Kitkan mittaaminen kuljetuksen aikana

Abstract

Opinnäytetyö käsittelee kitkan mittaamista kuormatilan ja kuljetettavan tuotteen väliltä kuljetuksen aikana. Päätavoitteita oli kolme: luoda mittausjärjestelmä kitkan mittausta varten, varmistaa mittaustavan toimivuus erilasissa testeissä ja mitata kitkan jakauma todellisista kuljetustilanteista. Ennen mittaustavan suunnittelua ja testausta kerättiin kirjallisuudesta taustatietoa mittavälineistä, kuljetusten aikaisista kiihtyvyyksistä ja kuorman varmistuksesta, mittavirheen määrittämisestä sekä kitkaan liittyvistä fysiikan laeista.

Mittausjärjestelmää testattiin erilaisissa ympäristöissä sen toimivuuden takaamiseksi ja tarkkuuden selvittämiseksi. Testeissä koekappaleen ja alustan välistä kitkaa mitattiin käyttämällä veto- ja kiihtyvyysantureita sekä Dewetron-mittalaitetta. Järjestelmän toiminta perustui koekappaleeseen kiinnitettyjen kuormaliinojen kireyksien sekä koekappaleeseen kohdistuvan kiihtyvyyden mittaamiseen. Testejä tehtiin kallistettavalla kuormatilan osalla, henkilöauton peräkärryllä sekä kuorma-autolla. Testit aloitettiin laboratoriossa ja kun järjestelmän toimintakyky oli varmistuttu, käytettiin kuorma-autoa testiympäristönä. Parhaimmat tulokset saavutettiin kuorma-autolla tehdyillä mittauksilla.

Testien aikana kohdattiin useita haasteita, kuten kallistustestin sopimattomuus mittaustavan testaamiseen ja hyvin liukas keli kuorma-autotestien aikana. Mittausjärjestelmän toimintakyky saatiin kuitenkin selvitettyä haasteista huolimatta. Järjestelmällä pystyttiin mittaamaan kitka erilaisissa ympäristöissä tietyillä reunaehdoilla, mutta sen tarkkuus vaihteli suuresti. Osa epätarkkuudesta johtui antureista ja osa mittaajan sekä mittausympäristön aiheuttamista virheistä. Järjestelmällä ei pystytty mittaamaan kitkan jakaumaa, muta se todistettiin toimivaksi ja sitä jatkokehitettään opinnäytetyön jälkeen.

The thesis work was about measuring friction during transport between an object on the cargo platform and the platform itself. There were three main goals: to create a friction measurement system, evaluate the system’s performance in different measurement situations and to measure the friction distribution in transport situations. Before designing the measurement system, a literature review was done about measurement equipment, accelerations occurring during transport, cargo securing, measurement uncertainty and laws of physics regarding the manner of measurement.

The measurement system was tested in different situations to make sure it works properly and to test its accuracy. In the tests friction between a test object and a surface was measured by using strain gauges, accelerometers and a data logger. The system measured the changes in tightness of the lashing belts attached to the test object and the accelerations directed at the test object. Tests were done on a tilting platform, light weight trailer and truck. First test was done in logistics laboratory and after validating the system’s performance a truck was used for the final test. The best outcome was achieved with the tests done with the truck.

Many obstacles were encountered during the tests like the unsuitableness of the tilting platform for validating the system and very slippery weather during the final measurements done with the truck. Fortunately the evaluation of the measurement system’s performance was done despite the obstacles. The measurement system was able to measure friction in different situations with a few preconditions but with low accuracy. Part of the inaccuracy was due to the measurement situation and the measurer and part to the used sensors. Unfortunately with the system measurement of friction distribution wasn’t possible at this point. However the system was proved to be functioning correctly and it will be further developed.