Измерение толщины резиновых покрышек

Применение

Измерение глубины залегания стальных или волоконных многослойных кордов или брекеров и, зачастую, измерение общей толщины резиновых покрышек всех типов.

Предпосылка

Производителям резиновых покрышек необходимо знать положение стальных или волоконных кордов в покрышках легковых автомобилей, грузовиков и внедорожных транспортных средств. Это особенно важно при производстве больших дорогостоящих покрышек для тяжелых грузовиков и строительной техники, так как в этом случае неправильное расположение кордов может вызвать неисправности, приводящие к значительным издержкам. В некоторых случаях возникает необходимость измерения общей толщины покрышек. Поскольку резина сильно ослабляет высокочастотные ультразвуковые волны и создает эхо-сигналы сложной структуры, ультразвуковой контроль резиновых покрышек требует специального анализа.

Оборудование

Есть два подхода к измерению резиновых покрышек, в зависимости от их толщины. Компания Olympus рекомендует использовать следующие приборы для данного приложения:

Толщиномеры 38DL PLUS^® или 45MG с ПО для одноэлементных ПЭП, в комбинации с преобразователями Olympus M1036 (2,25 МГц). Эти толщиномеры используются в основном для контроля качества покрышек легковых автомобилей и легких грузовиков, а в комбинации с низкочастотными преобразователями измеряется только глубина залегания кордов в диапазоне от 3 мм до 25 мм с погрешностью не хуже ± 0,25 мм. Развертка А-скан, – стандартная функция в толщиномерах 38DL PLUS и опция для 45MG – удобна для контроля выявления эхо-сигнала от первого слоя корда, который представляет минимальную толщину резины.

Дефектоскопы серии EPOCH^® с генератором прямоугольных импульсов, такие как EPOCH 6LT, EPOCH 650 или EPOCH 1000, в комбинации с низкочастотными ПЭП. Эти дефектоскопы с выбираемыми полосовыми фильтрами обеспечивают лучшее проникновение, по сравнению с толщиномерами, и рекомендуются для измерения больших покрышек грузовых автомобилей и внедорожников. Резиновые покрышки толщиной 200 мм и более можно измерить с помощью преобразователей 500 кГц, иногда в паре, в раздельно-совмещенном режиме. Точность измерений варьируется от ± 0,25 мм (в случае измерения покрышек легковых автомобилей), и до ± 1 мм при измерении больших покрышек грузовиков и внедорожников.

Порядок работы

Степень затухания ультразвука и внутренняя структура значительно варьируются в различных типах покрышек, поэтому результаты контроля каждого типа покрышек должны оцениваться в отдельности. Для измерения толщины резиновых покрышек используются низкочастотные преобразователи (2,25 МГц и ниже). В некоторых случаях, для улучшения акустического контакта между преобразователем и резиновой покрышкой, рекомендуется использовать преобразователь с эпоксидным защитным слоем. Для измерения покрышек чаще всего используются преобразователи M1036 (2.25 МГц, диам. 12,5 мм, повыш. проникновения) и V601-RB (500 кГц, диам. 25 мм) производства Olympus.

Для измерения очень толстых покрышек (толщина резины более 100 мм) используется дефектоскоп с парой преобразователей V601-RB в раздельно-совмещенном режиме. Разделение излучающего и принимающего элементов позволяет использовать очень высокое усиление приемника, не воздействуя на импульс возбуждения и не вызывая помех. При контроле резиновых покрышек в качестве контактной жидкости рекомендуется использовать гель, хорошо смачивающий резиновую поверхность. Как и при любом измерении толщины ультразвуковым методом, необходима калибровка скорости ультразвука в резине с использованием образца известной толщины. Скорость ультразвука в резине сильно колеблется при изменении температуры, поэтому для большей точности необходимо измерить скорость ультразвука при температуре, соответствующей реальным условиям измерения.

Результаты ультразвукового измерения общей толщины покрышки зависят от структуры плетеного корда. В некоторых типах покрышек, состоящих из нескольких слоев корда с близко расположенными друг к другу продольными и поперечными нитями, звуковой энергии недостаточно для достижения внутренней поверхности покрышки и измерения общей толщины. Пр измерении покрышек, где нити корда расположены не так близко друг к другу, часть звуковой энергии достигает внутренней поверхности и измерение общей толщины становится возможным. В каждом случае, принцип работы и метод измерения рассматривается отдельно. При отображении эхо-сигнала от внутренней стенки, прибор может быть переключен на вторую сохраненную настройку для выполнения измерения.

На Рис. 1 изображен эхо-сигнал от стальных кордов, полученный с внешней стороны протектора автомобильной покрышки, толщиной приблизительно 12,5 мм. В данном случае для измерений использовался толщиномер 38DL PLUS и преобразователь M1036 (2,25 МГц). Измерение проводилось по первому положительному лепестку.

На Рис. 2 изображен эхо-сигнал от покрышки грузовика общей толщиной приблизительно 171,5 мм, полученный с помощью дефектоскопа EPOCH 650 в теневом режиме и двух преобразователей V601-RB (500 кГц). Строб измерения позволяет определить толщину резины по пику сигнала в правой части экрана.

Рис. 2