RPA:n dynaamisten tulosten korrelaatio moduuliin ja kovuuteen
Lehtonen, Hanna (2014)
Lehtonen, Hanna
Tampereen ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014112516732
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2014112516732
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, löytyikö Nokian renkailla kumisekoitusten testauksessa käytettävien rotaatioreometri RPA 2000 dynaamisten tulosten ja kovuuden sekä moduulin välille riippuvuus. Ja näin ollen, voitaisiinko RPA:ta hyödyntää kumisekoitusten laadunvalvonnassa, ja mahdollisesti jopa korvata sillä kovuus- sekä moduulimittaukset. Opinnäytetyön teoriaosiossa on esitelty yleisesti kumit ja niiden lisäaineet sekä työssä käytetyt mittaukset ja laitteet.
Korrelaation löytämiseksi, työ aloitettiin mittaamalla kumisekoituksia, joihin oli tehty niin sanottuja ”tahallisia virheitä”. Testeistä saatujen mittaustulosten avulla pyrittiin määrittämään sopivat mittausparametrit, joilla vahvin riippuvuus löytyisi. Mittauksissa käytettiin RPA:n värähtelykulman muutostestiä. Kovuuden ja RPA- tulosten välille riippuvuus löydettiin jo ensimmäisillä testeillä. Moduulin ja RPA:n välinen korrelaatio saavutettiin lisätestien avulla, sekä muuttaen mittauksissa käytettyjä lämpötiloja ja taajuuksia.
RPA-, kovuus- sekä moduulimittauksille suoritettiin toistettavuustestit, joilla selvitettiin mittausten luotettavuus. RPA- mittaus osoittautui kaikkein luotettavimmaksi. Pienimmän hajonnan tuloksiin RPA antoi matalilla värähtelykulmilla (Set Strain) ja korkeammilla kulmilla variaatiokertoimen mukaan toistettavuus oli parempi. Moduuli- ja kovuusmittaukset olivat toistettavuudeltaan RPA:ta epäluotettavampia.
Tuotantosekoituksista valittiin ominaisuuksiltaan toisistaan poikkeavia sekoituksia. Sekoituksille tehtiin ensin kovuus-, moduuli- ja RPA- mittaukset, joiden tuloksille haettiin riippuvuutta. Korrelaatiokertoimet sekoituksille olivat huonoja. Tämä johtui sekoitusten tasalaatuisuudesta sekä kesken testausten vaihtuneen vetokoneen antamien moduulitulosten poikkeavuudesta. Tämän vuoksi päädyttiin tarkastelemaan tuloksia kokeellisten rajojen avulla, mikä osoittautui hyvin kuvaavaksi menetelmäksi. Parhaiksi RPA- parametreiksi kovuudelle valikoitui Set Strain 0,98 %, S*, Sweep 2 ja moduulille Set Strain 19,95 %, S’, Sweep 2.
Testausten perusteella voidaan todeta RPA:n dynaamisten tulosten korreloivan moduuli- sekä kovuustuloksiin. Ei ole pois suljettua, etteikö RPA:ta voitaisi käyttää hyödyksi sekoitusten laadunvalvonnassa kovuuden sekä moduulimittauksen tukena. Tulevaisuudessa ehkä jopa niiden sijaan. Tämä kuitenkin edellyttää lisätestejä sekoituksille
Korrelaation löytämiseksi, työ aloitettiin mittaamalla kumisekoituksia, joihin oli tehty niin sanottuja ”tahallisia virheitä”. Testeistä saatujen mittaustulosten avulla pyrittiin määrittämään sopivat mittausparametrit, joilla vahvin riippuvuus löytyisi. Mittauksissa käytettiin RPA:n värähtelykulman muutostestiä. Kovuuden ja RPA- tulosten välille riippuvuus löydettiin jo ensimmäisillä testeillä. Moduulin ja RPA:n välinen korrelaatio saavutettiin lisätestien avulla, sekä muuttaen mittauksissa käytettyjä lämpötiloja ja taajuuksia.
RPA-, kovuus- sekä moduulimittauksille suoritettiin toistettavuustestit, joilla selvitettiin mittausten luotettavuus. RPA- mittaus osoittautui kaikkein luotettavimmaksi. Pienimmän hajonnan tuloksiin RPA antoi matalilla värähtelykulmilla (Set Strain) ja korkeammilla kulmilla variaatiokertoimen mukaan toistettavuus oli parempi. Moduuli- ja kovuusmittaukset olivat toistettavuudeltaan RPA:ta epäluotettavampia.
Tuotantosekoituksista valittiin ominaisuuksiltaan toisistaan poikkeavia sekoituksia. Sekoituksille tehtiin ensin kovuus-, moduuli- ja RPA- mittaukset, joiden tuloksille haettiin riippuvuutta. Korrelaatiokertoimet sekoituksille olivat huonoja. Tämä johtui sekoitusten tasalaatuisuudesta sekä kesken testausten vaihtuneen vetokoneen antamien moduulitulosten poikkeavuudesta. Tämän vuoksi päädyttiin tarkastelemaan tuloksia kokeellisten rajojen avulla, mikä osoittautui hyvin kuvaavaksi menetelmäksi. Parhaiksi RPA- parametreiksi kovuudelle valikoitui Set Strain 0,98 %, S*, Sweep 2 ja moduulille Set Strain 19,95 %, S’, Sweep 2.
Testausten perusteella voidaan todeta RPA:n dynaamisten tulosten korreloivan moduuli- sekä kovuustuloksiin. Ei ole pois suljettua, etteikö RPA:ta voitaisi käyttää hyödyksi sekoitusten laadunvalvonnassa kovuuden sekä moduulimittauksen tukena. Tulevaisuudessa ehkä jopa niiden sijaan. Tämä kuitenkin edellyttää lisätestejä sekoituksille