La máquina de ensayo de compresión y flexión de cemento es un equipo indispensable para la evaluación del rendimiento mecánico del cemento y los materiales cementicios. Este artículo ofrece una introducción sistemática a la máquina, abarcando sus principios estructurales, métodos de instalación y puesta en marcha, instrucciones de funcionamiento, procedimientos de mantenimiento rutinario y calibración. Su objetivo es ayudar a los usuarios a comprender a fondo el mecanismo de funcionamiento y los puntos operativos clave del equipo, mejorando así la precisión de los datos de ensayo y prolongando su vida útil.

I. Principio estructural

La máquina de ensayo consta principalmente de un bastidor, una unidad de control hidráulico, un sistema de visualización de medición de fuerza y un sistema eléctrico.

1. Estructura de la máquina

La estructura de la máquina se compone de una viga transversal, columnas, conjuntos de prueba de flexión superior e inferior, cilindro hidráulico, bastidor y placa base. El instrumento de medición está instalado en la parte superior derecha del bastidor, mientras que el sistema de control hidráulico se ubica en la parte inferior derecha.

El conjunto de flexión inferior se monta sobre el pistón y cuenta con placas guía para garantizar un movimiento vertical estable de la plataforma de flexión. Se ha instalado una escala en la mesa de flexión y unos dispositivos de límite ajustables a ambos lados permiten un ajuste flexible del alcance. Los rodillos pueden moverse verticalmente para mantener el equilibrio de fuerzas durante las pruebas.

El conjunto de flexión superior se instala debajo de la viga transversal y se fija mediante pernos de ajuste y columnas de posicionamiento. Incluye una rótula, un asiento de rótula y un mecanismo de resorte para equilibrar el proceso de carga. Los rodillos se ajustan automáticamente según el estado de la superficie de la muestra, lo que garantiza que la superficie de presión curva mantenga un contacto adecuado con la muestra, mejorando así la precisión del ensayo.

Se instala un sello antipolvo entre el cilindro y el pistón para evitar la entrada de polvo y reducir el desgaste. También se utiliza un anillo de sellado para prevenir fugas de aceite hidráulico. En la parte superior del cilindro se ha diseñado una ranura anular y un canal de retorno de aceite, que permiten que el exceso de aceite regrese al depósito a través de un tubo de plástico.

Para realizar la prueba de compresión, se puede desmontar el conjunto de flexión y colocar una almohadilla de compresión y una placa inferior sobre la mesa de flexión.

2. Sistema de control hidráulico

La unidad de control de la máquina de ensayo consta principalmente de un depósito de aceite, un filtro de aceite hidráulico, un motor, una válvula reguladora de velocidad y una válvula de retorno de aceite. Al abrir la válvula de suministro de aceite, el pistón asciende de forma lenta y suave.

3. Sistema de medición de fuerza

Para obtener información detallada sobre el sistema de visualización de la medición de fuerza, consulte el manual del instrumento.

4. Sistema eléctrico

El sistema eléctrico consta de una unidad de control, un motor, un botón de arranque, un botón de parada y un contactor de CA.

II. Instalación y puesta en marcha

La máquina de ensayo debe instalarse sobre una base sólida y fiable para garantizar su correcto funcionamiento y la precisión de las mediciones. La base puede elevarse adecuadamente sobre el nivel del suelo, según las condiciones del terreno. Se debe dejar un espacio libre de al menos 0,7 m alrededor de la máquina para su funcionamiento y mantenimiento.

Los pernos de anclaje (M12×300 mm) deben fijarse mediante un método de inyección secundaria para garantizar una correcta posición y estabilidad. Durante la instalación, la máquina debe nivelarse con una tolerancia no superior a 0,1/1000. Se debe utilizar un nivel de burbuja de precisión de 0,1/1000 para comprobar la planitud de la mesa de flexión. Si se detecta alguna desviación en sentido longitudinal o transversal, se pueden colocar calzas debajo de la placa base para realizar ajustes antes de apretar los pernos de anclaje.

Tras la instalación, conecte la alimentación eléctrica. El sistema eléctrico debe estar correctamente conectado a tierra para garantizar un funcionamiento seguro. La fluctuación de la tensión de alimentación no debe superar el ±10 % del valor nominal.

III. Instrucciones de funcionamiento

1. Preparación e inspección previa a la operación

Antes de la operación, abra la puerta trasera y verifique que el depósito de aceite hidráulico tenga el nivel suficiente. Si el nivel es bajo, rellénelo hasta el nivel especificado.

Inspeccione todas las juntas y fijaciones de las tuberías hidráulicas para asegurarse de que no estén flojas. Si detecta alguna holgura, apriételas inmediatamente para evitar fugas de aceite, daños en los componentes o errores en las pruebas. Verifique que los sellos antipolvo estén intactos y confirme que los sistemas de puesta a tierra eléctrica y de protección de seguridad funcionen correctamente.

Asimismo, inspeccione las muestras para detectar defectos visibles. Las muestras dañadas deben reemplazarse. Antes de realizar las pruebas, limpie la superficie de la muestra para garantizar resultados precisos.

2. Procedimiento, método y precauciones de funcionamiento

Al iniciar el funcionamiento, coloque la válvula de retorno de aceite izquierda en la posición abierta y la válvula de suministro de aceite derecha en la posición lenta. Pulse el botón de arranque para encender el sistema y el motor.

A continuación, cierre la válvula de retorno de aceite girándola en el sentido de las agujas del reloj y abra lentamente la válvula de suministro de aceite para elevar ligeramente el pistón. Compruebe que no haya anomalías, como atascos. Si detecta alguna avería, detenga la máquina inmediatamente para su inspección y solución de problemas.

Tras confirmar el funcionamiento normal, compruebe que la pantalla del instrumento esté en cero. Si no lo está, pulse el botón de reinicio para que vuelva a cero. A continuación, abra la válvula de retorno de aceite para que el pistón regrese a su posición inicial.

(1) Operación de prueba de flexión

Según las marcas de la escala y el tamaño de la muestra, colóquela horizontalmente sobre los rodillos de soporte de la flexión inferior. Cierre la válvula de retorno de aceite y ajuste lentamente la válvula de suministro de aceite para elevar el pistón rápidamente hasta que se aproxime al conjunto de flexión superior.

Una vez que haga contacto, aplique una carga lenta hasta que la muestra se rompa. Luego, cierre la válvula de suministro de aceite y abra la válvula de retorno, permitiendo que el pistón regrese a su posición original por su propio peso.

Registre el valor mostrado como la resistencia a la flexión. Retire los residuos y presione el botón de reinicio para prepararse para la siguiente prueba.

(2) Operación de la prueba de compresión

Coloque la muestra en el centro de la placa inferior. Ajuste la válvula de suministro de aceite para elevar el pistón rápidamente antes de que entre en contacto con la placa superior, luego cambie a carga lenta hasta que la muestra se aplaste.

Tras la prueba, cierre la válvula de suministro de aceite, abra la válvula de retorno de aceite y registre el valor de la fuerza. Limpie la muestra rota y pulse el botón de reinicio para la siguiente prueba.

(3) Precauciones

Durante el funcionamiento, está estrictamente prohibido colocar las manos o cualquier parte del cuerpo entre las placas superior e inferior para evitar lesiones.

La fractura de la muestra puede provocar la proyección de fragmentos; se deben tomar las medidas de protección adecuadas. Tras la rotura de la muestra, la válvula de retorno de aceite debe abrirse rápidamente, pero con cuidado, para evitar daños en el equipo o un choque hidráulico.

IV. Mantenimiento y cuidado

1. La máquina de ensayo debe instalarse en un entorno limpio y seco, con temperatura uniforme, libre de vibraciones y gases corrosivos.

2. La máquina de ensayo debe mantenerse limpia. Las piezas sin recubrimientos protectores deben lubricarse periódicamente para evitar la oxidación.

3. Mantenimiento

El aceite hidráulico debe cambiarse cada 6 a 12 meses de uso. Durante el cambio de aceite, el depósito y el filtro de aceite deben limpiarse a fondo. Para la limpieza, se puede verter queroseno en el depósito y enjuagarlo repetidamente hasta que quede completamente limpio. Después de la limpieza, seque el fondo del depósito y se rellene con aceite hidráulico limpio.

Si el aceite hidráulico se encuentra muy contaminado o turbio, debe reemplazarse inmediatamente. De lo contrario, podría acelerar el desgaste de los componentes hidráulicos y afectar la precisión de los resultados de las pruebas.

Grados de aceite hidráulico recomendados según la temperatura ambiente:

(1) 10–20 °C: GB443-84 N46#

(2) 20–30 °C: GB443-84 N48#

4. Almacenamiento cuando no se utiliza

Cuando la máquina no se utilice durante un período prolongado, debe cubrirse con una funda protectora de plástico para evitar la acumulación de polvo.

V. Calibración del producto

1. Esta máquina de ensayo deberá calibrarse anualmente.

2. La calibración deberá realizarse bajo las siguientes condiciones:

(1) Temperatura ambiente de 20 ± 10 °C;

(2) Humedad relativa ≤ 80 %;

(3) Ambiente libre de vibraciones.

(4) La fluctuación de la tensión de alimentación no debe superar el ±10 % de la tensión nominal, y la tensión debe ser estable.

3. Tras arrancar el motor, repita el proceso de carga y descarga tres veces hasta alcanzar la carga nominal. A continuación, pulse el botón de reinicio del instrumento; la pantalla volverá a cero y comenzará la calibración formal.

4. Los parámetros de calibración incluyen el error relativo y la variabilidad relativa del valor indicado. Los resultados de la calibración deben cumplir los siguientes requisitos:

Error relativo del valor indicado: ≤1 %

Variabilidad relativa del valor indicado: ≤±1 %