Přeskočit na hlavní obsah

Zkoušky technologickými metodami


Zkoušky technologickými metodami

Technologické vlastnosti - jsou vlastnosti, které úzce souvisí se zpracováním materiálu na výrobek materiálů. Tvoří soubor fyzikálních a mechanických vlastností, umožňující jejich další zpracování. Nejdůležitější vlastnosti jsou tvářitelnost, obrobitelnost, svařitelnost, slévatelnost a další.
Technologické zkoušky slouží k posouzení vhodnosti materiálu pro dané účely upotřebitelnosti a zjišťují se podle některých ukazatelů, které nelze vyjádřit v přesně definovaných základních fyzikálních veličinách. Při provádění zkoušek se snažíme přiblížit co nejvíce podmínkám, při nichž bude materiál zpracováván, popřípadě jimž bude v provozu vystaven. Zkoušky jsou poměrné jednoduché a pro praxi významné, často se ke zkouškám využívá dílenských přístrojů a zařízení.

Rozdělení zkoušek může být různé např. podle druhu zkoušených výrobků (zkoušky trubek, plechů, drátů,..), podle druhu technologického zpracování (zkoušky slévatelnosti, svařitelnosti, tvárnosti, obrobitelnosti,…), podle metod (zkoušky lámavosti, střídavým ohybem, roznýtovatelnosti, pěchováním,…) a nebo speciální zkoušky – dle požadavků zadavatele (stanovení koeficientu délkové roztažnosti, propalitelnosti plamenem kyslík-zemní plyn,..).

Zkoušky slévárenských vlastností
Slévatelnost - souhrn vlastností, které musí mít kov (slitina) určený k lití. Závisí na smrštění a zabíhavosti kovů. Umožňuje výrobu zdravých odlitků. Takový kov musí mít proto dobrou tekutost (tj. schopnost vyplňovat rychle celou formu), nesmí tvořit bubliny a musí se málo smršťovat.
Zkoušky zabíhavosti :
Zabíhavost - schopnost kovu nebo slitiny dokonale zaplnit formu. Nejčastěji se zjišťuje zkouškami založenými na měření dráhy, kam až kov ve zkušební formě zaběhne. Závisí na fyzikálních vlastnostech kovů (viskozita, povrchové napětí), intervalu tuhnutí, vlivu smáčivosti forem, pohybu kovu ve formě, poklesu teploty lití, oxidaci, stavu formy, atd. Podle tvaru zkušebních tyčí dělíme :
a) tyče nebo spirály v jedné rovině (Curryho spirála blíží se reálnému odlitku –r.1919)
b) tyče nebo desky uspořádány ve svislém směru - Czikelova zkouška, posouzení průměru a výšky zaběhlé tyčinky
c) tyče s proměnným průřezem (tvar klínů, nízkých kuželů, kuličková zkouška)
d) jiné – U-zkouška, harfová zkouška,…
Zkoušky smrštění :
Smrštění – zmenšení objemu i rozměrů ztuhlého kovu nebo slitiny vzhledem k tavenině. Závisí na chemickém složení slitiny, teplotě lití, konstrukci odlitku, druhu formy a na způsobu chladnutí. Důsledkem procesu smrštění je zmenšení rozměrů odlitků, vznik staženin, tvarové zborcení odlitku, vznik vnitřních napětí a vznik prasklin a trhlin v odlitcích.
Smrštění se posuzuje na tyčích zvolené délky srovnáním s délkou modelu nebo grafické zaznamenání vzdálenosti dvou značek zalitých do odlitku v průběhu chladnutí (Keepův přístroj).
Zkoušky formovacích materiálů mají zajistit základní požadované vlastnosti forem tak, aby byl vyroben jakostní odlitek. Patří sem zkoušky pevnosti, rozpadavosti, prodyšnosti, poddajnosti, tekutosti formovací směsi, vlhkosti a další.

 Zkoušky svařitelnosti
Svařitelnost materiálu - schopnost vytvořit ze dvou částí nerozebíratelný celek některým způsobem tavného, tlakového nebo jiného svařování. Obtížná svařitelnost materiálu se projevuje nečistým, málo pevným svarem nebo křehnutím materiálu v okolí svaru. Svařitelnost zkoušíme mnoha způsoby. Zkoušený materiál svaříme tak, jak tomu bude v praxi, a svar sám i jeho okolí podrobíme zkouškám pevnosti, vrubové houževnatosti apod.
Svařitelnost vyjadřujeme ve čtyřech stupních : zaručená, zaručená podmíněná, dobrá a obtížná.

Základní destruktivní a nedestruktivní zkoušky svarů - metody zkoušení svařitelnosti kovů uvádí ČSN EN, ČSN EN ISO, ČSN a podnikové normy.

Zkoušky odolnosti svarových spojů proti vzniku trhlin :

ČSN EN 910 - Destruktivní zkoušky svarů kovových materiálů-Zkoušky lámavosti :
Zkouška svařitelnosti - ohybová návarová                



Zkouška svařitelnosti - lámavosti svaru zkouška
Materiál vyhovuje, když dosáhne předepsaného uhlu ohybu bez trhliny zkřehnutí – tepelně ovlivněné oblasti těsně u svaru. Zkouší se 3 tyče – kontroluje se či hodnota KCU neklesne u žádné z tyčí pod hodnotu, která je předepsaná.
Zkoušky lámavosti
Princip zkoušky – zkušební tyč kruhového, obdélníkového nebo mnohoúhelníkového průřezu se podrobuje plastické deformaci v ohybu kolem tlačného trnu předepsaného průměru, aniž se změnil směr zatížení, do předepsaného úhlu ohybu nebo objevení trhliny.
Zkouška lámavosti (ČSN ISO 7438) - posuzuje tvárnost podle velikosti úhlu ohybu α zkušební tyče, aniž v místě ohybu vznikly trhliny.

Druhy zkoušek lámavosti :       


a) do předepsaného úhlu ohybu 
b) do rovnoběžné polohy ramen
c) do dosednutí ramen na sebe



Zkoušky tvářitelnosti

Tvářitelnost - vlastnost, kterou musí mít materiál určený ke kování, válcování, lisování, tváření, apod. Tvárný materiál si zachová tvar daný působením vnějších mechanických sil, a to i po jejich zániku. Tvárnost zjišťujeme různými zkouškami za studena, nebo za tepla.


Zkouška hloubením plechů a pásů podle Erichsena (ČSN EN ISO 20482) :

Používá se k stanovení hlubokotažnosti materiálu – schopnosti plastické deformace při tváření, zejména lisováním, protlačováním apod.
Tvárnost závisí na chemickém složení a struktuře materiálu, teplotě, způsobu a rychlosti deformace.
Princip zkoušky - zatlačování razníku(nástroje) s kulovitým ukončením do zkušebního tělesa (plechu) upnutého přidržovačem na raznici tak dlouho, až se na vytaženém kulovitém vrchlíku objeví průchozí trhlina. Prohloubení je měřítkem hlubokotažnosti a označuje se IE.

Erichsenův přístroj :
1) základní blok          2) raznice        3) razník          4) kolo             5) osvětlovač               6) zrcátko        7) měřítko            8) nonius         9) matice se západkou


Razník a raznice
Trhlina ve směru válcování plechu – vhodný plech k tažení. Trhliny kolmé na směr válcování svědčí o opaku.
Zkouška plechů a pásů tloušťky 3 mm a méně střídavým ohýbáním (ČSN ISO 7799) - používá se k stanovení plasticity plechů a pásů.
Princip zkoušky – zkušební těleso pravoúhlého průřezu stanovených rozměrů se upevní v upínacím zařízení přístroje (čelisti a váleček daného poloměru) a provádí se opětovný ohyb v úhlu 90° z výchozí polohy na obě strany. Za jeden ohyb se považuje ohyb vzorku úhel 90° a zpět do výchozí polohy.

Počítáme počet ohybů které pásek vydrží. Když vznikne trhliny, ohyb se už nepočítá. Rychlost max. 60 ohybů za minutu.

Přístroj pro provádění zkoušek  střídavým ohybem
1) základní deska    2) přehýbací  páka         3) čep pro nastavení délky ohybu vzorků
4) čelisti k uchycení vzorků             5) klika svěráku                6) počítadlo počtu ohybů

Vyhodnocení zkoušky :
o   podle dosažení stanovených počtu ohybů aniž by na zkušebním tělese vznikly trhliny
o   podle počtu ohybů dosažených
do objevení trhliny,
do nalomení zkušebního tělesa do poloviny šířky,
do úplného rozlomení zkušebního tělesa
Zkouška drátu střídavým ohýbáním (ČSN ISO 7801) :
Udává odolnost drátu proti střídavému ohýbání jako počet ohybů zkušebního vzorku ve zkušebním zařízení. Za ohyb zde považujeme již první ohyb o 90° z počáteční polohy, za druhý další ohyb o 180° atd. Frekvence cca 60 ohybů za minutu.
Ocelové dráty od průměru 0,3 do 10 mm a drátu z hliníku a jeho slitin do 12 mm.
Mírou tvařitelnosti je počet ohybů do porušení.


Zkouška drátu jednoduchým krutem (ČSN ISO 7800) :
Princip zkoušky – do upínacích čelistí se upne zkoušený drát určené délky na základě průměru (L=100 . d0,5-5mm, L=50 . d5-10mm ). Pak se otáčí klikou - stanovuje počet krutů až do přetržení.
Mírou tvářitelnosti je počet krutů. Kolikrát mohu drát otočit o 360° než praskne.
Kroucení může být jednosměrné, střídavé a podvojné
Zkouška je vhodná pro ocelové dráty do průměru 10 mm a dráty z hliníku a jeho slitin do 12 mm.

Přístroj pro zkoušení drátu kroucením
1) zkoušený drát                      2) upínací čelisti                      3) klika                        4) počítadlo krutů
Další zkoušky drátů : ČSN ISO 9649-Zkouška drátu střídavým krutem, ČSN ISO 7802-Zkouška drátu navíjení, a další.
Speciální zkoušky plechů :
Zkouška kalíšková – na přístroji podle Erichsena s úpravou matrice a tlačného trnu. Kruhový výřez plechu je protlačován válcovitým tlačným trnem přes matrici s kruhovým otvorem. Po protlačení vzniká tvar kalíšku na jehož dně v případě materiálu se špatnou hlubokotažností vzniká porušení.
Zkouška dvojitým přehybem – zkušební vzorek tvar čtverce (200mm), který se nejprve přehne v polovině až k úplnému styku obou ploch a takto vzniklý obdélník se přehne kolmo na první přehyb. Potom se provádí ohyb kolem trnu o průměru 10 mm až do úhlu asi 90° s následujícím slisováním až do dosednutí obou ploch vzájemně na sebe.
Zkouška vyhovuje nevzniknou-li v místě dvojitého přehybu trhliny.
Klínová zkouška tažnosti – ve zvláštním přípravku s různou šikmostí stěn zkouší výřez plechu. Tento plech se přípravkem protahuje a zkouška nevyhoví, jestliže se objeví v tažných místech trhliny.
Pro zvláštní užití (např. rychlé provozní odzkoušení) se používají různé nenormované zkoušky plechů.

Technologické zkoušky trubek
Zkouška trubek ohybem (ČSN EN ISO 8491) – provádí se u trubek do vnějšího průměru 60 mm.
Princip zkoušky – pomalé a nepřerušované ohýbání zkušebního vzorku přes žlábkový váleček nebo trn daného poloměru do stanoveného úhlu (aby nedošlo k promáčknutí, tak se trubky plní pískem). Tvar žlábku musí odpovídat vnějšímu průměru vzorku.



Výsledek zkoušky se vyhodnocuje :
o   podle vzniku trhlin nebo prasklin s kovovým leskem na vzorku, viditelných bez zvětšení, při dosažení úhlu ohybu stanoveného normou
o   podle velikosti úhlu ohybu, který se dosáhne při vzniku trhlin nebo prasklin s kovovým leskem na vzorku, viditelných bez zvětšení
Zkouška trubek smáčknutím (ČSN EN ISO 8492) - provádí se u trubek s vnější průměrem do 400 mm a tloušťkou stěny do 15% vnějšího průměru trubky. Odřezek trubky se zmáčkne pod lisem do určité vzdálenosti H nebo do dosednutí tak, že na okraji jsou mezery o velikosti nejvýše ¼ tloušťky stěny trubky. Výsledky jsou vyhovující, jestliže v místech největšího ohybu nevznikne trhlina nebo lom.
Princip zkoušky – smáčknutí pod lisem zkušebního vzorku (odřezku) mezi dvěma hladkými, tuhými a rovnoběžnými deskami, které se přibližují plynule do stanovené vzdálenosti H nebo do úplného smáčknutí. Při úplném smáčknutí se dovolují na krajích vzorku mezery o velikosti nejvýše ¼ tloušťky stěny vzorku. Vzdálenost mezi rovnoběžnými tlačnými deskami na konci zkoušky se měří pod zatížením.


Výsledek zkoušky se vyhodnocuje :
o   podle vzniku trhlin nebo prasklin s kovovým leskem na zkušebním vzorku, viditelných bez zvětšení, při dosažení vzdálenosti mezi tlačnými deskami, stanovené normou
o   podle vzdálenosti mezi tlačnými deskami, která dosáhne při vzniku trhlin nebo prasklin s kovovým leskem na zkušebním, vzorku viditelných bez zvětšení

Zkouška trubek rozšiřováním (ČSN EN ISO 8493) – platí pro trubky s vnějším průměrem do 150 mm a s tloušťkou stěny do 9 mm.
Princip zkoušky – rozšíření konce zkušebního vzorku plynulým vtlačováním kuželového trnu do dosažení stanoveného vnějšího Du u konce trubky.


Výsledek zkoušky se vyhodnocuje :
o   podle vzniku trhlin nebo prasklin s kovovým leskem na zkušebním vzorku, viditelných bez zvětšení při dosažení největšího průměru rozšířené části zkušebního vzorku, nebo poměrného rozšíření dle norem
o   podle velikosti největšího vnějšího průměru rozšířené části zkušebního vzorku nebo poměrného rozšíření, které se dosáhnou při vzniku trhlin nebo prasklin s kovovým leskem na vzorku, viditelných bez zvětšení.
Zkouška trubek rozšiřováním prstence (ČSN EN ISO 8495) pro trubky s vnějším průměrem od 18 mm do 150 mm a s tloušťkou stěny od 2 mm
Princip zkoušky – rozšíření konce zkušebního vzorku plynulým vtlačováním kuželového trnu do dosažení stanoveného poměrného rozšíření zkušebního vzorku.


Výsledek zkoušky se vyhodnocuje :
o   podle vzhledu povrchu zkušebního vzorku nebo lomu při dosažení předepsané hodnoty poměrného rozšíření zkušebního vzorku, stanovené v normě
o   podle hodnoty poměrného rozšíření zkušebního vzorku, které se dosáhne při vzniku trhlin nebo prasklin s kovovým leskem na jeho povrchu
Zkouška trubek lemováním (ČSN EN ISO 8494) – platí pro trubky s vnějším průměrem do 150 mm a s tloušťkou stěny do 9 mm.
Princip zkoušky – olemování konce zkušebního vzorku plynulým vytlačováním trnu do dosažení lemu, stanoveného průměru, který je pod úhlem 90° k ose vzorku (konce trubek se rozehnou kuželovým trnem a dolemují přítlačnou deskou).


Před olemováním se může zkušební vzorek rozšířit kuželovým trnem do vytvoření takového vnějšího průměru, který umožní získat stanovený nebo určitý průměr lemu.
Výsledky zkoušky se vyhodnocují:
o   podle vzniku trhlin nebo prasklin s kovovým leskem na zkušebním vzorku, viditelných bez zvětšení při dosažení hodnoty průměru lemu stanovené ho v normě
o   podle velikosti průměru lemu při vzniku trhlin nebo prasklin s kovovým leskem na zkušebním vzorku, viditelných bez zvětšení
Zkouška hydraulickým tlakem - trubky naplněné vodou (nebo jiná stanovená tekutina) podrobí zkušebnímu tlaku.
Princip zkoušky –trubka s uzavřenými konci a naplněná tekutinou se podrobí zkušebnímu tlaku s výdrží 5 s. Zvětšování tlaku v průběhu zkoušky musí být plynulé (bez hydraulických rázů).
Výsledky zkoušky je vyhovující :
o   jestliže se v průběhu zkoušky neobjeví únik pracovní tekutiny a po zkoušce trvalá deformace (vyboulení) stěny trubky nepřesáhne mezní úchylku rozměru

Další zkoušky - Zkouška trubek tahem prstence (ČSN EN ISO 8496),…. atd.

Zkoušky obrobitelnosti
Závisí na fyzikálních a mechanických vlastnostech obráběného materiálu, na řezném nástroji (typu, geometrii a materiálu nástroje) a na podmínkách, za nichž se obrobitelnost zkouší.
Obrobitelnost - chování materiálu při obrábění řeznými nástroji (soustružení, frézováni, hoblování, vrtání apod.). Obrobitelnost posuzujeme nejen podle mechanických vlastností materiálu, ale i podle snadnosti oddělování třísky, podle chování třísky k materiálu nástroje (ulpívání třísky na nástroji, tvoření nárůstku na ostří apod.) a podle řezného odporu. Zkoušíme ji normalizovaným nástrojem na měřicích suportech při různých rychlostech a konstantních řezných podmínkách.

Zkouška tvářitelnosti za tepla :
Mezi tyto zkoušky patří – zkoušky rozkováním, děrováním, rozštěpením, ohybové, pěchovací, krutové, válcováním aj.
Úlohou všech těchto zkoušek je zjistit zpracovatelnost oceli za tepla. Rozsah kujnosti oceli je tím větší, čím vzniknou větší deformace bez vzniku trhlinek. Na dobré kovatelné oceli nesmějí po těchto zkouškách vzniknout na hranách ani plochách žádné trhlinky.
Zkouška kovatelnosti :
Princip zkouškyzkoušený materiál se vyková na plochou tyč, do které se prorazí dva otvory. Krajní otvory se rozštěpí a oba konce se rozevřou. Druhý otvor se rozšíří na 15 mm a úplně se ohrnou rozštěpené konce.
Výsledky zkoušky je vyhovující :
jestliže se v průběhu zkoušky neobjeví trhliny



Zkouškou pěchováním za studena (ČSN EN 1971)
Zjišťuje povrchová čistota polotovaru určeného k výrobě nýtů, hřebíků apod. Materiál vyhovuje, jestliže při zkoušce na pěchovaném vzorku nevznikly trhliny.


Zkouška pěchováním za studena

Zkoušky opotřebení :

Opotřebení - nežádoucí oddělování částeček materiálu, k němuž dochází na povrchu součásti strojů a přístrojů, nářadí, nástrojů apod. působením vnějších sil. Tento jev znamená stálé ubývání materiálu a vynucuje si občasnou opravu nebo i výměnu opotřebovaných součástí. Opotřebení je nejčastěji způsobeno třením – otěrem mezi tuhými tělesy, ve značné míře však i třením mezi pevnou látkou a kapalinou. Často se zjišťuje i opotřebení způsobené pohybujícími se pevnými částicemi, jako je např. písek, popel nebo hlína u   pluhů, bagrů, transportérů atd.
Zkoušky opotřebení se provádí podle různých metodik (vrtací zkoušky, frézovací zkoušky, soustružnické,...) na speciálních zkušebních nebo provozních strojích a přizpůsobují se podmínkám provozu.

Zkoušky trvanlivosti nástrojů :
Zkoušky obrobitelnosti materiálů se většinou provádějí zkouškami trvanlivosti nástrojů.
Princip zkoušek –stanovení trvanlivosti nástrojů založených na zjišťováni závislosti velikosti opotřebení a době řezného procesu (příp. na délce obrobeného povrchu, počtu vyvrtaných otvorů, apod.) provedeném na  normalizovaném obráběném materiálu.
Opotřebení - postupné uvolňování drobných částeček z povrchových vrstev a jejich odstraňování z oblasti vzájemně třecích se těles. Celkové opotřebení se projevuje otěrem mikroskopických částic materiálu nástroje z ploch čela a hřbetu při řezání, působením mechanických, tepelných a chemických vlivů.
Výsledky zkoušky se vyhodnocují :
podle průběhu nárůstu a velikosti opotřebení v závislosti na době obrábění určeného předpisy(normami).

Komentáře

Populární příspěvky z tohoto blogu

Nastavitelný klíč se dočkal re-desingu

V naší snaze vytrvale vyvíjet věci po celém světě a zlepšovat je, návrháři často zapomínají na nástroje, které používáme v každodením životě. Nastavitelný klíč, docela standardní součást každé sady nástrojů, byl navržen určitým Švédem jménem Johan Petter Johansson. 

MetMo Grip vychází z redesignu Edwina J. Evanse. Na MetMo Grip je něco velmi jednoduchého a sofistikovaného. Čelisti klíče se ovládají pomocí jediného kovového kusu, který klouzá nahoru a dolů sloupcem se závity s proměnlivým stoupáním. 


Konstrukce integruje řezač krabic a otvírák na láhve. Jeho malý, efektivní design z něj dělá perfektní upgrade pro každou sadu nástrojů, která umožňuje použití v dílnách, opravárnách, garážích.Na designu MetMo Grip je opravdu pozoruhodné, že jeho schéma existovalo před více než 90 lety, ale nikdy nedosáhlo svého plného potenciálu. 
Designéři: Sean Sykes a James Whitfield

Nafukovací skůtr do batohu z Japonska

Flexibilita a přenositelnost a možnost použití kdekoli a kdykoli, to jsou největší benefity nafukovacího skůtru, který přichází z Japonska.


Trend dnešních dní se ubírá směrem k elektrickým koloběžkám, sdíleným skůtrům a vozidlech, ve kterých můžeme ujet posledních pár kilometrů v centru a kdekoli zaparkovat. Tento prototyp nafukovacího e-kola vyvíjeného na Tokijské univerzitě přichází s novým řešením bezpečného cestování s ultralehkým skůtrem, který si bezproblému vezmete do batohu. Z balíčku složené textilie, který se vejde do batohu, lze Poimo (přenosná a nafukovací mobilita) rychle nafouknout malou pumpou do pohodlného a bezpečného mobilního dopravního prostředku, který lze znovu vypustit a sbalit, jakmile se dostanete tam, kam potřebujete dojet.

Tělo Poimo je vyrobeno z termoplastického polyuretanu (TPU).

Nafouknutí Poimo na optimální provozní tlak (stabilní i pohodlný na sezení) trvá přibližně přes minutu na tlak až 40 nebo 50 kPa (6 nebo 7 psi), což ve skutečnosti není moc. Fotb…

Pero, které nemůže chybět v rukou strojaře!!

Pro strojaře, perfekcionisty, designéry a pro všechny, kteří potřebují něco někdy změřit. Pero Messograf dělá něco, co žádné jiné pero. Na pero je umístěno docela schopné posuvné měřítko! Se schopností naměřit rozměr až do 100 milimetrů. Další schopnost tohoto pera je hloubkoměr a dokonce měřidlo závitů! A ovšem ta poslední věc je, že s perem můžete také psát. Toto pero je ideální partner do dílny nebo designového studia. Toto pero Vám bude každý závidět. Na síti Aliexpress jej můžete koupit okolo 25 korun. (stačí zadat "pen caliper" a hned budete mít několik možností nákupu)
Aliexpress










P.S.: Toto je sen každého strojaře a nejlepší dárek pro chlapy.