Köysipyörä ja bachmann

Hieman flunssaisen ja erittäin räntäsateisen lauantain ratoksi jatkoin hra bachmanniin tutustumista. Aamulla totesin bachmannin ainakin potentiaalisen pidätyskykyiseksi toimimaan taljasysteemin progress capturing -komponenttina. Joskus vielä aiemmin tutkin z-rigien (avulla erilaisten köysipyörien) hyötysuhteita ja pidättimien hystereesejä. Tähän hätään en harmi kyllä pysty toistamaan hyötysuhdetestiä, mutta hystereesiä on helpompaa tutkia. Siispä otin testipenkkiin köysipyörä-kitkasorkka -yhdistelmän, erityisesti uusi ystäväni bachmann sorkan roolissa.

Nätti!

Olen oikein innoissani tästä virityksestä. Siinä on luokkaa 44 cm pitkä (kaksin kerroin) oleva 7mm prusik-lenkki, Camp Big Pulley Mobile ja Petzl OK. Köytenä Beal Access 11mm unicore. Bachmann pitää ainakin 4,5 kN, ja kunhan vain huolehtii että prusik-lenkin solmu pysyy pyörän sivulla kuten kuvassa, yhdistelmä "maindaa" kauniisti. Big Pulley ei edes ole "prusik minding", joten tavallisen prusikin se ahmaisee alkupaloiksi.

Prusik-lenkki, lähinnä että itse voisin myöhemmin luntata

Sininen naru on niksi, josta olen erityisen ylpeä. Alustavasti. Sillä näyttäisi todellakin saavan pidettyä bachmannin vapautettuna kun kuormaa lasketaan alaspäin. Kunhan vain pääsen testaamaan kunnolla, vaikka Aleksiksen kanssa!

Mutta nyt kotioloissa siis tutkin bachmannin vaikutusta köysipyörän hyötysuhteeseen. Tässä oli taas oppimisen paikka. Edelleen uskon, että ainoa saavutettavissa oleva keino mitata hyötysuhdetta on hinata tunnetun kokoista massaa ylöspäin, mitata köysipyörän toisella puolella tuntuva eli tarvittava voima ja pyrkiä minimoimaan kiihtyvyyden aiheuttama osuus voimasta (tai olla mittaamatta sitä). Tuo onnistuu esimerkiksi mittaamalla voima silloin, kun massa on tasaisessa liikkeessä, eli kiihdytyksen jälkeen. Kun ryhdyin mittailemaan, uskoin että vedon aikainen maksimivoima on se mitä kannattaa mitata, kunhan vain "vetää hyvin rauhallisesti ja tasaisesti". Sitten tulin kokeilleeksi, mitä enForcerin näytöllä näkyy vedon aikana, ja tajusin että kahden kilon resoluutiolla toimiva näyttö näyttää hyvin tasaista lukemaa, ja lukema vaikuttaa uskottavalta. Sen sijaan on helppoa saada näkyviin ero tämän tasaisen ja huippulukeman välillä, vaikka "vetäisi kuinka tasaisesti". Esimerkki:

Voima, joka tarvitaan vetämään  46 kg massaa ylöspäin köysipyörällä, bachmann jarruna

Tässä näkyy yhden vedon aiheuttama/vaatima voima köysipyörän toisella puolella. Huomaa, ettei kuvaajassa näy massan siirtymää millään lailla, ainoastaan aika ja voima. Ei siis pidä erehtyä ajattelemaan, että kuvaaja esittäisi köyden siirtymistä ylöspäin. Luultavasti kuorma saavuttaa tasaisen nopeuden jossain kolmen sekunnin kieppeillä. Kiihdyttämisen aikana voima on luokkaa 0,55 kN, tasaisen vedon aikana 0,52 tai 0,53 kN. Kun ensin tallensin maksimiarvon, sain vastaavalla (en juuri kyseisellä vedolla) 0,59 kN. Kun hoksasin kokeilla tasaisen vaiheen arvon lukemista näytöltä, se oli 0,55 kN. Näiden lukujen valossa päätin hylätä maksimiarvon (ja itse asiassa tein kaikki voimamittaukset uusiksi).

Tuloksia tiskiin. Tässä näkyy eri suuruisten massojen nostamiseen tarvittavat voimat bachmannin kanssa. Mittasin neljä kertaa ja poimin keskiarvon. Veto oli suoraan alaspäin, eli köyden deviaatio 180 astetta.

Köysipyörä ja bachmann, eri massojen nostamiseen tarvittava voima, ilmoitettuna vastaavana massana

Jos käyrää ekstrapoloi kohti nollan kilon massaa, näyttäisi että voimaksi jää 5 kg vastaava voima. Se käy järkeen, koska bachmannin kuuluukin jarruttaa myös kuormatonta köyttä (ylöspäin vedettäessä), enkä keksi syitä miksi köyden jännitys vaikuttaisi voimaan. Ellei sitten kireän köyden oheneminen.. Näyttää kuitenkin siltä, että bachmann lisää kiinteän 50N luokkaa olevan voiman. Kunhan vielä seuraava testi, pelkän köysipyörän vastaavat voimat, vahvistaisi tämän. Tuosta käyrää:

Köysipyörä, eri massojen nostamiseen tarvittava voima, ilmoitettuna vastaavana massana

Ekstrapolointi johtaa kauniisti nollaan, kuten kuuluu. Käyrä myös kulkee kutakuinkin juuri sopivat viisi pykälää edellisen alapuolella. Nättiä! Köysipyörän hyötysuhde on sinänsä epäoleellinen asia tämän kokeen kannalta, mutta voihan tuosta sitäkin päätellä. Keskimäärin nostettavan kuorman painovoiman ja nostavan voiman suhde oli 88%, mutta lukuun vaikuttaa varmaan se, ettei kiihdytyksen osuutta tällä menetelmällä ole kuitenkaan saatu kokonaan eliminoitua. Todellinen arvo olisi korkeampi, Yhteenvetona siis todetaan, että bachmann lisää kiinteät n. 50N köyden kuormaan, kun köyttä vedetään myötäkarvaan sen läpi, eli hyötysuhdehan on sitä parempi mitä isompaa kuormaa kiskoo!

Entäpä sitten hystereesi. Tämän kokeen pystyin tekemään samalla menetelmällä kuin aiemman, useita laitteita käsitelleen. Nyt tosin lisäsin mittapisteitä mittaamalla hystereesin samoilla massoilla kuin hyötysuhteetkin. Tempaisin vielä bonuksena 26kg plus oman painoni, eli astuin punnusten päälle. Sanotaan sitä pistettä nyt sitten 105 kg:ksi.

Hystereesi

Olisi mukavaa saada pisteitä välille 46 kg ja 105 kg, koska kuvaaja on ilmeisesti käyrä. Tuskin hystereesi lineaarisestikaan kasvaa kunnes sorkka luistaa niin paljon ettei kuorma pysähdy ollenkaan. Arvaan että kasvu pysähtyy alle 80 mm:iin. Jää Aleksin tai jonkun muun painokkaan kanssa tutkittavaksi!