Kitkakerrointa

Kitkakerrointa, μ, kuvaa kahden kosketuksessa olevan pinnan välistä kitkan voiman suhdetta normaalivoimaan nähden. Se on dimensionless-luku. Yleisimmät arvoja ovat μs, staattinen kitkakerroin, ja μk, kinettinen (dynaaminen) kitkakerroin. Staattinen kitka vastustaa liikkeen alkamista; maksimivoima Ff ≤ μs N, missä N on kosketuksen normaali voima. Kun liike alkaa, kitkakerroin yleensä muuttuu μk:ksi ja kitkavoima on Ff = μk N.

Kitkakerroin riippuu monista tekijöistä: materiaaleista ja pinnoista, niiden karheudesta, puhtaudesta, voitelusta sekä lämpötilasta ja kosteudesta. Paineen kasvaessa tai pintojen mikrorakenteen muuttuessa μ voi vaihdella merkittävästi. Lisäksi kitkakerroin ei ole vakio samassa tilanteessa; ero staattisen ja kinettisen kitkan välillä on tyypillisesti siten, että μs ≥ μk.

Arvot voivat vaihdella suuresti. Kuivissa ja karheissa pinnoissa μ on usein jonkin kymmenyksen luokkaa, kun taas pehmeille, elastisille pinnoille tai märissä voitelutilanteissa arvo voi olla suurempi tai pienempi riippuen olosuhteista. Jään tapauksessa kitkakerroin on pieni, mutta olosuhteet voivat muuttaa sen arvoa suorasti.

Mittauksessa käytetään esimerkiksi kallistuskoetta, pin-on-disk- tai block-on-ring -tribometrejä sekä standardoituja testimenetelmiä. Kitkakerrointa hyödynnetään laajasti suunnittelussa ja analyysissä: jarrut, renkaat, kuljetuslaitteet sekä erilaiset koneen osat, joissa kontrolloidaan liikkeen vastustuskykyä ja energian hukkaa. Koska μ riippuu olosuhteista, arvot ovat suuntaa-antavia ja vaativat kokeellista vahvistusta käytännön sovelluksissa.