Měření tloušťky gumových pneumatik

Tato poznámka k použití se zabývá způsobem měření hloubky ocelových a vláknitých kordů či pásů u všech typů gumových pneumatik a v některých případech i celkové tloušťky stěny.

Kontrola kvality při výrobě gumových pneumatik

Pro účely kontroly kvality musí výrobci gumových pneumatik znát polohu ocelových nebo vláknitých kordů, které jsou integrovány ve stěně pneumatik pro osobní, nákladní i terénní vozidla. To je důležité zejména v případě velkých a drahých pneumatik používaných pro těžké nákladní vozy a stavební stroje, kde nesprávné umístění kordů může vést k nákladným poruchám. V některých případech chtějí výrobci měřit také celkovou tloušťku stěn. Tato měření vyžadují zvláštní pozornost, protože guma výrazně tlumí vysokofrekvenční zvukové vlny a vnitřní konstrukce většiny pneumatik vytváří složitý vzor ech.

Přístroje a vybavení pro měření tloušťky gumových pneumatik

Existují dva běžné přístupy k měření gumových pneumatik v závislosti na jejich tloušťce. Pro konkrétní použití doporučujeme následující přístroje:

1. Ultrazvukové tloušťkoměry pro pneumatiky pro osobní a lehké nákladní vozy

První metoda využívá ultrazvukový tloušťkoměr, například tloušťkoměr 39DL PLUS™ nebo 45MG se softwarem Single Element, spárovaný se snímačem M1036 (2,25 MHz).

Tato měřidla se používají převážně pro pneumatiky pro osobní a lehké nákladní vozy a spolu s nízkofrekvenčním snímačem se obvykle používají pouze k měření hloubky vrstvených kordů. Rozsah měření je přibližně 3 mm (0,125 palce) až 25 mm (1 palec) s kalibrovanou přesností ± 0,25 mm (0,01 palce) nebo lepší. Zobrazení průběhu signálu, které je standardní součástí měřidla 39DL PLUS a volitelné u měřidla 45MG, je užitečné pro ověření detekce echa první vrstvy kordu, která představuje minimální tloušťku gumy.

2. Ultrazvukové defektoskopy pro větší pneumatiky

Druhá metoda využívá ultrazvukový tloušťkoměr, například defektoskopy řady EPOCH™, s generátorem impulzů s obdélníkovou vlnou. Pomůže buď přístroj EPOCH 6LT, nebo EPOCH 650 s vybranými nízkofrekvenčními snímači. Tyto defektoskopy s obdélníkovou vlnou a volitelným pásmovým filtrováním nabízejí mnohem větší hloubku vniku než tloušťkoměr a doporučují se pro větší pneumatiky, například pro nákladní a terénní vozidla. Tloušťky gumy 200 mm (8 palců) či více lze obvykle měřit 500kHz snímači, někdy v párech v režimu pitch-catch-akustické metody. Běžná přesnost měření se pohybuje mezi ± 0,25 mm (0,01 palce) nebo lepší u pneumatik pro osobní vozy a ± 1 mm (0,04 palce) u pneumatik pro velmi velké nákladní a terénní vozy.

Postup měření tloušťky gumových pneumatik

Útlum zvuku a vnitřní konstrukce se mezi různými typy pneumatik výrazně liší, takže je důležité vyhodnotit každou aplikaci individuálně. Měření gumy vždy vyžaduje nízkofrekvenční snímače 2,25 MHz nebo méně. V některých případech je výhodné použít snímač s epoxidovým povrchem proti opotřebení, jenž zlepší akustickou vazbu mezi snímačem a gumou. Běžně doporučované snímače pro testování pneumatik jsou M1036 (2,25 MHz, průměr 12,5 mm [0,5 palce], vysoká hloubka vniku) a V601-RB (500 kHz, průměr 25 mm [1 palec]).

V aplikacích s velmi tlustými pneumatikami (více než 4 palce nebo 100 mm gumy) byly úspěšně použity páry snímačů V601-RB v režimu pitch-catch s defektoskopem. Oddělení funkcí vysílače a přijímače umožňuje použití velmi vysokého zesílení přijímače bez potenciálních problémů s šumem souvisejících se zesílením obnovy budicího impulzu. Pro všechny aplikace s gumovými pneumatikami se obvykle doporučuje gelový vazební prostředek. Aby bylo zajištěno dobré smáčení, musí se vazební prostředek zapracovat do povrchu. Stejně jako při každém ultrazvukovém měření tloušťky je nutné kalibrovat rychlost zvuku příslušné gumy pomocí vzorku o známé tloušťce. Rychlost šíření v gumě se rychle mění s teplotou, takže pro dosažení co největší přesnosti je třeba měřit rychlost zvuku při teplotě, která co nejvíce odpovídá skutečným podmínkám měření.

Úspěšné ultrazvukové měření celkové tloušťky pneumatiky – oproti hloubce vrstvených kordů – závisí na konstrukci vrstvených kordů. U některých typů pneumatik, které mají mnoho vrstev kordů a/nebo mají kordové vrstvy velmi blízko u sebe, se na vnitřní stěnu nedostane dostatečné množství zvukové energie, aby bylo možné změřit celkovou tloušťku. U jiných pneumatik, kde jsou jednotlivé vrstvy kordů od sebe více odděleny, určitá část zvukové energie k vnitřní stěně pronikne a měření celkové tloušťky je možné. To je třeba posoudit případ od případu. Pokud je viditelné echo od vnitřní stěny, lze přístroj přepnout na druhou uloženou konfiguraci, kterou je možné použít k měření.

Obrázek 1 ukazuje echo od ocelových kordů, měřené z vnější strany běhounu, u automobilové pneumatiky, jejíž běhoun má tloušťku přibližně 12,5 mm (0,5 palce). K měření se zde používá měřidlo 39DL PLUS a snímač M1036 (2,25 MHz). V tomto případě se echo měří po první kladnou výseč.

Obrázek 1
 

Obrázek 2 ukazuje měření celkové tloušťky stěny pneumatiky velkého stavebního stroje o tloušťce přibližně 171,5 mm (6,75 palce) pomocí defektoskopu EPOCH 650 v režimu průchozího přenosu se dvěma 500kHz snímači V601-RB. Měřicí brána byla umístěna tak, aby zachytila tloušťku gumy, která je znázorněna vrcholem poblíž pravé strany displeje.

Obrázek 2