Los bancos de ensayo de fuerza manuales son dispositivos mecánicos que alojan un dinamómetro y permiten realizar ensayos de tracción y compresión con aplicación manual de la carga, garantizando la dirección correcta, una repetibilidad superior al ensayo a pulso y una mayor comodidad para el operador. Se dividen en modelos verticales (para ensayos axiales de tracción y compresión) y horizontales (para ensayos en los que resulta preferible una disposición horizontal de la probeta, como tejidos, cables e hilos). Se utilizan en el control de calidad de laboratorio y de taller, allí donde la motorización no es necesaria o el presupuesto es limitado.
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Arquitectura
Un banco de ensayo manual típico comprende: una base sólida (de aluminio o acero), una columna vertical rígida (en los modelos verticales) o una mesa horizontal, un dinamómetro montado sobre el carro móvil o sobre el extremo fijo, y un mecanismo de accionamiento manual (husillo y tuerca, palanca, volante) que desplaza el carro y aplica la carga a la probeta. El sistema puede ir graduado para leer el desplazamiento mecánico en mm o fracciones. La rigidez del banco es crítica para obtener mediciones exactas: las deformaciones elásticas de la estructura producen errores en la medición de fuerza en las probetas menos deformables.
Cargas y aplicaciones
Los bancos manuales cubren normalmente cargas de hasta 500-2500 N. El accionamiento manual exige un esfuerzo del operador proporcional a la carga, de modo que por encima de 1 kN resulta físicamente exigente. La velocidad de aplicación de la carga es variable (depende del operador) y no está controlada: ello limita la posibilidad de realizar ensayos conformes a normas que exigen una velocidad de ensayo determinada (por ejemplo la ISO 6892 para la tracción de metales). Los bancos manuales son por tanto adecuados para ensayos cualitativos, comparativos y de cribado previo, y no para certificaciones formales de materiales.
Tipos de ensayo
Los bancos manuales se emplean para: ensayos de tracción sobre muelles, bandas elásticas y gomas; ensayos de compresión sobre muelles y cauchos; ensayos de arranque sobre crimpados eléctricos (con accesorios dedicados); ensayos de apertura y cierre de tapones y cápsulas (con cap testers); ensayos ergonómicos sobre pulsadores y palancas de accionamiento; ensayos de extracción de componentes montados a presión; ensayos de delaminación de laminados; ensayos de resistencia del sellado. Existen accesorios dedicados a cada aplicación: mordazas, ganchos, pinzas, mandriles y apoyos horizontales para cables e hilos.
Medición de desplazamiento
Los bancos más completos incorporan un sistema de medición del desplazamiento (encoder óptico, regla magnética, husillo micrométrico con esfera) que permite registrar simultáneamente la fuerza (del dinamómetro) y el desplazamiento (del banco). Los datos combinados de fuerza y desplazamiento permiten trazar curvas de ensayo útiles para análisis avanzados (módulo elástico, deformación en el límite elástico, energía absorbida). Los modelos con interfaz de software para PC muestran la curva en tiempo real y generan informes de ensayo.
Criterios de elección
La selección del banco manual depende de la carga máxima necesaria, de la dirección del ensayo (vertical u horizontal), del recorrido útil requerido (para probetas largas), de la rigidez mecánica (para obtener mediciones exactas sobre probetas rígidas), de la compatibilidad con el dinamómetro empleado, de la existencia de un sistema integrado de medición del desplazamiento y de la disponibilidad de accesorios para la aplicación concreta. Para ensayos repetitivos sobre grandes series de probetas conviene valorar la inversión en un banco motorizado, que reduce la fatiga del operador y garantiza una velocidad constante.
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