DZIAŁANIE I OBSŁUGA MASZYNY WYTRZYMAŁOSCIOWEJ

Do prób wytrzymałościowych na rozciąganie stosuje się obecnie przeważnie uniwersalne maszyny, na których — prócz rozciągania — można przeprowadzać badania ściskania, zginania, a nieraz również ścinania oraz pewne próby technologiczne. Maszyny wytrzymałościowe mają napęd mechaniczny lub hydrauliczny.
Każda maszyna do zrywania składa się z trzech głównych części:
1) ramy z uchwytami próbek,
2) mechanizmu napędowego,
3) przyrządów pomiarowych i rejestrujących wskazania.
Rama składa się z dwu części: ruchomej i stałej. Przy napędzie mechanicznym ruchoma rama jest napędzana za pośrednictwem śruby, której ruch obrotowy jest przekształcany ( z użyciem nakrętki) na ruch postępowy ramy.
Śruba, poprzez przekładnię mechaniczną, jest napędzana bądź ręcznie, bądź za pomocą silnika. W maszynach hydraulicznych ruch ramy odbywa się pod wpływem ciśnienia oleju na połączony z ramą tłok. Olej jest tłoczony przez pompę napędzaną najczęściej silnikiem elektrycznym. Część nieruchoma maszyny jest umocowana na fundamencie. Wartość siły rozciągającej wyraża się wzorem

F=p•At [N]

w którym:
p — ciśnienie oleju [Pa]
At — powierzchnia tłoka, [m²].

Pomiaru siły dokonuje się za pomocą odpowiednio wyskalowanego manometru lub, częściej, z użyciem dynamometru wahadłowego.

Rys.1 Schemat maszyny wytrzymałościowej uniwersalnej

Rysunek przedstawia schemat maszyny wytrzymałościowej uniwersalnej o napędzie hydraulicznym, z siłomierzem wahadłowym. Próbkę l do rozciągania mocuje się w uchwytach 2. Śrubą 5 ustala się położenie głowicy uchwytowej dolnej. Przez otwarcie odpowiedniego zaworu tłoczy się olej pod tłok 6, który za pośrednictwem górnej poprzeczki i cięgien 7 oddziałuje na górną głowicę uchwytową. Ściskanie odbywa się między płytami 3, zginanie zaś — po oparciu próbki na podporach 4 — z użyciem odpowiedniego trzpienia. Przestrzeń cylindra roboczego jest połączona przewodem z przestrzenią cylindra pomiarowego 8. Tłok pomiarowy 9 poprzez dźwignię z wahadłem oddziałuje na zębatkę 10, która przesuwając się powoduje obrót wskazówki 11, wyznaczającej na podziałce wartość działającego obciążenia.
Maszyny wytrzymałościowe są najczęściej wyposażone w urządzenia rejestrujące. Wydłużaniu się próbki towarzyszy ruch obrotowy bębenka z nałożoną nań kartką papieru. Połączony z wskazówką 11 pisak 12 (rys. b) kreśli na kartce wykres, którego rzędne w każdym punkcie są proporcjonalne do wartości siły działającej na próbkę. W ten sposób otrzymuje się wykres rozciągania próbki aż do jej zerwania, przedstawiający zależność wydłużenia od obciążenia.
Próbki są mocowane w uchwytach zbudowanych w różny sposób. Może to być zaciskający się zespół klinów szczękowych lub pierścieni dzielonych układanych w pierścieniu nie dzielonym, może to być wreszcie uchwyt gwintowy lub inny. Części uchwytowe próbek muszą mieć kształt i wymiary odpowiednie do uchwytów zrywarki.
Nowoczesne maszyny umożliwiają zmianę zakresów obciążeń, np. maszyna 100 kN może być nastawiona zarówno na maksymalne obciążenie, jak i na obciążenie l, 2, 5, 10, i 50 kN. Odpowiedni zakres dobiera się, obliczając wstępnie maksymalną siłę rozrywającą Fm wg wzoru

Fm= So•Rm

w którym:
So— przekrój próbki materiału badanego,
Rm — orientacyjna wartość wytrzymałości na rozciąganie materiału.

Wartość Fm powinna mieścić się między 60% a 100% zakresu pomiarowego dynamometru.
Dla zapewnienia odpowiedniej dokładności pomiarów maszyna wytrzymałościowa musi być ustawiona w pomieszczeniu ogrzewanym, o temperaturze ok. 20°C. W pomieszczeniu, w którym maszyna jest ustawiona, należy zachować czystość. Elementy lakierowane powinny być oczyszczone z kurzu, części współpracujące ze Sobą należy smarować.
Po zainstalowaniu maszyny należy ją zgłosić do legalizacji w Okręgowym Urzędzie Miar. Przed zgłoszeniem należy sprawdzić działanie uchwytów do próbek rozciąganych. Płyty do prób ściskania i zginania powinny zapewniać osiowość obciążenia; błąd płaskości ich powierzchni nie może przekraczać 50 /urn/50 mm, Urządzenie do prób zginania powinno mieć wymiary podpór i trzpieni zgodne z PN-78/H-04408. Mechanizm obciążający próbkę powinien zapewniać możliwość regulacji prędkości wzrostu obciążenia i odkształcenia.
Wskazówka siłomierza powinna wykazywać zmiany obciążeń bez opóźnień lub przyspieszeń.
Średni błąd wskazań siłomierza może wynosić max +/- 1%. Szczegółowego sprawdzenia maszyn wytrzymałościowych należy. dokonywać w oparciu o PN-64/H-04313