Máquinas de Ensayo Electromecánicas EM2

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1 - Máquinas de Ensayo Electromecánicas EM2 MICROTEST MICROTEST, S.A. Instruments and Equipments for Materials Testing (+34)

2 INTRODUCCIÓN Las máquinas de ensayo electromecánicas MICROTEST EM2/FR son apropiadas para un amplio rango de materiales para ensayos de tracción, compresión, flexión, cortadura y ensayos de ciclado lentos, estáticos o cuasiestáticos. Pueden emplearse para metales, gomas, plásticos, maderas, tejidos, cerámicas, etc, así como para ensayos de componentes o productos acabados. Son ampliamente utilizadas en la industria, en centros de investigación y desarrollo, en institutos o centros de ensayo, educación, etc. Se construyen en capacidades desde 10 kn hasta 500 kn, tanto tracción como compresión. Bajo demanda también pueden construirse en capacidades superiores o inferiores a las mencionadas. En este sistema, la carga es aplicada mediante un sistema de doble husillo en el marco de ensayos de la máquina, que junto a las columnas de la máquina, proporcionan una alta rigidez al conjunto. 2

3 El puente inferior móvil es accionado por el husillo a bolas y guiado en su movimiento por las columnas laterales. El recorrido del puente viene prefijado por el tamaño o longitud de los husillos. Los husillos son de doble efecto y se controlan por motor de corriente continua o brushless, incorporando un encoder óptico para la medida de la posición (opcionalmente incorpora un LVDT). La transmisión se efectúa al sistema de husillos por medio de un sistema de polea que transmite la potencia a cada husillo desde la salida del conjunto motor-reductor. El diseño del marco de carga permite efectuar ensayos tanto de tracción como de compresión en la misma zona de ensayo. Además, el usuario dispone de un mando de posicionamiento manual que facilita las operaciones de montaje de accesorios y probetas a ensayar. A diferencia de los sistemas de tipo hidráulico, el sistema electromecánico se caracteriza por:. Tener una alta estabilidad (fundamental a velocidades de carga lentas o en ensayos de larga duración), Ser capaz de mantener la carga en sus valores especificados durante intervalos suficientemente largos, con error menor del 0,1% de la carga aplicada (en determinados modelos, para aplicaciones de calibración o ensayos que requieran muy alta estabilidad de carga, se puede conseguir un mantenimiento de carga con estabilidades mejores que 10-4 ), Las máquinas electromecánicas pueden utilizarse con velocidades desde valores mínimos de 0,001mm/min o menos, hasta 200 o 500mm/min (o incluso 1000mm/min) dependiendo del modelo, lo cual cubre un amplio espectro de materiales y muestras a ensayar. Tener un mantenimiento mínimo (no precisan cambio de aceite, de filtros o de juntas), No requerir excesivo espacio ni una instalación hidráulica (que pueda suponer merma de espacio, ruidos, etc,), Muy bajo nivel de ruido, comparado con sistemas hidráulicos y sin el riesgo de fugas de aceite, etc,. No requiere elementos de refrigeración costosos,y con el mantenimiento subsiguiente del mismo. Además, el desplazamiento del sistema de carga permite la aplicación de ésta sin impacto, de forma continua en un tiempo dado, no dependiendo del estado de limpieza que afecta a la actuación de correderas de electroválvulas o servoválvulas en sistemas hidráulicos. 3

4 El mantenimiento de un escalón de carga dado con alta estabilidad en el tiempo se consigue con mayor facilidad y precisión que en los sistemas hidráulicos, por el propio servocontrolador y la propia irreversibilidad del sistema de transmisión. Las máquinas de tipo electromecánico EM2/FR de MICROTEST han demostrado un excelente comportamiento en ensayos de larga duración, donde es necesario mantener la carga o la posición durante mucho tiempo en un nivel determinado con alta estabilidad. Los sistemas electromecánicos de MICROTEST con medida de fuerza incorporan un transductor de fuerza (célula de carga), que proporciona una medida de la carga más precisa que los captadores de presión empleados en los sistemas hidráulicos, cuya medida está efectada por la temperatura del aceite, las oscilaciones locales de presión por el flujo del aceite y los rozamientos producidos en el cilindro hidráulico de carga. La velocidad de ensayo en control por recorrido se gobierna de forma digital, mediante un codificador óptico incremental situado en el eje del motor, con lo que se regula con muy alta precisión el movimiento del mismo, al multiplicar por la relación de reducción completa del sistema. La carga se transmite al husillo actuador por medio de un reductor planetario de precisión (mínima holgura), que junto con la instalación de tuerca pretensada en el husillo proporcionan un movimiento lineal con resoluciones por debajo de la micra, dado que el husillo es rectificado. 4

5 Es posible la utilización de la máquina con gran variedad de dispositivos de ensayo, permitiendo la incorporación de sistemas especiales para determinados ensayos (hornos de alta temperatura, cámaras climáticas, extensómetros sin contacto, etc.). Se emplean en la actualidad en multitud de ensayos de diverso tipo: ensayos de metales, plásticos, elastómeros, textiles, maderas, cerámicas, materiales de construcción (ensayos de flexión, compresión, ensayos Marshall, CBR, etc.), corrosión bajo tensión, metrología de fuerza en sistemas "buildup", etc. Tiene la posibilidad de incorporar diferentes dispositivos (bajo demanda), por ejemplo: Platos de compresión. Mordazas neumáticas o de accionamiento manual para ensayos de tracción sobre diferentes tipos de probeta. Otros dispositivos de ensayo: flexión, compresión, tracción (hilos, láminas, etc.). Extensómetros, hornos, cámaras climáticas, etc. 5

6 La versatilidad de las máquinas EM2 permite su utilización la mayoría de los ensayos uniaxiales normalizados, en los que la fuerza a generar esté por debajo de la capacidad de la máquina, sea en tracción o en compresión (dentro del mismo espacio de ensayos). Entre otros, permite realizar (con el utillaje adecuado) los siguientes ensayos: Tracción de metales de diferentes tipos y formas: probetas estándar, flejes, cables, chapas, varilla, etc. Ensayos de fluencia (creep) a alta temperatura. Ensayos de corrosión bajo tensión. Ensayos sobre polímeros, composites, gomas, textiles, cuerdas, madera, etc. Ensayos de tracción sobre muestras normalizadas de acero. Ensayos de tracción, flexión o cortadura sobre muestras de aluminio o perfiles. Ensayos de compresión de cementos, hormigones, madera, rocas, cerámicas, polietireno expandido, mezclas bituminosas, etc. Ensayos de flexión sobre morteros, hormigones, plaquetas cerámicas, baldosa, madera, etc. Ensayos de fricción, pelado, cizalladura, etc. Ensayos CBR, Marshall. Calibración de transductores de fuerza según EN ISO 376. Punzonamiento-cizalladura-flexión de bovedillas de poliestireno expandido Etc. 6

7 DESCRIPCIÓN BANCADA Aloja en su interior el conjunto actuador electromecánico, compuesto generalmente por: motor, reductor, poleas de transmisión, husillos a bolas y tuercas. Sobre la bancada se sustenta el marco de ensayos. Para el empleo de cámaras y hornos de ensayo, la parte superior de la bancada tiene mecanizado el acoplamiento correspondiente (guías y taladros roscados) Las dimensiones de la bancada pueden modificarse bajo demanda. MARCO DE ENSAYOS Marco de carga de alta rigidez con dos columnas guía en acero cromado y doble husillo. El puente móvil lleva incorporada normalmente la célula de carga. Existe la posibilidad de incorporar una célula de carga adicional de menor capacidad para ensayos a cargas menores con los elementos de acoplamiento para la misma. El puente móvil aloja las tuercas de los husillos, de forma que es accionado por el mismo y guiado, como hemos dicho, por las columnas-guía. Las dimensiones del marco de ensayos (luz axial y luz entre columnas) pueden modificarse bajo demanda por el usuario. SISTEMA ACTUADOR El sistema de carga de la máquina es electromecánico mediante doble husillo a bolas de aplicación universal (de doble efecto: tracción/compresión). El accionamiento se controla a través de un motor de corriente continua, que proporciona el par adecuado a través de un sistema de reducción. Incluye un codificador óptico en el eje del motor para un correcto y preciso control de la posición y la velocidad del travesaño móvil. La velocidad máxima depende del husillo, del motor y del sistema reductor empleados. Bajo demanda se puede adoptar diferentes valores para la velocidad de desplazamiento del travesaño. Para facilitar el posicionamiento de probetas y accesorios, la máquina dispone de un mando de aproximación manual en el panel frontal de la máquina, que permite modificar la posición del travesaño móvil. La velocidad de este movimiento es seleccionable desde el software SCM

8 ELEMENTOS DE SEGURIDAD Y PROTECCIÓN Las máquinas estándar EM2 incluyen una mampara de protección en la parte frontal del marco de ensayos. Esta mampara está hecha con policarbonato de alta resistencia transparente, que protege al usuario de potenciales proyecciones. La máquina tiene también límites mecánicos y eléctricos, incluyendo botón de emergencia y finales de carrera, para prevenir frente a cualquier movimiento del actuador más allá de la zona deseada o en caso de emergencia. CONTROL, MEDIDA Y REGISTRO DE DATOS El control y medida de los ensayos se efectúa por medio de la electrónica SCM3000 desarrollada por MICROTEST. Esta electrónica proporciona un control en lazo cerrado de la máquina y conversión analógica/digital para al menos 8 canales. El control incluye líneas de entrada/salida digitales conectadas con la máquina y el regulador de motor, cubriendo el resto de funciones de control y seguridad del sistema. El control de la máquina es monitorizado por ordenador a través de una conexión USB. El software SCM3000 permite también el registro de las diferentes magnitudes durante el ensayo. La serie EM2/FR emplea este software SCM3000 que mejora las característica de la máquina para cualquier tipo de material, permitiendo al usuario el control completo de las funcionalidades de la máquina. Se trata de un sistema adaptable y fiable. La descripción del software SCM3000 se muestra aparte. Todos los parámetros de almacenamiento y de control son manejados a través del ordenador con el software SCM3000. El software SCM3000 ayuda al usuario a automatizar sus operaciones, proporcionando un potente editor de Métodos y Resultados, con la posibilidad de exportar datos a Excel o ficheros ASCII, lo que permite la generación de informes de ensayo a medida. Las curvas de ensayo también pueden ser visualizadas, re-escaladas o impresas a través de un Editor Gráfico. El sistema de control incluye control seleccionable vía software por fuerza, posición (u otra magnitud), indicación digital de los canales configurados, puesta a cero de cualquier canal, canales completamente configurables, alarmas configurables, canales calculados, registro digital de las magnitudes medidas, muestreo seleccionable, automatización de ensayos (métodos de ensayo y secuencias complejas de movimiento o carga), definición de parámetros de ensayo, cálculos, gráficas de ensayo, tablas de resultados, etc. 8

9 Especificaciones Técnicas MODELO EM2/02 EM2/10 EM2/20 EM2/50 EM2/100 EM2/200 EM2/300 EM2/500 CAPACIDAD DE FUERZA RECORRIDO (típico) Columnas kn mm columnas Tipo de marco Sobremesa De pie Veloc. Maxima desplazam. (valores típicos en negrita) Velocidad minima posición mm/min mm/min Resolución posición Espacio (luz) horizontal Max. espacio Vertical (**) mm mm mm Rigidez mm/n < < < < < < < < Alto(H) x Ancho (W)x Fondo (D)(*) H(mm) W(mm) D(mm) Peso (*) kg 100kg 250kg 400kg 450kg 680kg 740kg 770kg 1500kg Clase de Precisión típica ISO 7500 Transductor de fuerza habitual Resolución de Fuerza Tensión nominal de alimentación estándar (*) Potencia media típica (cont.) (*) TSC1/ 2000N TSC1/ 10kN PB2/20 PB2/50 PB2/100 PB2/200 PBF/300 PBF/500 N VAC 400Vac 3fase +N kw MICROTEST, S.A. C/ Valle de Tobalina, MADRID (Spain) Tel.: (+34)

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