Was ist eine Prüfmaschine für Belastungstests?
Eine Prüfmaschine für Belastungstests ist ein Prüfgerät, das hauptsächlich zur Bestimmung der Festigkeit eines Materials verwendet wird.
Bei vielen Prüfungen, die auf Prüfmaschinen für Belastungstests durchgeführt werden, wird ein Probekörper für die Prüfung hergestellt. Prüfmaschinen für Belastungstests üben in der Regel Belastungen wie Zug, Biegung, Druck oder Scherung in einer Auf- und Abwärtsbewegung auf den Probekörper aus, um das Verhalten des Materials unter Belastung, wie Verformung, Dehnung oder Bruch, zu bestimmen.
Prüfmaschinen für Belastungstests werden von einigen Prüfgeräteherstellern auch als Universalprüfmaschinen bezeichnet. Prüfmaschinen für Belastungstests werden hauptsächlich von Unternehmen, Forschungsinstituten und Universitäten in verschiedenen Industriezweigen, darunter auch im Bergbau, eingesetzt.
Sie eignen sich für die Prüfung der mechanischen Eigenschaften einer Vielzahl von Werkstoffen, darunter Metalle, Nichtmetalle, Verbundwerkstoffe, Arzneimittel, Lebensmittel, Holz, Kupfer, Aluminium, Kunststoffprofile, Draht und Kabel, Papier, Folien, Gummi und Textilien.
Anwendungen von Prüfmaschinen für Belastungstests
Prüfmaschinen für Belastungstests finden breite Anwendung in der Qualitätskontrolle sowie in Forschung und Entwicklung. Sie werden eingesetzt, um die Festigkeit von Schweiß-, Löt- und Klebeverbindungen zu prüfen und die Eigenschaften bestimmter Materialien zu untersuchen.
Der Bedarf an Messtechnik für Prüfmaschinen für Belastungstests ist in den verschiedensten Branchen zu finden, z. B. in der Automobilindustrie, in der Luftfahrt, in Schienenfahrzeugen, in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie, in der Textil- und Bekleidungsindustrie, bei elektronischen Bauteilen und elektrischen Geräten, in der Bau- und Möbelindustrie, in der Kosmetikindustrie, in der Medizintechnik und Pharmazie, im Sport und im Anlagenbau.
Funktionsweise der Prüfmaschinen für Belastungstests
Prüfmaschinen für Belastungstests (Universalprüfmaschinen) sind je nach Antriebsquelle hauptsächlich elektronisch, hydraulisch oder beides.
Die Prüfmaschinen für Belastungstests verfügen über zwei vertikale Gewindewellen, durch die die bewegliche Traverse gleitet. Bei der Zugprüfung wird die Materialprobe zwischen der Traverse und den Backen des beweglichen Kopfes eingelegt; bei der Druckprüfung wird die Materialprobe zwischen dem beweglichen Kopf und dem Tisch eingelegt.
Die Prüfmaschinen für Belastungstests sind mit einem Drehzahlregler ausgestattet, der die Geschwindigkeit der beiden vertikalen Gewindewellen steuert. Während sich die bewegliche Traverse bewegt, ändert sich die auf die Materialprobe ausgeübte Kraft. Die Beziehung zwischen der Größe der sich ändernden Last und dem Ausmaß der Verformung kann aufgezeichnet und grafisch dargestellt werden, um einen Hinweis auf die Dehnungseigenschaften des belasteten Materials zu geben.
Aufbau von Prüfmaschinen für Belastungstests
Die Prüfmaschine für Belastungstests besteht aus fünf Hauptelementen.
1. Lastrahmen
Der Lastrahmen ist das Tragwerk für die Zug- oder Druckbeanspruchung der Probe. Er hat eine für die Prüfkraft ausreichende Steifigkeit, da die Prüfmaschine für Belastungstests leichte plastische Verformungen der Probe feststellen kann.
2. Kraftmessdose
Die Kraftmessdose ist ein Sensor, der die auf die Probe ausgeübte Kraft erfasst und in der Regel am oberen, beweglichen Kopf der Prüfmaschine angebracht ist. Kraftmessdosen sind Sensoren, die Dehnungsmessstreifen verwenden, um die Größe der Belastung als elektrisches Signal zu erfassen. Kraftmessdosen müssen regelmäßig kalibriert werden, um korrekte Prüfergebnisse zu gewährleisten.
3. Spannklemmen
Spannklemmen halten die Probe fest, so dass die Last auf die Probe aufgebracht wird. Es können mehrere Spannvorrichtungen angebracht werden, damit verschiedene Arten von Materialien und Proben befestigt werden können.
4. Dehnungserfassung
Bei der Zugprüfung von Materialien beispielsweise müssen die aufgebrachte Kraft und die Dehnung der Probe genau gemessen werden. Die Dehnungserfassung erkennt den Grad der Verformung mit einer Genauigkeit von 1 µm.
5. Kontrolleinheit
Bei Belastungsprüfungen ist auch die Änderungsrate der auf die Probe aufgebrachten Last wichtig. Das Steuergerät sorgt dafür, dass die Last entsprechend den Prüfbedingungen aufgebracht wird. Außerdem zeichnet sie die aufgebrachte Last und die Größe der Dehnung auf.