Development of Rubber Friction Measuring Device

• Main Author: Vainikka, Jussi
• Other Authors: Sainio, Panu, Teknillinen korkeakoulu, Helsinki University of Technology, Konetekniikan osasto, Juhala, Matti, Aalto-yliopisto, Aalto University
• Format: Master Thesis
• Language: Finnish
• Published: 2001
• Subjects: friction; rubber friction; ice friction; friction measuring device; Shear Box; arctic friction research; mini-myy-road; kitka; kumikitka; jääkitka; kitkanmittauslaite; arktinen kitkatutkimus; ARTTU; Arctic; Jota; Tarkka; Kitka; Arktis*; ASEMA
• Online Access: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/88820

Diplomityön tavoitteena oli tutkia Teknillisen korkeakoulun Auto- ja työkonetekniikan laboratoriolla käytössä olevan Shear Box- laitteen soveltuvuus kumikitkan mittaamiseen ja kehittää tämän tutkimuksen pohjalta uusi konstruktio. Diplomityö on osa TEKES:n ja Nokian Renkaat Oyj:n rahoittamaa ARTTU-projektia, jossa tutkitaan arktista kitkaa. Projekti tukee suomalaisten pyrkimyksiä saavuttaa maailman johtava asema arktisessa kitkatutkimuksessa. Työn alussa on suoritettu kirjallisuustutkimus kumikitkateoriaan ja yleisesti hyväksytty kumikitkateoria on esitetty. Tutkimus osoitti alaa tutkitun intensiivisesti monen eri tutkijan toimesta. Kuitenkin yhä edelleen renkaan ja alustan välillä tapahtuvien ilmiöiden teoria perustuu osittain tehtyihin havaintoihin ja uskomuksiin. Kumikitkan tutkimiseen käytetyt kenttä- ja laboratoriomittausmenetelmät on esitelty lyhyesti. Shear Box- laitteen mekaaninen osa sekä laitteen toiminta on kuvattu perusteellisesti. Laitteella suoritettujen mittauksien tulokset sekä mittausmenetelmät on esitetty. Saatujen tulosten sekä kuminäytteille tehtyjen dynaamisten testien välinen korrelaatio on selvitetty. Mittausten toistettavuus on hyvä ja korrelaatio dynaamisten testien kanssa huomattava kaikilla mittausparametreilla. Uuden konstruktion suunnittelun yhteydessä on tutkittu lineaari- ja pyörimisliikkeen vaikutusta saavutettavaan kitkatasoon. Yhdistetty lineaari- ja pyörimisliike tuotti suurimman kitkatason. Pyörimisnopeuden tarkka säätö osoittautui käytetyssä koejärjestelyssä ongelmalliseksi. Uusi konstruktio päätettiin suunnitella pelkästään lineaariliikkeeseen perustuvaksi rakenteen pitämiseksi yksinkertaisena. Uuden konstruktion suunnittelun eri vaiheet on esitetty yksityiskohtaisesti. Suunnittelun lähtökohtana oli valmiiden komponenttien käyttö. Laitteen pääosana on käytetty lineaariyksikköä. Voimanlähteenä toimii oikosulkumoottori, jota ohjataan taajuusmuuttajan avulla. Normaalivoima tuotetaan paineilmasylinterillä ja syntyvä kitkavoima mitataan venymäliuskoihin perustuvalla voima- ...