Maquina Universal para pruebas de Resistencia de Materiales

  1. Descripción Formal:

La máquina consiste de dos partes esenciales: Una estructura superior y una inferior. En la estructura superior se realizan las diferentes pruebas y se encuentra el reloj para observar la carga aplicada mientras que la estructura inferior se encarga de soportar el peso de la maquina (peso muerto) y servir de alojamiento para los distintos aditamentos que se utilizan en las pruebas, las cuales se realizan gracias a la fuerza generada por un gato hidráulico de operación manual con la capacidad suficiente para desarrollar las pruebas.

toma general de la maquina

  • Estructura Superior:

Se compone de dos vigas (superior e inferior) y dos placas entre ellas que unidas por barras laterales proporcionan 3 espacios, uno de los cuales (el inferior) aloja el gato hidráulico y los otros dos son las zonas de compresión (intermedio) y de tensión (superior).

  • Estructura Inferior:

Como ya se había mencionado anteriormente,  esta estructura además de soportar la estructura superior,  sirve de gabinete de alojamiento y sitio de almacenaje para los aditamentos, herramientas y otros elementos para la operación de la misma.

  • Aditamentos:

Son aquellos elementos necesarios para realizar cada tipo de prueba con la máquina. Estos son:

¨       Mordazas para la prueba de Tracción.

¨       Plato de compresión y suplemento elevador para la prueba de Compresión.

¨       Presionador y Apoyo para la prueba de Flexión.

¨       Aditamento para corte para la prueba de Corte.

  1. Descripción Funcional:

La máquina sirve para realizar los ensayos de mayor importancia en la resistencia de materiales mediante el uso de probetas, los cuales son:

  • Zona de Tensión: Ensayo a la resistencia de la Tracción.
  • Zona de Compresión: Ensayos de Compresión, Flexión y de Corte.

El movimiento necesario para las pruebas se realiza solamente en la estructura superior. La viga inferior sirve de base para la estructura y alojar el gato hidráulico. La carga generada al accionar el gato hidráulico mediante la palanca de accionamiento hace mover solidariamente  la placa inferior y superior de la estructura mientras que la placa intermedia permanece quieta durante la operación. Esto hace que el espacio en la zona de tensión disminuya y en la zona de compresión aumente.

La operación de la maquina siempre es la misma. En un ensayo típico, los aditamentos y accesorios son colocados en la zona que se requiera para la prueba junto con las probetas. El volante del gato hidráulico se gira para colocar la placa inferior en la posición inicial y de apriete, momento en el cual se cierra la válvula de descompresión y se inicia el accionamiento del gato. El embolo del gato hidráulico se extiende para generar la carga, la cual es indicada por un reloj tipo Bourdon para obtener la medición de la carga ejercida. Este reloj posee dos agujas, una roja y otra negra de arrastre, las cuales son solidarias entre si y deben encontrarse para que la aguja negra arrastre la roja, así, al momento de indicar la medición más alta soportado por el material en la prueba que se esté realizando la aguja negra se queda en ese valor para ser medido con mayor precisión mientras que la aguja roja regresa a su posición original. Después de terminar el ensayo, la viga superior, la placa inferior y el gato hidráulico vuelven a su posición original abriendo la válvula de descompresión del gato hidráulico.

  1. Descripción de las Pruebas:
  • Ensayo de Tracción:

Resistencia a la Tracción es la propiedad de un material para resistir a ser separado por dos fuerzas que actúan en direcciones opuestas y su medida es en PSI.  Esta prueba permite determinar la ductilidad de un material midiendo la elongación  de una porción de la probeta y la carga aplicada.

  • Ensayo de Compresión:

Resistencia a la compresión la propiedad de un material para resistir las fuerzas que tienden a aplastarlo, como por ejemplo: las arandelas, ladrillos, columnas, etc. Esta prueba permite determinar el comportamiento de los materiales dúctiles sometidos a esfuerzos de compresión calculando el límite de Fluencia a la compresión midiendo el diámetro de la probeta antes y después de aplicada la carga. Cuando el material es cargado más allá de su límite este se deforma incrementando su área lo que ayuda al material a aumentar la carga adicional que se le aplique lo que hace imposible obtener un valor definitivo máximo a la carga de compresión. Por lo general se asume que ambos valores de tensión y compresión son iguales en un material, pero si existe una diferencia, el mayor de ellos es de compresión.

  • Ensayo de Flexión:

Esta prueba  permite obtener una medida de la rigidez del material el cual es un valor calculado que expresa la proporcionalidad entre carga y deflexión (Modulo de Elasticidad). El módulo de elasticidad es inherente de cada material y se mantiene constante por lo que generalmente puede encontrarse en tablas. También es llamado Modulo de Young  y esta prueba muestra la correlación entre el modulo y rigidez del material midiendo las deformaciones que corresponden a cada incremento en la carga.

  • Ensayo de Cortadura:

Tensión cortante es la producida por fuerzas que actúan paralelamente al plano de la sección que las soporta, obligando a que una porción se deslice sobre la porción adyacente. Esta prueba permite encontrar de manera práctica la resistencia al corte de un material midiendo la carga a la cual se rompe la probeta.

Debe tenerse en cuenta que para cada tipo de ensayo debe de utilizarse el aditamento y los accesorios necesarios requeridos para realizar la prueba.

4.  Normatividad para el uso de la maquina:

a)      La máquina no debe ser cargada por fuera de su centro o la fricción podrá afectar la precisión de los resultados y causar daño a la máquina.

b)      No debe de excederse nunca la capacidad máxima de la máquina de 18.000 lbs.

c)       Al usar las mordazas de tensión, debe de asegurarse que los tornillos de sujeción entren en ellas por lo menos 7/8”.

d)      Las mordazas deben ajustarse no muy herméticamente para que durante la prueba se permita un auto alineamiento.

e)      Las probetas deberán ser colocada cuidadosamente en las garras de las mordazas para el ensayo de tensión. Si la probeta no hace el contacto apropiado en toda la longitud de las garras, se podrán generar grandes fuerzas hacia afuera de las mordazas y estas podrán dañarse.

f)       Si las garras no están a igual altura, la probeta será sostenida fuera de centro y se creara en ella cargas de tensión y flexión a la vez.

g)      En el ensayo de compresión se debe localizar el centro de la probeta lo más cerca posible del centro de la máquina. Las dos placas tienen ranuras concéntricas para ayudar a centrar los accesorios y probetas.

h)      Rutinariamente la maquina requiere lubricación en tres partes: en la palanca de accionamiento como también en las  articulaciones del gato hidráulico y las barras laterales antes y después de cada ensayo.

i)        Chequear antes de iniciar cualquier prueba el nivel de aceite del gato hidráulico.

j)        Revisar periódicamente el funcionamiento del gato hidráulico, haciendo limpieza de suciedad en la válvula, resorte y balines.

Anexos.

7 Responses to Maquina Universal para pruebas de Resistencia de Materiales

  1. oscampo says:

    Sería conveniente que la descripción que hace al principio, vaya acompañada por las fotografías, para tener un mejor entendimiento de la configuración de la máquina. Cuáles son las normas técnicas que se deben seguir para las pruebas que se pueden desarrollar con esta máquina?

  2. Pingback: Equipos de pruebas y ensayos de materiales « Blog CreaDiseño

  3. Vicente says:

    ¿donde puedo conseguir una máquina de ensayo en buen estado y sin gastar mucho? ó ¿que otra opción tengo? gracias.

    • oscampo says:

      Voy a averiguar si la máquina que aquí se describe la vendería la universidad. La verdad es que esa máquina fue una tesis de estudiantes de Ing. Mecánica de alrededor de los años 80, pero aún funciona. Si gustas me escribes a oicampo@uao.edu.co

  4. una opcion buena seria buscar en un blog de verdad, esto era un ejercicio academico

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