова. Когда нужно тестировать тяжелые предметы (например, арматуру и бетон), электродвигатели становятся невероятно дорогими. Гидравлические системы обеспечивают огромную силу по цене, соответствующей бюджету. Эти рамы очень прочные. Мы имеем в виду действительно прочные. Они выдерживают сильные удары от ломающегося высокопрочного металла, не дрогнув.
Научная литература подтверждает, что гидравлические испытательные стенды широко используются для динамических и статических испытаний материалов, включая пластмассы и металлы, обладая превосходными возможностями для работы в диапазоне высоких нагрузок и скоростей (Xiao, 2008; Zeng et al., 2020). При условии надлежащего обслуживания гидравлического блока, мы видели, как такие высокопроизводительные модели, как TTM-3000, надежно работали десятилетиями в самых сложных промышленных условиях.
Наше мнение:
Забудьте о старом представлении о том, что гидравлика — это сложная или неточная система. Это устаревшее мышление. Современные сервогидравлические системы на удивление аккуратны и обеспечивают цифровую точность, сопоставимую с электрическими системами.
Если вам нужно разбить высокопрочную сталь, не позволяйте гидравлике вас отпугнуть. Это самый надежный способ создать такую силу.
Наилучшее применение: металлургические заводы, строительные материалы (бетон/арматура), крепежные изделия для аэрокосмической отрасли и автомобильное литье.
Реальные сценарии: что мы рекомендуем
Чтобы проиллюстрировать разницу, рассмотрим две различные среды тестирования, основанные на общих отраслевых требованиях (Gfrerrer et al., 2023).
Представьте, что вы занимаетесь контролем качества на предприятии по производству медицинских изделий. Вы тестируете хрупкие катетеры или хирургические нити. В этом случае вы не можете позволить себе никаких фоновых помех в данных.
Электромеханические тестеры, как правило, обеспечивают более низкий уровень шума при измерениях акустической эмиссии и подходят для применений, требующих точного контроля перемещения (Gfrerrer et al., 2023). Электромеханический привод устройства Tensi-10 или серии TTM является единственным логичным выбором в данном случае, поскольку он обеспечивает необходимую точную настройку чувствительности.
С другой стороны, представьте себе поставщика строительных материалов, тестирующего арматуру № 8 или длинные промышленные цепи. Когда сталь ломается, высвобождается огромное количество энергии. Это мощное событие, которое сотрясает весь пол. Если бы вы провели такое испытание на раме с винтовым приводом, этот удар в конечном итоге разнес бы подшипники и шестерни вдребезги.
Гидравлическая система, такая как TT-MSH или горизонтальная серия TT-HTTM (для длинных цепей), превосходно подходит для динамических испытаний с высокими нагрузками и высокой скоростью (Homon et al., 2021). Если вы целый день работаете с тяжелым металлом, гидравлическая машина просто прослужит дольше.
Статья по теме: Как выбрать захваты для испытания на растяжение: полное руководство
Шпаргалка: какая подойдет?
Исследования, сравнивающие эти два типа систем, показывают, что электромеханические системы предпочтительнее для статических и квазистатических испытаний из-за их точности, тогда как гидравлические системы предпочтительнее для динамических испытаний из-за их производительности (Gfrerrer et al., 2023; Zeng et al., 2020).
Вот как мы видим их сравнение:
| Характеристика | электромеханический | Гидравлический |
|---|---|---|
| Форс-мажор | Идеально подходит для легких и средних нагрузок (<300 кН) | Превосходно подходит для тяжелых нагрузок (>300 кН) |
| содержание | Минимальный (смазывание винтов) | Умеренный уход (замена масла, проверка сальников) |
| Точность подачи | Точное определение местоположения при низких нагрузках. | Прочный, но лучше всего подходит для высоких нагрузок. |
| Инвестиции | Более низкий для небольших машин | Наилучшее соотношение цены и качества для устройств большой емкости. |
| след | Компактный, часто помещается на столе. | Для насоса требуется место на полу. |
Соблюдение стандартов
Проверка стандартов ASTM обычно не является самым приятным моментом дня, но соответствие им — основа работы. Независимо от того, выберете ли вы электрический или масляный привод, наше оборудование готово к выполнению строгих международных требований.
- Для электрических систем (серия TTM): Мы полностью соответствуем таким стандартам, как ASTM D638 (пластмассы), ASTM D412 (резина) и ISO 527.
- Для гидравлических систем (ТТ-МСХ): Мы работаем с такими важными стандартами, как ASTM A370 (сталь), ASTM E8 (металлы) и ISO 6892.
Мы предварительно загружаем в программное обеспечение эти методы тестирования, чтобы вашей команде не приходилось тратить часы на настройку параметров.
Скрытая интеллектуальная составляющая: программное обеспечение Torontech
Ценность испытательной машины определяется качеством получаемых ею данных. Обе системы могут быть интегрированы с передовым программным обеспечением для автоматизированного тестирования и анализа данных (Wiranata et al., 2022). Честно говоря, мы видим слишком много лабораторий с надежным оборудованием, работа которых затруднена программным обеспечением, выглядящим устаревшим на десятилетия. Это расстраивает операторов и замедляет производство.
В компании Torontech мы сочетаем наше экономичное оборудование — и передовые возможности, такие как видеоэкстензометры серии Quantum — с логичным и современным интерфейсом. Электромеханические тестеры часто обеспечивают более простую интеграцию со специализированными материалами, например, датчиками для мягкой робототехники, а наше программное обеспечение упрощает этот процесс (Homon et al., 2021).
- Живые графики: Наблюдайте за формированием кривых напряжение-деформация в режиме реального времени.
- Автоматические расчеты: Программа автоматически выполняет расчеты предела текучести и относительного удлинения, поэтому вам не нужно беспокоиться об ошибках в вычислениях.
- Простая отчетность: Отправляйте данные напрямую в сеть вашей лаборатории или экспортируйте их в Excel одним щелчком мыши.
Преимущества Torontech: инновации и выгода.
Необязательно соглашаться на некачественное оборудование, чтобы сэкономить деньги.
Выбор между электромеханическими и гидравлическими испытательными стендами для испытаний на растяжение зависит от конкретных требований, таких как грузоподъемность, скорость и чувствительность к шуму (Gfrerrer et al., 2023). В Torontech мы находим компромисс между ценой и производительностью.
Для обеспечения точности наша электромеханическая серия TTM обеспечивает необходимый контроль. Для максимальной мощности наша сервогидравлическая серия TT-MSH предлагает плавную и бесшумную работу даже при нагрузке в 2,000 кН. Мы гарантируем, что вы получите интеллектуальные и эффективные технологии без чрезмерной нагрузки на ваши капитальные затраты.
Готовы расширить свои возможности? Ознакомьтесь с полным ассортиментом наших универсальных испытательных машин здесь или свяжитесь с нами сегодня . Давайте обеспечим такой же надежный контроль качества, как и тестируемые материалы.
Референсы
- Аонума, С., и Мураками, Т. (1974). Исследования электрогидравлического испытательного стенда для измерения входной нагрузки на ткани.Журнал Японского общества текстильного машиностроения, 20, 90-100. doi.org/10.4188/jte1955.20.90
- Гфреррер, М., Винер, Дж., Бруннер, А., и Пинтер, Г. (2023). Исследование влияния фонового шума на сбор данных акустической эмиссии во время растяжения композитных материалов на основе стекловолокна.Электронный журнал неразрушающего контроля. doi.org/10.58286/27631
- Гадбан Т., Аль-Алкави Х. и Реджа А. (2021). Проектирование, изготовление и испытание электромеханической высокотемпературной машины для испытаний на растяжение.Журнал инженерии и технологий. doi.org/10.30684/etj.v39i4a.1911
- Хомон С., Довбенко Т., Матвиюк О., Верешко О., Кулаковский Л. и Черномаз Н. (2021). АНАЛИЗ ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ПРИМЕНЕНИИ СИЛЬНОЙ НАГРУЗКИ. Городское развитие и пространственное планирование. doi.org/10.32347/2076-815x.2021.78.166-172
- Вираната А., Осуги Ю., Минаминосоно А., Кувадзима Ю. и Маэда С. (2022). Электромеханическое оборудование для испытаний на растяжение эластичных проводящих материалов. HardwareX, 11. doi.org/10.1016/j.ohx.2022.e00287
- Сяо, X. (2008). Динамические испытания на растяжение пластмассовых материалов. Испытания полимеров, 27, 164-178. doi.org/10.1016/j.polymertesting.2007.09.010
- Цзэн X., Хо Дж., Ван Х., Ван З. и Эльчалакани М. (2020). Динамическое поведение арматурного стержня из стали HRB500E при растяжении при низких, средних и высоких скоростях деформации.Материалы, 13. doi.org/10.3390/ma13010185
