Měření kvality: Kéž je síla s tebou
V hodinách fyziky se učí, že síla je komplikované téma plné řeckých písmen a vzorců. Ve skutečnosti je to ale jednoduché: síla je tlačení nebo tahání, které působí na těleso. Isaac Newton řekl, že každá akce má stejnou a opačnou reakci. Když při testování tlačíme nebo taháme na vzorek, vzniká opačná reakční síla, kterou lze změřit.
Proč měřit sílu?
Nejběžnější silou, kterou zažíváme, je gravitační síla Země, což běžně nazýváme váhou. Ve světě kontroly kvality se však síla projevuje v každodenním životě – například otevírání sáčku s chipsy, stisknutí klaksonu nebo psaní e-mailu. Pokud je sáček příliš těžké otevřít, zákazník může zkusit jinou značku. Pokud je třeba příliš velká síla k stisknutí klaksonu, může to být bezpečnostní riziko.
Každý produkt nebo jeho součást, který je tlačen, tažen nebo jinak fyzicky namáhán, by měl projít testem síly, aby bylo zajištěno, že funguje správně v zamýšleném použití. Termíny jako pull testy, push testy, tahové či tlakové zkoušky se někdy používají zaměnitelně se slovem „měření síly“.
Typy měření síly
Testy měření síly mohou být destruktivní nebo nedestruktivní, podle toho, zda testovaný vzorek zůstane nepoškozen. Příkladem destruktivního testu může být lámání baseballové pálky při úderu, které odhalí, jaká síla ji zlomila – což je důležité pro výrobce.
V letectví například tlačítko spouště řízené střely musí vyžadovat přesně danou sílu. Příliš velká nebo příliš malá síla může mít vážné následky. V automobilovém průmyslu se zase provádějí testy odtržení konektorů vodičů, aby se zabránilo jejich předčasnému uvolnění.
Nedestruktivní test může být například měření pružiny – zjistit sílu potřebnou pro její stlačení nebo natažení o určitou vzdálenost. Pokud pružina nebyla přetížena, po uvolnění se vrátí do původního tvaru.
Firmy obvykle přijímají nějaký testovací standard – buď mezinárodní (např. ASTM), nebo vlastní – který stanoví postup testování a přijatelné hodnoty síly. Poté musí zvolit vhodné měřicí vybavení podle vlastností testu: očekávané maximální síly, rozměrů vzorku, počtu testů, způsobu zpracování dat a testních postupů.
Systém měření síly
Typický systém pro měření síly se skládá z:
- siloměru (force gauge),
- testovacího stojanu,
- měřiče vzdálenosti,
- úchytů a fixačních prvků.
Siloměr je základní přístroj, který má válcovitou osu a snímač uvnitř a měří sílu v jednotkách jako newtony (N), libry, kilogramy nebo gramy. Tyto přístroje mohou být ruční nebo namontované. Elektronické siloměry měří s vyšší přesností a rozlišením než starší mechanické přístroje.
Elektronické siloměry často umožňují připojení k počítači nebo tiskárně a přenos naměřených dat pro další analýzu. Mohou také mít funkce jako nastavitelné limity pro GO/NO-GO testy nebo průměrování dat, což je užitečné při testování jako je odlupování pásky nebo testy tření.
Testovací stojan
Siloměr lze upevnit do testovacího stojanu, který řídí rychlost testu, což zlepšuje opakovatelnost výsledků. Stojany mohou být manuální (páka nebo kolečko) i motorické, přičemž motorické stojany poskytují nejlepší kontrolu nad rychlostí a opakovatelností testů.
Vzdálenost a úchyty
Některé testy vyžadují současné měření síly i vzdálenosti (např. u pružin). K tomu se používají měřiče vzdálenosti namontované na stojanech. Poslední důležitou součástí jsou úchyty a fixace, které drží vzorek během měření. V praxi se často používají standardní úchyty, ale v případě potřeby si firmy vyrábějí vlastní speciální přípravky.
Ekonomické aspekty
Je důležité, aby manažeři kvality měli dobře definované postupy měření síly, protože v dnešním konkurenčním prostředí výrobní procesy potřebují být efektivní a opakovatelné bez ohledu na to, zda se výrobna nachází v Sheboyganu nebo Šanghaji. Dobré postupy pomáhají odhalit chyby brzy po jejich vzniku a minimalizovat náklady spojené s reklamacemi a opětovnými voláními výrobků.
Závěr
Až příště budete čekat v dopravní zácpě, otevírat balíček s chipsy nebo psát e-mail, vzpomeňte si na to, že mnohé z těchto každodenních zkušeností zlepšují výrobky právě testy měření síly – ať je síla s vámi!
