¿Qué es una Máquina de Ensayo para Cargas?
Una máquina de ensayo para cargas es un dispositivo de ensayo utilizado principalmente para determinar la resistencia de un material.
Para muchos ensayos realizados en máquinas de ensayo para cargas, se prepara una probeta para el ensayo. Las máquinas de ensayo de carga suelen aplicar movimientos verticales a la probeta como carga, por ejemplo, tracción, flexión, compresión o cizalladura, para determinar el comportamiento del material bajo carga, como deformación, alargamiento o rotura.
Algunos fabricantes de equipos de ensayo también suelen denominar a las máquinas de ensayo para cargas máquinas de ensayo universales. Las máquinas de ensayo para cargas son utilizadas principalmente por empresas, institutos de investigación y universidades en diversas industrias, incluyendo la industria minera.
Son útiles para probar las propiedades mecánicas de una amplia gama de materiales, incluyendo metales, no metales, materiales compuestos, productos farmacéuticos, productos alimenticios, madera, cobre, aluminio, perfiles de plástico, alambre y cable, papel, película, caucho y textiles.
Usos de las Máquinas de Ensayo para Cargas
Las máquinas de ensayo para cargas se utilizan ampliamente en los campos del control de calidad y la investigación y el desarrollo. Se utilizan para comprobar las propiedades de determinados materiales, así como para comprobar la resistencia de soldaduras, soldaduras fuertes y uniones.
La demanda de tecnología de medición con máquinas de ensayo para cargas por parte de la industria es muy diversa, incluyendo automóviles, aeronaves, vehículos ferroviarios, alimentos y envases, textiles y prendas de vestir, componentes electrónicos y equipos eléctricos, construcción y muebles, cosméticos, equipos médicos y productos farmacéuticos, deportes y gestión de plantas.
En particular, en el caso de las aeronaves, se exige que se demuestre que la estructura y la resistencia de las aeronaves diseñadas y fabricadas se ajustan a los requisitos y normas de la normativa relacionada con la Ley de Aeronáutica Civil, conocida como “Procedimiento de examen de aeronavegabilidad”. Para ello, se aplican estrictamente pruebas de carga de la estructura de la aeronave realizadas en tierra.
Principios de las Máquinas de Ensayo para Cargas
Las máquinas de ensayo para cargas (máquinas de ensayo universales) son principalmente electrónicas, hidráulicas o ambas, dependiendo de la fuente de accionamiento, pero su construcción y principio de funcionamiento es el siguiente.
Las máquinas de ensayo para cargas tienen dos ejes verticales roscados por los que se desliza la cruceta móvil. Para las pruebas de tracción, la probeta de material se coloca entre el travesaño y las mordazas del cabezal móvil; para las pruebas de compresión, la probeta de material se coloca entre el cabezal móvil y la mesa.
La máquinas de ensayo para cargas dispone de un regulador de velocidad, que controla la velocidad de los dos ejes verticales roscados. A medida que se desplaza el travesaño móvil, cambia la carga aplicada a la probeta de material. La relación entre la magnitud de la carga cambiante y la cantidad de deformación puede registrarse y representarse gráficamente para obtener una indicación de las características de deformación del material con respecto a la carga.
Estructura de las Máquinas de Ensayo para Cargas
Las máquinas de ensayo para cargas constan de cinco elementos principales:
1. Bastidor de Carga
El bastidor de carga es el marco de soporte para aplicar tensión o compresión a la probeta. Tiene suficiente rigidez para la carga de ensayo, ya que la máquina de ensayo para cargas puede detectar una ligera deformación plástica de la probeta.
2. Célula de Carga
La célula de carga es un sensor que detecta la carga aplicada a la probeta y suele montarse en el cabezal superior móvil de la máquina de ensayos. Las células de carga son sensores que utilizan galgas extensométricas para detectar la magnitud de la carga en forma de señal eléctrica. Las células de carga deben calibrarse periódicamente para garantizar unos resultados correctos de los ensayos.
3. Pinzas de Bloqueo
Las pinzas de bloqueo sujetan la probeta en su lugar para que la carga se aplique a la misma. Pueden instalarse varias fijaciones para poder sujetar distintos tipos de materiales y probetas.
4. Detección de Deformación
Por ejemplo, en los ensayos de tracción de materiales, la carga aplicada y el alargamiento de la probeta deben medirse con precisión. La detección de deformación detecta la cantidad de deformación con una precisión de 1 µm.
5. Unidad de Control
En los ensayos de carga, la velocidad de cambio de la carga aplicada a la probeta también es importante. La unidad de control garantiza que la carga se aplica de acuerdo con las condiciones de ensayo. También registra la carga aplicada y la magnitud de la deformación.