800 IMG 4428 Suwmiarka v1

 

Gdy zacząłem myśleć o wykonywaniu poważniejszych czynności konserwacyjnych czy napraw, szybko się okazało, że muszę umieć mierzyć przynajmniej niektóre wielkości fizyczne. W artykule krótko omówię podstawowy sprzęt pomiarowy, którego używam w warsztacie rowerowym.

 

Zapraszam do lektury!

Podstawowe wielkości przydatne podczas gier i zabaw ze stalowym rumakiem zebrałem w poniższej tabeli.

 

Wielkość fizyczna

Jednostka SI

Podstawowy przyrząd pomiarowy,

szacowana dokładność

Precyzyjny przyrząd pomiarowy,

szacowana dokładność

Długość [m], metr miarka, dokładność: ±2 mm suwmiarka, dokładność ±0,02 mm
Masa [kg], kilogram waga hakowa, dokładność: ±10 g waga kuchenna, dokładność ±2 g
Moment siły

jednostka pochodna SI:

[N·m], niutonometr

klucz dynamometryczny wychylny: ±10 Nm klucz dynamometryczny zapadkowy:±1 Nm
Ciśnienie

jednostka pochodna SI:

[Pa], pascal

manometr pompkowy: ±0,1 bar

 

Poniżej przedstawiam  opis wybranych przyrządów pomiarowych.

 

Oczywiście powyższą tabelą nie wyczerpałem wszystkich wielkości fizycznych, których pomiary są przydatne w codziennej praktyce. Z bardziej specjalistycznych przyrządów przytoczę przyrządy do pomiarów gwintu (liczby zwojów na jednostkę długości, głębokości gwintu, kąta nachylenia gwintu).

 

 

Pomiar długości (a także: odległości, średnicy, głębokości)

 

images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4432_Miarka_v1.JPG

Do podstawowych pomiarów długości wystarczy miarka pomiarowa. Na sąsiednim zdjęciu przedstawiam tanią miarkę pomiarową w postaci zwijanej elastycznej blachy. Podobną miarkę można kupić już za kilka złotych. Można ją wygodnie przyłożyć do mierzonej powierzchni. Zwijanie taśmy odbywa się automatycznie po naciśnięciu lub przesunięciu blokady. Niestety w zasadzie wszystkie takie miarki, które spotkałem, posiadają  poważną wadę. Początek miarki, wysuwany z obudowy, wyposażony jest w metalowy element, który może pełnić funkcję zaczepu ułatwiając tym samym wyznaczenie punktu początkowego pomiaru. Niestety ten metalowy zaczep często jest połączony z taśmą za pomocą jednego lub kilku nitów, które są luźne, powodując, że początkowy punkt pomiarowy się przesuwa w granicach powiedzmy ±1 mm. Tym samym dokładność pomiarowa miarki spada o dodatkowy 1 mm.

W rowerach do dzisiaj wiele długości podaje się nie w jednostkach metrycznych ([m], [dm], [mm]) ale także w jednostkach imperialnych, calach. Dla przypomnienia:

1 [''] = 1 [in] = 25,4 [mm]

Przykłady wielkości podawanych w calach: średnica koła, wielkość ramy, średnica rury sterowej itp. itd. Stąd do pomiarów rowerowych przydałaby się miarka wyskalowana jednocześnie w jednostkach metrycznych i imperialnych.

 

images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4428_Suwmiarka_v1.JPG

W przypadku potrzeby wykonania precyzyjnych pomiarów długości oraz wielkości zbliżonych (głębokości, średnicy wewnętrznej, średnicy zewnętrznej) podstawowym przyrządem pomiarowym jest suwmiarka. Współcześnie można spotkać suwmiarki elektroniczne ('cyfrowe'), wyposażone w automatyczny odczyt wielkości mierzonej, od razu w wybranych jednostkach (metrycznych lub imperialnych). Można też spotkać suwmiarki 'analogowe' pozwalające na odczyt wielkości mierzonej ze wskaźnika wskazówkowego. Ja osobiście postanowiłem pozostać przy tradycyjnej wersji suwmiarki, w przypadku której odczyt wykonuje się na podstawie skojarzenia wartości ze stałej i ruchomej części suwmiarki. Ze smutkiem stwierdzam, że umiejętność posługiwania się takim przyrządem pomiarowym zanika. Zasada posługiwania się tym przyrządem jest stosunkowo prosta i do opanowania w zaledwie kilka minut. Być może pomocny okaże się poniższy film:

 

 

Suwmiarka jest niezastąpionym przyrządem w przypadku konieczności pomiaru średnic rur (tak zewnętrznych, jak i wewnętrznych). Odpowiednio wyprofilowane szczęki suwmiarki pozwalają na szybką i wygodną ocenę tych wielkości. Prawie każda suwmiarka potrafi także zmierzyć głębokość.



images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4429_DoSzprych_v1.JPG

Do pomiaru odległości (długości) typowo rowerowych stworzono inne, specjalne przyrządy pomiarowe. Na sąsiednim zdjęciu przykład takiej specjalnej 'linijki', która pozwala na precyzyjne pomiary następujących części:

  • długości szprych (ang. spoke lenght),
  • średnicy klinów rowerowych (ang. crank cotter sizes),
  • średnicy kulek łożysk (ang. ball bearing sizes).

Przyrząd okazał się szczególnie przydatny przy okazji ustalania długości szprych. Długość szprychy można zmierzyć na co najmniej dwa sposoby (A i B) przedstawione na poniższym rysunku (Rys. 1). Dzięki temu przyrządowi można uniknąć nieporozumienia podczas podawania wymaganej długości. Przyrząd podaje długość szprychy jak na Rys. 1 B.

Metody pomiaru długości szprychy rowerowej

Rys. 1. Metody pomiaru długości szprychy rowerowej.

 

Pomiar masy

 

images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4439_WagaHakowa01_zm_v1.JPG images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4440_WagaHakowa02_zm_v1.JPG

 Jednym z podstawowych parametrów fizycznych, które warto znać, jest masa roweru. Dedykowana waga do pomiaru masy roweru jest absurdalnie kosztowna. Te same właściwości metrologiczne mają popularne wśród wędkarzy wagi hakowe. Można je nabyć już za kilkanaście złotych. Mają one jednak jedną istotną wadę. Są zasilane z kosztownych i niezbyt łatwo dostępnych baterii pastylkowych. Z tego powodu postanowiłem dokonać we własnym zakresie niewielkiej przeróbki sprowadzającej się do zastąpienia baterii pastylkowych popularnymi akumulatorkami AA. Zadanie sprowadziło się do zakupu za kilka złotych zasobnika na akumulatorki w takim właśnie rozmiarze. Przylutowałem zasobnik do biegunów baterii pastylkowych, a następnie przykleiłem go do obudowy wagi za pomocą kleju termoaktywnego.

Waga hakowa ma stosunkowo nieduży hak, co może utrudniać jej zastosowanie. Dlatego dokupiłem do niej w sklepie metalowym dwa dodatkowe haki w kształcie litery S. Na pierwszym wieszam wagę. Drugi jednym końcem wisi na haku wagi, a na drugim końcu wieszam rower, przeważnie za 'dziób' siodełka.



images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4441_WagaKuchenna_zm_v1.JPG

Do bardziej precyzyjnych pomiarów wykorzystuję tzw. wagę kuchenną. Na rynku jest zatrzęsienie takich wag. Znowu, takie wagi mają tę samą wadę, co opisane powyżej wagi hakowe. Są zasilane z baterii pastylkowych. Ponownie dokonałem przeróbki przylutowując do wyprowadzeń zasilania kabelek pełniący rolę przedłużacza oraz zasobnik na akumulatorki AA. Przedłużacz był potrzebny by zapewnić wadze stabilną pozycję podczas prowadzenia pomiarów i odsunąć zasobnik z akumulatorkami na bezpieczną odległość.

Waga kuchenna zdecydowanie najbardziej wpłynęła na moją rowerową świadomość, pozwoliła się zbliżyć do fizyki. Zachęcam, bo wydatek jest niewielki, a satysfakcja ogromna.


Pomiar momentu siły

 

images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4433_DynamoWychylny_v1.JPG

Chyba stosunkowo najrzadziej wykonywanym pomiarem jest pomiar momentu siły, czyli 'siły na ramieniu'. W zasadzie jest zaledwie kilka miejsc w rowerze, które wymagają kontrolowania siły. Są to przy tym miejsca rzadko oglądane okiem codziennego rowerzysty, np. mostek, czy kaseta. W ostatnich latach przybywa aluminiowych ram, przybywa aluminiowych czy wręcz karbonowych komponentów. Ich łączenie za pomocą tradycyjnych połączeń śrubowych wymaga coraz większej precyzji, w tym kontroli nad siłą dokręcenia śrub.

Klucze dynamometryczne występują w co najmniej dwóch odmianach:

  • kluczy wychylnych, w których wychylenie końca powoduje wychylenie wskazówki pokazującej moment siły na skali (sąsiednie zdjęcie),
  • kluczy zapadkowych, przypominających grzechotkę, w których przekroczenie nastawionego momentu słychać jako kliknięcie, a wyczuwa się jako niewielki przeskok rączki.

Idąc za poradami znalezionymi na forach poświęconych tematyce samochodowej postanowiłem wyposażyć się w dwa klucze dynamometryczne o różnym zakresie pracy i różnej precyzji. Oba klucze posiadają zakończenia kwadratowe dopasowane do tzw. kluczy nasadowych. Różnią się bokiem kwadratu: 1/4 [''] = 6,35 [mm],  1/2 [''] = 12,7 [mm]. Być może konieczne więc będzie doposażenie zestawu narzędzi o stosowne przejściówki. Klucze wychylne są z natury mniej precyzyjne, służą do ustawiania większych momentów. Klucz zapadkowy służy mi do precyzyjnego ustawiania momentu i ma niewielki zakres pracy.

  • Klucz wychylny, zakres momentu siły: <0, 200> [Nm]. Dokładność wskazań: ±10 [Nm].
  • Klucz zapadkowy, zakres momentu siły: <5, 25> [Nm]. Dokładność wskazań podzielona na zakresy.

Kupując klucz dynamometryczny warto wydać nieco więcej pieniędzy i kupić coś porządnego. Spełnienie tego warunku poznamy po dostarczonym wraz z kluczem świadectwie wzorcowania (kalibracji), które są podpisane. Po pewnym czasie (n użyciach, lub po upływie dłuższego czasu) klucz należałoby ponownie poddać wzorcowaniu. Niestety nie jestem w stanie podpowiedzieć, gdzie to się robi. Na myśl przychodzi mi lokalny oddział GUM-u (Głównego Urzędu Miar).



images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4435_DynamoZapadka_v1.JPG images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4436_DynamoZapadka_v1.JPG

Na sąsiednich dwóch zdjęciach przedstawiłem klucz zapadkowy. Moment siły, jaki zamierzamy osiągnąć, jest nastawiany za pomocą pokrętła znajdującego się na końcu rączki. Na rączce jest narysowana skala. Kręcąc pokrętłem uzyskujemy przesuwanie się końcówki i zmianę nastawionego momentu.

Klucze dynamometryczne to precyzyjne narzędzia wymagające szczególnej dbałości. Nie należy ich używać jak zwykłych kluczy 'do wszystkiego', tudzież jako młotka. W zasadzie powinny być wykorzystywane tylko do dokręcania, upewnienia się, że osiągnięty został założony moment siły.



Pomiar ciśnienia

 

images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4446_PompkaZmanometrem_zm_v1.JPG images/stories/20120212_RowerowySprzetPomiarowy/800_IMG_4449_Manometr_zm.JPG

Pomiar ciśnienia jest dzisiaj bardzo prosty, gdyż ceny pompek z manometrami osiągnęły bardzo rozsądny poziom. Pomiary ciśnienia w przypadku roweru przydają się w co najmniej dwóch obszarach:

  • ciśnienie w ogumieniu (jak to się onegdaj mówiło 'w pneumatykach'), czyli w oponach i dętkach,
  • ciśnienie w amortyzatorze powietrznym.

W przypadku ogumienia warto mieć pompkę z manometrem, a w przypadku amortyzatora jest to wręcz konieczność. Dlaczego? W przypadku ogumienia w zasadzie nie da się stwierdzić, jakie jest ciśnienie w oponie po napompowaniu jej do 1 bara (≈ 1 atm). Tzw. pomiar twardości opony nic nie daje, bo ludzkie receptory nacisku ludzkiej dłoni mają niedostateczną rozdzielczość i w praktyce 3 bary i 5 barów odczuwamy identycznie.

 

Trudno mi się wypowiedzieć co do dokładności wykorzystywanych w pompkach manometrów, tudzież czy dokładność manometrów spada z czasem? Nie wiem... Wydaje się, że wielka dokładność nie jest konieczna. Wiem natomiast, że na świecie jest niesamowity bałagan z jednostkami ciśnienia i czasami konieczne jest ich przeliczanie z funtów na cal np. na bary ;-)

 

 

embed video plugin powered by Union Development
Komentarze   
0 # Tomasz 2015-02-17 09:15
Bardzo ciekawy artykuł. Dużo się z niego dowiedziałem, ale mam jedno pytanie.
Często jeżdżę na ryby i zastanawiam się nad kupnem wagi hakowej. Gdzie mógłbym ją dostać w dobrej cenie, ale na tyle trwałą, by służyła mi niezawodnie przez wiele lat? Orientuje się Pan, czy sklep Wagi Wielkopolska to dobry wybór? Czy zna Pan dobre sklepy z wagami w Wielkopolsce?

Z góry dziękuję za pomoc i pozdrawiam.
Odpowiedz | Odpowiedz z cytatem | Cytować
0 # janusz 2015-02-28 12:27
Ten metalowy zaczep w "metrówce" jest specjalnie tak nitowany aby miara była dokładna. Ten luz to nic innego jak grubość tego metalowego zaczepu. Przy pomiarach zewnętrznych czy wewnętrznych ta grubość jest samoistnie korygowania. Bo w innym pprzypadku mierząc ten sam wymiar na zewnątrz czy od środka mieli byśmy dwa różne wymiary
Odpowiedz | Odpowiedz z cytatem | Cytować
0 # michal 2015-03-26 19:15
Tak faktycznie być powinno, a bywa różnie. W moim oryginalnym Stanleyu okazało się, że przesunięcie zaczepu powodowało powstanie błędu +5mm, a najbliższy 0 był najtańszy Topex. Warto zatem przed kupnem sprawdzić przy pomocy zwykłej linijki, czy metrówka jest dobrze wykalibrowana. Marka najwyraźniej nie ma żadnego znaczenia.
Odpowiedz | Odpowiedz z cytatem | Cytować
Dodaj komentarz