Il Dinamometro per la prova di trazione

Quando va eseguita la prova di trazione

La misurazione della forza in ambito industriale è necessaria per determinare con precisione alcuni parametri ed eseguire test non distruttivi sui materiali o i prodotti finiti per verificarne la tenuta , la resistenza ed il carico di rottura quando sottoposti a forze di trazione o di compressione. Si tratta di test tra i più diffusi e trasversali a moltissimi ambiti produttivi.

Per citare alcune applicazioni tipiche, troviamo questo tipo di misurazione nei seguenti settori :

• Automotive
• Edilizia, Infissi
• Tessile
• Mobile ed arredamento
• Calzature
• Carta
• Ambiente
• Plastica e gomma
• Materiale elettrico ( ad esempio per il test di resistenza allo sfilamento di cavi elettrici dopo l' aggraffatura o crimpatura)
• Meccanica
• Giochi e giocattoli.

L’elenco potrebbe continuare a lungo ma ribadiamo come testare e misurare la forza su dei prodotti / materiali sia una necessità di ogni controllo qualità aziendale e per farlo anche occorrono specifici dinamometri progettati per lo scopo di eseguire misurazioni in trazione o in compressione con indicazione del valore di picco oltre che istantaneo.

Che cos’è il valore di PICCO

Da non confondersi con la funzione HOLD , letteralmente congelare un valore sul display, il Picco è semplicemente il valore massimo registrato / misurato durante una sessione di prova.

Definizioni, terminologia e norme di riferimento

Convenzionalmente si definisce dinamometro sia il singolo strumento che l’insieme composto da un dinamometro ed un banco di prova ( o stativo ) che ne controlla e regola il funzionamento. In questa configurazione si può definire anche dinamometro Da banco. I banchi di prova poi si distinguono tra modelli manuali per piccole forza fino a 500 Newton massimi e tipi motorizzati necessari per misurazioni molto importanti di diverse migliaia di Newton. 

Terminologie e definizioni :

• dinamometro per la forza = force gauge
• newton = unità di misura della forza
• resistenza alla trazione = tensile strength
• Prova di trazione = Tensile testing
• carico di rottura = breaking load

Molti test devono soddisfare specifiche norme di qualità. Le prove di trazione o compressione quindi devono essere eseguite rispettando parametri ben definiti come :

• Velocità di spostamento : ad esempio eseguire il test di trazione tirando l’oggetto ad una velocità costante di 5 millimetri per ogni minuto
• Ripetizione automatica del test : quindi tirare o comprimere ripetutamente l’oggetto di prova ad una determinata forza per un ciclo definito ( 10, 100, 1000 volte consecutive).

Queste applicazioni richiedono necessariamente due opzioni sulla strumentazione : banchi di prova con motore e dinamometri regolabili tramite Pc attraverso un software.

I banchi di prova manuali ,dal costo di acquisto molto contenuto sono validi solo per test non regolamentati e per misurazioni di piccola entità. L’azione manuale di trazione e compressione attraverso l’azionamento di una leva meccanica è chiaramente influenzata dalla individualità di chi esegue il test : uomo, donna, ecc In questi casi è impossibile garantire una degli aspetti più rilevanti nel campo della misurazione , la ripetibilità. In caso di utilizzo di questi strumenti analogici, denominabile anche come dinamometro a leva, è più corretto parlare di stimare il dato piuttosto che di misurarlo.

Quali sono i Dinamometri adatti alle prove di trazione e compressione ?

Quale che sia il tipo di test / misura che dobbiate eseguire non potrete prescindere dal disporre del giusto tipo di dinamometro , quello,cioè più adatto alla vostra applicazione. Vediamo quindi di fornire più informazioni utili su questo tipo di strumentazione evidenziandone le principali caratteristiche e funzionalità.

Trazione e compressione possono essere misurate sia con un dinamometro di tipo digitale che con uno meccanico. Entrambe le tipologie offrono vantaggi e svantaggi. Va detto che, sulla base della nostra esperienza , che raramente un dinamometro meccanico verrà utilizzato per misure di compressione importanti. Sul mercato è facilissimo reperire Dinamometri meccanici a cella di carico per trazione , molto meno per la compressione. Tra i modelli meccanici che trattiamo noi riusciamo a coprire solo esigenze di misura fino ad un massimo di 50 kg. Diciamo che l’applicazione più diffusa per un dinamometro meccanico a pressione è quella di verificare la forza di apertura di una porta tagliafuoco che però ricade in un ambito diverso dai test industriali di cui ci vogliamo occupare qui.

Con i modelli digitali e invece possibile coprire pressoché ogni esigenza. Tra i vantaggi principali di un dinamometro digitale troviamo la maggiore sensibilità e la possibilità di interfaccia ad un PC o ad un PLC. Ciò vuol dire poter Elaborare e valutare i risultati dei test con maggiore profondità con osservazione della curva di carico e non solo del valore di picco.

Con un dinamometro elettronico per la forza possiamo inoltre procedere a misurare più dati incrociando grandezze diverse come ad esempio effettuare una misura di forza e distanza. Consiste nell'acquisizione contemporanea e parallela di due elementi : forza di trazione o di compressione insieme alla variazione della lunghezza dell’oggetto di prova. E’ estremamente importante per i materiali che hanno particolare elasticità. Per ottenere questi risultati bisogna collegare in parallelo ad un pc sia il misuratore di forza che un metro digitale dotato di interfaccia dati. Un apposito software si incaricherà di tracciare entrambe le misurazioni offrendo una visualizzazione in forma grafica. Se volete verificare il tipo più adatto vi invitiamo a leggere questo nostro post sui  dinamometri SAUTER che compongono un intera gamma di prodotti progettati a questo scopo.

Sensore interno o cella di carico esterna

La forma del sensore di forza deve adattarsi al tipo di test ed alle condizioni operative in cui è possibile misurare. Per questo motivo sono più flessibili i dinamometri dotati di una cella di carico esterna. Quest’ultima si presenta quasi sempre con uno o due fori filettati che rendono agevole il montaggio di attacchi esterni e morsetti per meglio afferrare, bloccare, tenere l’oggetto per una corretta realizzazione della prova. Uno standard tra produttori ed oggettivi limiti costruttivi hanno creato la classificazione secondo cui fino a 1000 Newton ( 100 kg ) troveremo dinamometri con sensore integrato ed oltre questo campo di misura sempre un sensore esterno collegato tramite cavo. La cella di carico esterna è sempre di forma rettangolare ad -S- anche se molto frequentemente ci viene richiesta una cella di carico rotonda che noi forniamo su misura.

In questo video viene mostrata una prova di resistenza alla trazione con un dinamometro motorizzato :

Qui invece un breve video di una simulazione del test di resistenza e strappo con prova distruttiva del campione :

Check list prima di acquistare

Quesi i parametri che suggeriamo di esaminare per individuare i tipi di dinamometri più adatti a voi :

1. Forza massima prevista
2. Meccanico o digitale
3. Se digitale, pensate i collegarlo ad un pc Intendete misurare solo la forza o la forza + distanza
4. Occorre un banco di prova a motore o è sufficiente un modello manuale
5. In entrambi i casi, quanto è lungo mediamente il campione Da testare
6. Certificazione della Taratura : e necessaria Se si, per quale funzionalità : trazione, compressione o per entrambe

Come faccio a sapere che l’attrezzatura è idonea al mio test ?

Pur con tutte le verifiche preliminari , da parte del cliente utilizzatore, resta sempre il dubbio che il kit di misurazione possa non essere conforme alla prova specifica necessaria. In questi casi possiamo supportarvi con due modalità :

1. Ci inviate il campione e testiamo noi in azienda fornendovi un video dimostrativo
2. Inviamo al vostro stabilimento una macchina in conto visione allestita per consentirvi di eseguire una prova. E importante precisare che quest’ultima opzione può non essere disponibile per tutte le casistiche che ci vengono sottoposte e che comunque trAttandosi di attrezzature con costi spesso molto rilevanti è richiesta una attenta analisi preliminare.

Contattate i nostri esperti di settore per ottenere un preventivo e verificare insieme le vostre necessità.

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