
Firma: TeMeCo
Fragen und Antworten UTM
ISO 7500
Universaltestmaschinen (UTM) werden nach der ISO 7500 methodisch geprüft. Hierbei geht es schwergewichtig um die Messeinrichtungen und deren Kalibrierung.
Sie legt die Anforderungen und Verfahren fest, die notwendig sind, um die Genauigkeit von Prüfmaschinen sicherzustellen, die in der Materialprüfung verwendet werden. Sie beschreibt auch, wie Messunsicherheiten zu bestimmen und zu bewerten sind.
Die Prüfmaschinen werden je nach Genauigkeit in verschiedene Klassen eingeteilt, z. B. Klasse 1 und Klasse 0.5, wobei Klasse 0.5 höhere Genauigkeit bedeutet.
- ISO 7500-1: Statische Zug- und Druckprüfmaschinen
- ISO 7500-2: Prüfmaschinen für statische Drehmomentprüfungen
ISO 376 (Kraftaufnehmer)
Diese Norm legt die Kalibrierung von Kraftmesszellen.
Sie teilt Kraftmesszellen in verschiedene Genauigkeitsklassen ein (z. B. Klasse 00, Klasse 0,5, Klasse 1 usw.), wobei Klasse 00 die höchste Genauigkeit darstellt.
Sie beschreibt die Verfahren zur Kalibrierung von Kraftmesszellen, um sicherzustellen, dass sie die festgelegten Anforderungen an die Genauigkeit erfüllen.
Die Norm stellt sicher, dass Kraftmesszellen, die zur Messung oder Kalibrierung von Kräften verwendet werden, präzise und zuverlässig arbeiten, insbesondere in Anwendungen wie Materialprüfung, Forschung oder industriellen Prozessen.
ISO 9513: (Dehnungs- und Wegaufnehmer)
Diese Norm regelt die Kalibrierung von Dehnungsmess- und Wegaufnehmern, die in Prüfmaschinen verwendet werden.
Sie legt die Messunsicherheit und Genauigkeitsklassen der verwendeten Wegaufnehmer fest.
Fragen und Antworten
Eine hohe Rahmensteifigkeit sorgt dafür, dass die Prüfmaschine präzise und wiederholbare Ergebnisse liefert. Sie hilft auch, unerwünschte Nebeneffekte zu minimieren, die das Prüfergebnis verfälschen könnten. Dies führt zu einer besseren Kontrolle und Genauigkeit der Prüfbedingungen. Steife Rahmen neigen dazu, langlebiger zu sein, da sie weniger anfällig für Schäden durch wiederholte Belastungen und mechanische Beanspruchungen sind.
Bei der axialen Steifigkeit handelt es sich um ein Mass in der Einheit kN/mm. Um sie zu messen muss also ein Weg und eine Kraft gemessen werden.
Bestimmen der Rahmensteifigkeit
Der Weg wird bei spindelgetriebenen Maschinen üblicherweise mit einem Drehgeber gemessen, der die Umdrehung der Spindeln misst und mit der Spindelsteigung die Verschiebung der Traverse errechnet. Am einfachsten funktioniert das im Druckbereich mit Druckplatten die sich in Kontakt befinden. Ohne Probe ist die Probensteifigkeit unendlich und die ganze gemessene Verschiebung ist der Maschinendeformation geschuldet.
Um die Kraft messen zu können bedarf es einer Kraftmesszelle die aber ihrerseits eine Steifigkeit hat und so zur Gesamtsteifigkeit der Maschine beiträgt. Eine gute 100kN-Prüfmaschine hat eine Steifigkeit von ca. 300kN/mm, was bei 100kN Zug- oder Druckkraft einer Deformation von 0.33mm entspricht.
Eine 100kN-Messdose deformiert sich bei Nennlast ungefähr um 0.1 mm. Der Rest der Maschine deformiert sich also etwa um 0.23mm.
Die Maschinensteifigkeit hat einen umso grösseren Einfluss auf die axiale Dehnung, je grösser die Probensteifigkeit ist. Bei steifen Proben muss deshalb die Dehnungsmessung über ein Extensometer erfolgen.
Wenn sich ein Nullabgleich nicht durchführen lässt, respektive sich eine DMS-Kraftmesszelle nicht mehr kalibrieren lässt, ist das leider oft ein Zeichen einer Überbelastung.
- Gibt es von der Messdose überhaupt kein Signal?
Schalten Sie die Prüfmaschine aus, kontrollieren Sie die Kabel und Stecker, und schalten Sie die Maschine mit eingestecktem Sensorkabel wieder ein. - Hängt ein schweres Spannzeug an der Messdose?
Entfernen Sie dieses und probieren Sie es nochmals mit einem leichteren Spannzeug.
Heutige Prüfmaschinen akzeptieren etwa maximal 10-20% der Nennkraft als Abweichung einer Kraftmesszelle um einen Nullabgleich durchführen zu können. Diese Abweichung kann vom Spannzeug kommen, welches beim Nullabgleich an der Messzelle hängt, oder es kann von einer plastischen Deformation der Messzelle kommen. Bei Ersterem liegt die Abhilfe im Reduzieren des Gewichtes, während beim zweiten Fall leider oft die Messzelle ersetzt werden muss.
Die Messlänge L0 heisst Anfangsmesslänge. Das ist die Länge auf die sich der im Zugversuch gemessene Weg bezieht.
L0 ist abhängig von der Norm, nach der die Prüfung durchgeführt wird.
Bei Knochenförmigen Proben sollte L0 nicht viel kleiner sein als der Abstand zwischen den Schulterradien. Dadurch wird die Messgenauigkeit maximal.
Bei Streifenförmigen Proben sollte L0 ebenfalls maximal, aber noch nicht im Einflussbereich der Einspannköpfe gewählt werden.
Marktübliche Prüfmaschinen messen nebst der Kraft auch den Weg der Traverse die an der Probe zieht.
Für weiche Proben mit grosser Dehnung kann der Traversenweg durch die Anfangsmesslänge geteilt werden und erhält so die Dehnung.
Für harte Proben muss zwingend ein Längenänderungs-Messgerät (Extensometer) verwendet werden. Dieses misst die Probenverlängerung exakt von der Anfangsmesslänge aus.
Für die Ermittlung des E-Moduls, der Proportional- oder Elastizitätsgrenze und der Zugfestigkeit ist die spätere Bruchlage unwichtig.
Die meisten Extensometer werden noch vor dem Erreichen des Probenbruches von der Probe entfernt um sie zu schonen. Übliche Prüfmaschinen die mit einem Extensometer und Prüfsoftware ausgerüstet sind, können automatisch von der Wegmessung mit Extensometer auf die Wegmessung mit der Traverse umschalten und so die Bruchdehnung ermitteln.
Optische Dehnungsmessgeräte sind unempfindlich gegenüber Schlägen und können bis zum Probenbruch messen.
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