Как измерить силу пресса? Точный контроль тоннажа с помощью прямого измерения тензодатчиком

Для измерения силы пресса используется специализированный датчик, называемый тензодатчиком, который помещается на пути прикладываемой силы. Хотя пресс часто оценивается в тоннах, это его максимальная теоретическая производительность. Тензодатчик обеспечивает прямое, в реальном времени электронное измерение фактической силы, прикладываемой во время операции, обычно отображаемое в тоннах, фунтах-силы (lbf) или килоньютонах (kN).

Хотя номинальный тоннаж пресса говорит о его потенциале, он не подтверждает фактическую силу, приложенную к заготовке. Для истинного контроля процесса и обеспечения качества вы должны перейти от опоры на номинальные значения к внедрению прямого измерения силы.

Принцип измерения силы

Понимание разницы между номинальной характеристикой машины и ее реальной производительностью является первым шагом к получению контроля над процессом прессования. Именно здесь точное измерение становится критически важным.

От номинального тоннажа к фактической силе

Пресс может быть рассчитан на 100 тонн, но фактическая сила, которую он развивает, может зависеть от таких факторов, как температура гидравлической жидкости, износ уплотнений, трение и конкретные настройки работы.

Просто доверять номинальной характеристике машины — это предположение. Прямое измерение силы превращает это предположение в проверяемый факт для каждого цикла.

Роль тензодатчика

Тензодатчик — это преобразователь, который преобразует механическую силу в измеряемый электрический сигнал. Представьте его как очень прочные и чрезвычайно точные весы, разработанные для выдерживания огромных сил внутри пресса.

При размещении между компонентами пресса, которые прикладывают силу, он точно измеряет сжатие или растяжение, прикладываемое к заготовке.

Как работают тензодатчики на основе тензорезисторов

Наиболее распространенный тип тензодатчиков использует тензорезисторы. Это крошечные, чувствительные фольги, приклеенные к точно обработанному стальному или алюминиевому корпусу внутри тензодатчика.

Когда пресс прикладывает силу, корпус тензодатчика микроскопически деформируется. Эта незначительная деформация растягивает или сжимает тензорезисторы, изменяя их электрическое сопротивление. Это изменение сопротивления прямо пропорционально приложенной силе и преобразуется в калиброванное показание.

Основные методы измерения силы пресса

Существует три основных метода измерения силы пресса, каждый из которых имеет свои области применения и уровни точности. Выбор метода зависит от того, требуется ли вам непрерывный мониторинг или периодические проверки.

1. Встроенные тензодатчики (мониторинг в процессе)

Это самый передовой и точный метод. Тензодатчик постоянно устанавливается как часть механизма пресса, часто в ползуне, шатуне или стяжных стержнях рамы.

Эта установка обеспечивает данные о силе в реальном времени для каждого цикла машины. Она позволяет осуществлять точный контроль, обнаружение неисправностей (например, отсутствующей детали) и регистрацию данных для обеспечения качества.

2. Переносные тензодатчики (калибровка и выборочная проверка)

Для проверки и устранения неисправностей используется переносной дисковый тензодатчик. Это устройство временно помещается в рабочую зону пресса, непосредственно там, где обычно выполняется работа.

Пресс циклически работает на различных уровнях силы, и показания переносного тензодатчика сравниваются с внутренними манометрами или настройками пресса. Это стандартный метод калибровки пресса и обеспечения его соответствия спецификациям.

3. Косвенное измерение через гидравлическое давление

В гидравлическом прессе силу можно оценить, измеряя давление в гидравлическом цилиндре. Формула: Сила = Давление × Площадь, где "Площадь" — это площадь поверхности гидравлического поршня.

Хотя этот метод прост и недорог, он менее точен. Он измеряет силу, создаваемую гидравлической системой, а не силу, приложенную к инструменту. Он не может учитывать потери силы из-за трения в уплотнениях цилиндра и системе направляющих пресса.

Понимание компромиссов

Выбор стратегии измерения требует баланса между необходимостью точности, стоимостью и сложностью реализации. Ни один метод не идеален для любой ситуации.

Точность против стоимости

Встроенные тензодатчики обеспечивают высочайшую точность и повторяемость, но представляют собой самые большие первоначальные инвестиции. Косвенное измерение давления является самым дешевым, но также и наименее надежным, с потенциальными неточностями в 10% и более. Переносные тензодатчики предлагают промежуточное решение, обеспечивая высокую точность для периодических проверок без затрат на полную интеграцию системы.

Прямое против косвенного измерения

Прямое измерение с помощью тензодатчика всегда превосходит. Оно измеряет силу в точке работы, что является единственной силой, имеющей значение для качества готовой детали.

Косвенное измерение (гидравлическое давление) лишь выводит эту силу и подвержено ошибкам из-за трения, колебаний температуры и механического износа, которые могут маскировать серьезные проблемы процесса.

Калибровка не подлежит обсуждению

Все приборы для измерения силы, особенно тензодатчики и манометры, со временем могут дрейфовать. Их необходимо периодически калибровать по известному, прослеживаемому стандарту. Некалиброванный датчик дает число, но не предоставляет достоверной информации.

Правильный выбор для вашей цели

Ваша стратегия измерения должна определяться вашей конечной целью, будь то обеспечение постоянного качества деталей, проверка исправности машины или просто подтверждение базовой работы.

• Если ваша основная цель — качество и контроль процесса: Используйте интегрированную систему тензодатчиков для мониторинга силы в реальном времени, 100% в процессе.
• Если ваша основная цель — проверка машины или периодические аудиты: Переносная система тензодатчиков является наиболее практичным и экономически эффективным инструментом для калибровки вашего оборудования.
• Если ваша основная цель — базовая проверка работы гидравлического пресса: Мониторинг гидравлического давления может дать приблизительную оценку, но имейте в виду его значительные ограничения.

Переходя от предполагаемых номинальных значений к прямому измерению, вы получаете точный и действенный контроль над производственным процессом.

Сводная таблица:

Метод	Точность	Основное применение	Ключевое соображение
Встроенный тензодатчик	Высшая	Мониторинг в реальном времени, 100% в процессе	Лучше всего подходит для контроля процесса и обеспечения качества
Переносной тензодатчик	Высокая	Калибровка, выборочная проверка и аудиты	Идеально подходит для периодической проверки машины
Гидравлическое давление	Ниже (Оценка)	Базовые эксплуатационные проверки	Подвержен ошибкам из-за трения и износа

Готовы получить точный контроль над операциями прессования?

Перестаньте полагаться на теоретические номинальные значения и начните измерять фактическую силу, приложенную к вашей заготовке. KINTEK специализируется на лабораторном оборудовании и расходных материалах, предоставляя надежные решения для точного измерения силы в сложных условиях.

Наш опыт поможет вам:

• Обеспечить постоянное качество деталей с помощью мониторинга силы в реальном времени.
• Проверить исправность и производительность машины с помощью точных калибровочных инструментов.
• Предотвратить дорогостоящие ошибки, своевременно обнаруживая сбои процесса.

Свяжитесь с нами сегодня через нашу контактную форму, чтобы обсудить ваше конкретное применение и найти подходящее решение для измерения силы для вашей лаборатории или производственных нужд.