Mikko Kontiainen Avainnauhojen testaus

Transkriptio

1 Mikko Kontiainen Avainnauhojen testaus Tullilaboratorio testasi 10 avainnauhan kestävyyttä Tukesin tutkimuspyyntönä. Tarkoitus oli selvittää kuinka suuren voiman avainnauhat kestäisivät, kun niitä vedettiin tasaisella vedolla ja miten hyvin ne kestäisivät nopeaa nykäisevää voimaa. Testaukset tehtiin kummassakin tapauksessa niin, että vetovoima ja nykäisyn aiheuttama voima kohdistui ainoastaan kaulan ympärille laitettavaan osaan. Kumpaankin testiin oli yksi avainnauha kustakin mallista. Testit suoritettiin niin, ettei avainnauhassa mahdollisesti ollutta turvalukkoa avattu ennen testiä. 1. Tasainen veto 1.1 Testausjärjestelyt Veto suoritettiin Zwick/Roell Z010 -aineenkoestuslaitteella. Vedon kohdistusnopeudeksi asetettiin 9 N/s ja esivoimaksi 5 N. Eli esimerkiksi 30 kg:n aiheuttama voima saatiin aikaiseksi puolessa minuutissa (30 kg x 9,81 m s2) 5 N 9 N s 32 s Veto suoritettiin niin, että avainnauha asetettiin kahden 75 mm vahvuisen putken ympäri ja avainnauhaa vedettiin tasaisesti pituussuunnassa, kuten kuvasta 2 näkyy. Toinen putki tehtiin pinnalta elastiseksi päällystämällä se vaahtomuovilla ja ilmastointiteipillä. Tämä on esitetty kuvassa 1. Kuva 1 Tämän elastisen putken tarkoitus oli kuvata kaulaa ja avainnauha pyrittiin asettamaan vetoon siten, että avainnauha olisi tämän putken ympärillä, kuten se olisi kaulan ympärillä normaalissa käytössä. Eli käytännössä avainpidikkeen vastakkaisella puolella. Vetojärjestely on esitetty kuvassa 2. 1

2 Kuva Testaustulokset Tulokset tasaisesta vedosta on esitetty taulukossa 1 Tukes laboratorio- maksimivoima vastaavuus nro numero [N] kiloissa [kg] turvalukko hajoamiskohta ,59 29,93 ei nauha katkesi ,22 6,04 on turvalukko aukesi ,23 5,53 on turvalukko aukesi ,82 36,17 ei nauha katkesi liitoskohdasta ,87 22,72 on turvalukko aukesi ,43 9,01 on turvalukko aukesi ,42 24,61 ei nauha katkesi (venyi aluksi) ,88 5,70 on turvalukko aukesi ,88 45,86 ei nauha tuli puristetun metalliliitoksen läpi ,57 98,94 ei nauha katkesi liitoskohdasta Taulukko 1 Taulukossa oleva maksimivoima on se, joka aiheutti joko suoraan avainauhan katkeamisen tai niin voimakkaan rakenteellisen muutoksen avainauhassa, että se katkesi sitten hieman pienemmällä voimalla testauksen jatkuessa. Kaikki suoritetut vedot on esitetty graaffisena tämän raportin liitteenä. Numerolle 7 ( ) tehtiin kaksi vetoa. Ensimmäisellä kerralla nauha venähti 237,83 N kohdalla niin että testi lakkasi olettaen nauhan katkenneen. Kangasosa tosiaankin katkesi, mutta päällysteenä ollut muovi oli vielä ehjä. Tämä on esitettynä kuvassa 3. Tälle osittain katkenneelle avainauhalle tehtiin uusi testi ja se katkesi silloin 241,42 N voimalla. 2

3 Kuva 3 Aineenkoestuslaite on kalibroitu (kalibrointitodistus K024-VTT-K ) ja sen tarkkuusluokka alueella N on Nykäisyvoiman aiheuttama testi 2.1 Testausjärjestelyt Avainnauha asetettiin roikkumaan moottorinosturin koukusta. Nauha asetettiin kuten edellisessäkin testauksessa siten, että normaalikäytössä kaulan ympärillä oleva osa tuli elastisen, kaulaa kuvaavan putken ympärille. Putkeen kiinnitettiin testauksessa käytettävä paino hihnalla kiinni. Hihnassa oleva paino nostettiin noin 70 cm putken alareunan yläpuolelle ja annettiin sieltä tippua vapaasti alas. Testausjärjestely on esitetty kuvassa 4. Kuva 4 3

4 2.2 Testaustulokset Tulokset nykäisyvoiman aiheuttamista havainnoista on esitetty taulukossa 2 Tukes laboratorio- käytetty nykäinro numero symassa [kg] turvalukko hajoamiskohta ei nauha kesti, venyi ei nauha katkesi on turvalukko aukesi on turvalukko aukesi ei nauha katkesi liitoskohdasta on nauha katkesi liitoskohdasta, turvalukko pysyi kiinni on turvalukko aukesi ei nauha kesti, venyi ei nauha katkesi on turvalukko aukesi ei nauha tuli puristetun metalliliitoksen läpi ei nauha katkesi liitoskohdasta Taulukko 2 Testaukset aloitettiin avainnauhoista joissa oli turvalukot. Testausmassaksi valittiin 5 kg. Kaikki turvalukolliset avainnauhat aukesivat tämän massan aiheuttamasta iskusta. Huomioitavaa on kuitenkin että näyte 5 ( ) katkesi herkemmin liitoksesta, kuin turvalukosta tässä testissä. Tämän jälkeen avainnauhat testattiin siinä järjestyksessä, kun edellisessä testissä oli saatu katkeamisen aiheuttama voima selville pienimmästä suurimpaan. Järjestys oli 7, 1, 4, 9 ja kg:n aiheuttama isku ei katkaissut nauhoja 7 ja 1, joten nauhaan 4 mentäessä massaksi valittiin 10 kg. Tällä 10 kg:n aiheuttamalla iskulla jäljellä olevat avainnauhat katkesivat. Testasin myös jo kerran 5 kg:lla testatut avainnauhat 7 ja 1 tällä massalla. Ne katkesivat 10 kg:lla. On syytä olettaa että ne olisivat katkenneet heti ensimmäisellä testauksella, jos massana olisi silloin käytetty niillä 10 kg. Perusteluna tälle on edellinen testaus, jossa avainnauhat 4, 9 ja 10 vaativat merkittävästi suuremman voiman katketakseen, kuin 7 ja 1. Liitteet: - Liite 1 Mittausjärjestelyn kaaviokuvat - Graafiset kuvat tasaisesta vedosta avainnauhoille (erillinen liite) 4

5 75 mm Tasaisen vedon testausjärjestely LIITE 1 F Avainnauha Päällystetty kaulaa kuvaava putki Nykäisyvoiman aiheuttama testausjärjestely Avainnauha 5 10 kg massa n. 70 cm Päällystetty kaulaa kuvaava putki F Alkutilanne Lopputilanne 5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16