maanantai 20. marraskuuta 2017

Köysipyörien hyötysuhteet, entistä paremmin

Sain lainan toisen enForcerin ja kaupan päälle Harken Riggers Winch 500:n. Ai hyvänen aika kun se on ihana! Tokihan näille oli suunnitteilla hyvää käyttöä. Tutkin taljapyörien (ja sellaisina pakon edessä toimiven muiden laitteiden) hyötysuhteita kunnollisemmin kuin koskaan tähän asti: kahdella samanlaisella voimamittarilla ja aina maksimikäyttökuormitukseen yltävällä sarjalla kasvavia voimia.

Määrittelin kullekin laitteelle WLL:n, jonka mukaan ne asettuivat neljään kategoriaan:

  • 1,5 kN
    • Petzl I'D
    • Petzl Rig
    • Petzl Grigri
  • 2 kN
    • Laco tupla
    • CT Roll'n'lock
  • 2,5 kN
    • Petzl Fixe
    • Petzl Partner
    • Skylotec tupla
    • Petzl Micro Traxion
  • 3 kN
    • Camp Big Pulley Mobile
    • Camp Tethys
    • Rock Exotica Omniblock 2.0 single
    • Petzl Reverso + Petzl Attache 3D, reverso-moodissa
    • Petzl OK
    • DMM Phantom
Luvut eivät ole laitteiden maksimikäyttökuormituksia sellaisenaan, vaan maksimikuormia, eli laitteeseen menevän köyden voimia. Tarkkaan ottaen suurempi voima on tietenkin toisella puolella kuin nostettava kuorma, ja pidättävillä kitkaan perustuvilla laitteilla ero on hyvinkin suuri. Petzl ei millään lailla määrittele, kuinka suurella voimalla laskeutumislaitteen jarruköyttä saa kuormittaa, joten päädyin melko konservatiiviseen 1,5 kN:iin. Laitteet kokevat kuorman ideaalisesti kaksinkertaisena, mutta esimerkiksi I'D on tunnetusti kaukana ideaalista köysipyörästä. Onkin syytä muistaa, että jos oikein huonon hyötysuhteen laitteessa roikkuu lähellä maksimikuormitusta oleva taakka, sellaiset (kompleksit) taljat joissa tuntuva osa voimasta tulee vetämällä köyttä laitteen läpi kuormittavat laitetta ratkaisevasti lisää.

Kaksi viimeistä ovat sulkurenkaita. OK edustaa melko paksua, pyöreäprofiilista alumiinisulkurengasta. DMM Phanton on pienin ruuvisulkurengas jonka omistan. OK:n profiilin halkaisija on 10-11 mm, kun Phantomin leveys on vain 8,5 mm. Jälkeenpäin ajatellen paksuksi ja pyöreäksi olisi voinut valita Petzl Attache:n (vanha malli), jonka profiilin halkaisija on peräti 12 mm.
DMM Phantom, Petzl OK, Petzl Attache
Tuplapyörät olivat pieni ongelma, koska kuormitin nekin samalla tavalla yhdellä köydellä. Toivottavasti ne eivät vallan tykänneet kyttyrää, mutta joka tapauksessa mittauksiin saa suhtautua varauksella.
Auts
Laboratorioni oli räntäsateelta suojassa erittäin salaisessa paikassa, jota kukaan ei varmaan näiden kuvien perusteella osaa arvata. Ihan mieletön munkki, seinässä oli kaksi Petzl Coeur Pulse -ankkureille sopivaa reikää! En ota kantaa siihen, autoinko rva Fortunaa tässä asiassa. Pulset on joka tapauksessa mainioita värkkejä diskreetisti toimiessa, koska niistä jää vain 12 mm reiät.
Labra
Asetelma oli siis seuraava: tutkittava laite on ankkuroitu noin kolmen metrin päähän kahdesta keskenään samanlaisesta voimamittarista. Laitteen läpi kulkeva köysi on kiinnitetty toisesta päästä voimamittarin kautta ankkuriin, toista päätä voidaan kiristää vinssillä. Vinssi puolestaan on kiinnitetty voimamittarilla omaan ankkuriinsa.
Koeasetelma
Huonon hyötysuhteen "köysipyörä". Kuvan löysä jarruköysi on toki se, jota vinssillä kiskotaan.
Asetelmassa on sama heikkous kun kaikissa, joissa talja on voimamittarin väärällä puolella; vinssiin kiinnitetty voimamittari ei tarkalleen mittaa vinssin ja testattavan laitteen välistä voimaa, vaan vinssaavan käden voima vaikuttaa tulokseen. Vinssi on tässä suhteessa kuitenkin taljaa paljon kiitollisempi, ja päästämällä kammesta irti joka tapauksessa näki aina todellisen voiman hetken ajan, ennen kuin se valui systeemin venymiseen ja kenties vinssin vuotamiseen. Tämä on tuttu juttu kaikista nylonköydellä tehtävistä voimakokeista. Kaikki voimamittarin lukemat ovat huippuarvoja tai laskevia käyriä. Tässä kirjasin ylös sen arvon, joka "output-mittarissa" (alempi kaaviossa) oli sillä hetkellä kun "input-mittari" saavutti halutun arvon. Kukin laite kuormitettiin viidellä eri arvolla, jotka saatiin jakamalla määritelty WLL tasasuuriin osiin.
Ei mikään leikkaussali, esim. valaistuksen suhteen.
Tuloksiin! Piirsin kuvaajat Google Sheetsillä, joka osaa sovittaa dataan trendisuoran (pienimmän neliösuman menetelmällä) ja näyttää sen kulmakertoimen. Mikä onkin oikein mukavaa, koska kulmakerroin on sama kuin tutkimuksen kohteena oleva hyötysuhde. Kaikki viisi näytettä on siis huomioitu tasapuolisesti, olettaen että todellinen ulos tuleva voima on suoraan verrannollinen sisään menevään, eli että hyötysuhde on vakio.

1,5 kN laitteet
2 kN laitteet
2,5 kN laitteet


3 kN laitteet
Sain seuraavat arvot hyötysuhteille:


Reverso + Attache0.24
Rig0.35
I'D0.4
Grigri0.42
Phantom0.58
OK0.61
Roll'n'lock0.73
Fixe0.73
Tethys0.83
Partner0.85
Skylotec0.86
Micro traxion0.86
Big Pulley0.86
Laco double0.87
Omniblock0.9

Kuulalaakeroinnin raja menee Fixen ja Tethysin välissä, missä onkin selvä kategorinen hyppy. Edellinen hyppy on tietenkin pyörien ja muiden laitteiden välissä Roll'n'lockin ja OK:n välissä. Näiden ero vaikuttaa luvattoman pieneltä.

Itse saan tuloksista vahvistusta kahteen nyrkkisääntöön: Sulkurenkaan hyötysuhde on 0,5 ja hyvän kuulalaakerodun pyörän ennemmin 0,85 kuin 0,95. Arvot olivat kuitenkin hieman parempia kuin aiemmin mittaamani. Toistan kokeen ainakin kertaalleen ja päivitän tulokset tähän.

Päivitys 21.11., mittausten toistaminen. Täsmälleen samalla menetelmällä sain seuraavat arvot:

20.11.21.11.ero
Reverso + Attache0.240.260.02
Rig0.350.370.02
I'D0.40.410.01
Grigri0.420.41-0.01
Phantom0.580.56-0.02
OK0.610.56-0.05
Attache0.57
Teräsovaali0.57
Petzl Anneau + OK0.57
BD 18mm runner + OK0.58
WC 10 mm dyneema + OK0.68
Roll'n'lock0.73
Fixe0.730.72-0.01
Tethys0.830.8-0.03
Partner0.850.82-0.03
Skylotec0.86
Micro traxion0.860.84-0.02
Big Pulley0.860.860
Laco double0.87
Omniblock0.90.910.01

Olen aika tyytyväinen. En olettanutkaan toistotarkkuuden olevan tuon kummempi. OK:n tuloksessa on jotain mätää, ja kun katsoo eilisen mittauksen antamaa kuvaajaa, näkee ettei viimeinen, 3 kN piste ole linjassa. Se nostaa kulmakerrointa yllättävän paljon. Myös muiden sulkurenkaiden (joita tosian lisäsin) arvot puoltavat sitä, että 0,61 on väärä luku OK:lle. Muiden osalta voi perustellusti käyttää vaikka mittausten keskiarvoa, jos huvittaa. Jätin pois tuplapyörät ja Roll'n'lockin käytännöllisistä syistä (niitä ei ollut kiva kuormittaa näin).

Mittasin myös kolme erilaista 120 cm slingiä Petzl OK:n kanssa. Wild Countryn 10 mm dyneema pukkasi 10%-yksikköä paremmat arvot kuin Black Diamondin 18 mm tubulaarinen nylon tai Petzlin litteä polyesterinen Anneau. Käy järkeen ja hyvä tietää!

Toki etenkin kaikki vain yhdessä sarakkeessa olevat kaipaavat vahvistusta. Riittääpähän tekemistä.


Ei kommentteja:

Lähetä kommentti