Tekstit on kirjoitettu Mobilian näyttelyyn Koneita ja ihmisiä (https://www.mobilia.fi/nayttelyt/vaihtuvat-nayttelyt/koneita-ja-ihmisia).
Kivenmurskain Simson Ax (Ystads Gjuteri & Mekaniska Verkstads Aktiebolag)
Sepeli valmistettiin aluksi käsin kevyillä kivimoukareilla. Vielä 1910-luvulla käsintehtyä sepeliä pidettiin muodoltaan ja lujuudeltaan parempana kuin koneella tehtyä, jossa lisäksi syntyi huomattava määrä kivijätettä. Murskaimen käytöstä tuli taloudellisempaa, kun ainesmäärät olivat suuria, ja murskaaminen koneellistuikin 1920-luvun aikana.[1]
Tällaista leukamurskainmallia on valmistettu jo ainakin vuonna 1920. Se on niin sanottu Blake-murskain, jossa pyörivä epäkeskoakseli liikuttaa leukaa työnninlaattojen välityksellä.[2] Se on saanut voimansa moottorista hihnan välityksellä. Leukarakennetta käyttävän hihnapyörän suunnittelunopeus on 300 kierrosta minuutissa. Ax-malli tuotti kahdeksan hevosvoiman teholla 3-5 kuutiometriä mursketta tunnissa.[3]
Käsin tai koneella murskattu sepeli lajiteltiin kahteen tai kolmeen jakeeseen. Yli jäävät suuremmat kivet käytettiin tienpohjassa tai murskattiin uudestaan. Yleensä murskaimen yhteydessä käytettiin kuljetinta ja rumpulajitinta, joiden voima saatiin joko murskaimen hihnapyörältä tai omista moottoreista.[4] Tällaiset heilurimurskaimet korvaantuivat tehokkailla kiertomurskaimilla 1940-luvulta lähtien ja rumpulajittimien tilalle alkoi ilmestyä niin ikään tehokkaampia tärylajittelijoita 1950-luvulla.[5]
Höyryjyrä Marshall S, 1926 (Marshall Sons & Co. Ltd Engineers)
Höyrykoneeseen yhdistettiin pyörät 1800-luvun alkupuolella. Siitä saatiin liikuteltava voimanlähde tai vetokone. Höyrykäyttöisiä vetokoneita käytettiin muun muassa auraamisessa ja puimisessa, ja kun pyörien tilalle asennettiin telat tai valssit, saatiin höyryjyrä. Maatalouskoneen muuntaminen tiekoneeksi oli luonteva vastaus liikenteen lisääntymiselle ja kestävämpien teiden tarpeelle. Ensimmäiset höyryjyrät rullasivat tiettävästi Ranskassa 1850-luvulla, mutta vuosisadan loppupuolen innovaatiot tehtiin Englannissa.[6]
Tämä höyryjyrämalli oli Marshall-höyryjyrien viimeisiä. Marshallin S-mallin prototyyppi oli koekäyttövaiheessa vuonna 1924, mutta sitä valmistettiin vielä 1940-luvulla.[7] Höyrykoneen pyörimisnopeus oli noin 200 kierrosta minuutissa ja teho noin 25 hevosvoimaa.[8] Höyryjyrän 12 ja 14 tonnin malleissa oli noin 480 litran vesisäiliö ja mukaan mahtui noin 180 kilogrammaa hiiliä.[9] S-mallia valmistettiin yhden ja kahden sylinterin versioina. Niin sanotussa kompoundi- eli kaksipaisuntakoneessa on kaksi vierekkäistä sylinteriä, joissa höyry ohjataan ensin korkeapainesylinteriin. Sieltä poistuessaan höyry sisältää vielä tarpeeksi energiaa ja se ohjataan suurempaan matalapainesylinteriin. Tällainen kone on hyötysuhteeltaan parempi kuin sellainen, jossa höyry käytetään vain kerran yhdessä sylinterissä.[10]
S-mallissa höyrykoneen luistinliikuntakoneistona oli yhtiön patentoima konstruktio, joka oli perinteiseen Stephensonin luistijärjestelmään verrattuna yksinkertaisempi.[11] Laitteessa oli muitakin hienouksia, kuten mäntäluisti, jota asettamalla ohjattiin sylinterin täytöstä ja höyrykoneen tehoa. Näiden parannusten myötä höyryjyrän mekaaninen hyötysuhde parani yhtiön mukaan noin 10 prosenttia.[12] Lisäksi jyräystelojen uusi rakenne mahdollisti niiden helpomman huollon ja höyrykoneen tulipesää oli vahvistettu niin, että se kesti paremmin painetta.[13]
Höyryjyrä oli ensimmäinen varsinainen työkone Suomen tierakentamisessa. Sen valtakausi tien tiivistämisessä oli 1800-luvun lopusta 1920-luvulle, jolloin dieselmoottorijyrät yleistyivät.[14] Suomeen hankittiin ensimmäiset höyryjyrät katutöihin 1890-luvulla.[15] 1900-luvun alussa yleistyneissä dieselvaihtoehdossa oli paljon etuja, kuten halpa polttoaine, nopea käyttövalmius, vähemmän puhdistamista ja huoltamista sekä vähemmän savua.[16]
Kivijyrä
Staattisessa maantiivistyksessä jyrä painaa maata suuren omapainon avulla. Lisäksi jyrän pyöriminen aiheuttaa vaakasuoria voimia, mikä tiivistää tehokkaasti pintakerrosta.[17] Jyrän teho riippuu suoraan sen massasta, jonka noustessa suureksi jyrän operoimiseen tarvitaan jo huomattavasti lihasvoimaa tai traktori. Höyrykoneen kehityttyä aikansa se yhdistettiin myös jyrään ja tientiivistämisen kustannukset laskivat hevosvetoon verrattuna. Sepeliteiden tiivistämisessä käsi- ja hevosvetoisten jyrien tilalle tulivat höyryjyrät jo 1800-luvun lopulla.[18] Suurilla koneilla ei kuitenkaan päästy ahtaisiin tai hyvin kalteviin paikkoihin, ja tällaiset jyrät säilyttivät käyttökelpoisuutensa pitkään. Käsikäyttöinen jyrä oli hyödyllinen väline myös asfalttitöissä, joissa vastalevitetylle massalle tehtiin alkujyräys, jotta se ei jäähtyisi liian nopeasti.[19] Käsi- ja hevosvetoisia jyriä käytettiin yleisesti vielä 1930-luvun lopulla.[20] Tämä kyseinen kivijyrä on ollut käytössä 1950-luvulla teiden luiskien tasaamiseen ja sitä on vedetty traktorilla.
Maantiivistykseen kehitettiin 1900-luvulla ja varsinkin 1940-luvulta lähtien dynaamisia menetelmiä kuten täryjunttia, -jyriä ja -levyjä. Niissä koneen massa ei ollut enää merkittävä samalla tavalla kuin staattisissa menetelmissä. Täryjyrän tiivistysteho on moninkertainen perinteiseen verrattuna.[21]
Kuorma-autot 1930-luvulla
Hytti vakiintui kuorma-autojen vakiovarusteeksi 1920-luvun lopulla. Myös nelipyöräjarruja ja dieselmoottoria kehitettiin 1920-luvun aikana niin, että ne alkoivat yleistyä.[22] Muun muassa voitelu, laakerointi ja jousitus kehittyivät ja kuorma-autot erottuivat alustan ja voimalaiteryhmän osalta selvästi omaksi moottoriajoneuvotyypiksi.[23] Voidaan sanoa, että kuorma-autojen tyypilliset perusratkaisut vakiintuivat 1930-luvun aikana.
Suomessa tie- ja maansiirtotöiden koneistaminen eteni verrattain hitaasti. Tämä johtui muun muassa vähäisestä varallisuudesta sekä siitä, että tierakentamista hoidettiin paljon työttömyystöinä.[24] Kuorma-autoja ja kippilaitteita oli käytössä jo 1920-luvun alkupuolella, mutta hevoskuljetus oli yleistä vielä 1930-luvulla.[25] Tiet oli rakennettu pitkälle maastonmuotojen mukaan ja esimerkiksi kaivinkoneet olivat niin kömpelöitä, että niitä ei käytetty vähäisissä kaivuutöissä.[26] Kuorma-auton kuljetuskapasiteetti oli suurempi kuin hevosrattaiden ja kuljetusmatkan kasvaessa ero vielä kasvoi.[27] 1930-luvulla käynnistyi valta- ja kantatieverkoston rakentaminen. Liikenne ja teiden jatkuva ylläpito lisääntyivät, teitä rakennettiin ja vanhoja teitä parannettiin uusia teknisiä normeja vastaaviksi.[28]
MALA-kuorma-auto K-148 SP/4200
Sisua K-148 SP/4200 on ilmeisesti käytetty lentokentän lumenauraustöissä. 1960-luvulla kuorma-autojenkin käyttöominaisuuksiin kiinnitettiin huomiota enenevissä määrin. Ne olivat ihmisten työpaikkoja. Vakiintuvaa varustelua olivat muun muassa ohjaustehostus, vaihteiston synkronointi ja ilmanvaihto. Ohjaamoja rakennettiin teräksestä ja istuimiin kiinnitettiin huomiota, ja Suomen autoteollisuudessa hyödynnettiin tutkimustietoa muun muassa siitä, missä asennossa ja millä voimalla polkimia oli ergonomista ohjata. Hydrauliikkaa oli ollut käytössä pitkään varsinkin kippilaitteissa, mutta ala kehittyi nopeasti. Kippiä voitiin ohjata hytistä ja ajan myötä esimerkiksi lumenaurausvälineet eivät kulkeneet enää jalaksilla, vaan kuorma-auto kannatteli niitä ja ne laskettiin hydraulisesti sopivalle aurauskorkeudelle.[29]
Maailmanpankki myönsi lainaa tiehankkeisiin, mutta edellytti työn mekanisointia. Vuonna 1965 TVH tilasi Suomen Autoteollisuus Oy:ltä 450 kuorma-autoa ja joukossa oli muun muassa tätä eräänlaista TVH:n erikoismallia K-148 SP/4200. Autossa oli kevyt muovinen konepeitto, jonka avaamalla sai koko moottorin näkyviin. Autossa oli myös konekippi ja paikka nosturille, sekä ejektoripakoputki, joka vähensi savuhaittoja työskentelyalueella ja toimi äänenvaimentimena.[30] Vielä osittain ohjaamon puolelle sijoitettu moottori tuotti riittävästi lämpöä. Ilmanvaihtoon kiinnitettiin huomiota. Ohjaamosta pyrittiin poistamaan moottoritilasta sinne vuotavaa hiilimonoksidia, tuota polttoaineen epätäydellisen palamisen tuottamaa huomaamatonta ja myrkyllistä yhdistettä.[31]
Öljysoralaahain Layton F 525
Mikään vuodenaika ei ollut tienhoidossa ongelmaton. Lumenaurauskalusto alkoi olla tarpeiden mukainen 1950-luvun lopulla, mutta kelirikot ja pölyäminen vaivasivat kaikkialla. Teollisuusmaista Suomessa oli 1950-luvun lopulla vähiten päällystettyjä teitä. Asfaltointia kevyempiä päällystysratkaisuja olivat muun muassa kalsiumkloridi, terva ja öljy, joilla sidottiin tien hienojakeista pintakerrosta.[32]
Kesto- ja puolikestopäällystäminen vaikuttivat merkittävästi Suomen teiden kuntoon. Edullista öljysoramenetelmää kokeiltiin 1950-luvun lopulla ja sen käyttö yleistyi voimakkaasti 1960-luvun alussa.[33] Öljysorakulutuskerros on tarkoitettu korvaamaan savisorakulutuskerroksen sorateillä ja estämään pölyämistä ja kosteutta. Öljysora valmistettiin murskesorasta, tieöljystä ja tartukkeesta.[34] Se oli sorapinnan edullinen parannuskeino. Öljysoralla päällystettiin korkeintaan keskiraskaasti liikennöityjä teitä yleensä taajamien ulkopuolella. Öljysora pysyi pitkään pehmeänä, joten sitä oli mahdollista muokata myöhemmin ja sitä voitiin varastoida tulevaa käyttöä varten. Haittapuolena oli tahraantumisriski, mikä oli yksi syy siihen, että se ei soveltunut kaupunkeihin eikä taajamiin.[35]
Asfalttiin ja sen levittämiseen verrattuna kevyempi öljysora oli suosittu ratkaisu varsinkin 1960-luvulla. Tuolloin öljysora levitettiin auton perään kiinnitetyllä levityskelkalla tai tiehöylällä. Myöhemmin levitys suoritettiin asfaltinlevittimellä, tiehöylän lisälaitteella tai öljysoraa varten rakennetulla laahaimella, jota öljysoraa kuljettava kuorma-auto hinasi.[36]
Lumiaura Tuisku
Kun moottoriajoneuvoliikenne alkoi 1920-luvun alussa lisääntyä, pelkät lapio ja hevosaura eivät riittäneet teiden talvikunnossapidon työvälineiksi. Tiehen tarvittiin leveämpi ja kovempi pinta kuin mitä laissa edellytettiin hevosliikenteelle.[37] Koneellinen auraaminen alkoi traktorivedolla ja siihen turvauduttiin kovimpien lumisateiden jälkeen.[38] Liikenteen lisääntyessä auraustarvekin lisääntyi nopeasti. Lumi oli saatava siirrettyä tien sivuun lumivallin päälle ja mahdollisimman kauas tiestä.[39] Auraamiseen tarvittiin nopeutta, joka saavutettiin tarpeeksi voimakkaalla kuorma-autolla. Kuorma-auton puskuri muunnettiin lumiaurausta varten ja auto työnsi jalaksilla lepäävää auraa.[40]
Keskeistä lumiaurojen suunnittelussa oli saada aurattava lumi mahdollisimman pienellä voimalla mahdollisimman kauas tiestä.[41] Suomen tiestön kapeuden ja mäkisyyden vuoksi kärkiaura oli pääasiallinen auratyyppi 1970-luvulle saakka.[42] Tuisku 3 -auraa valmistettiin 1940-luvun lopulta 1960-luvun lopulle. Malli T3 heitti 50 kilometrin tuntinopeudella ajettaessa lumen noin 13 metrin päähän.[43]
Lähteet
I Painetut lähteet
Lehdistö
Autoilijan terveys on tärkeä asia. Sisu-uutiset 10/1967, 6-7.
Ejektori-pakoputki – laite, joka poistaa dieselsavun. Sisu-viesti 5/1965, 21.
Eklundh, N-O. (1965) Maantiivistyskoneet. Maansiirto 6(4), 29-34.
Kostiainen, O. (1955) Tiekoneiden valmistuksesta Suomessa. Tielehti 25(4).
Saari, Jorma (1970) Ihmisen ominaisuuksien autolle asettamista vaatimuksista. Sisu-viesti 3/1970, 8-9.
Tolonen, K. J. (1936) Kalsiumkloridin käytöstä sorateiden pölyämisen, kouruuntumisen ja kulumisen estämiseen. Tielehti 6(4):158-162.
Vallinoja, Veli (1964) Sisu-autojen tehostettu ohjaus. Sisu-uutiset 12/1964, 4-5.
Teräksestä turvallinen työhuone automiehelle. Sisu-uutiset 10/1964, 11.
Uusi vaihteisto – voimanpesä Jyry-Sisuihin. Sisu-viesti 4/1970, 5-7.
Muut painetut lähteet
Ystads Cjuteri & Mekaniska Verkstads Ab:n esite, 1920. Tie- ja vesirakennushallituksen hankinta-arkisto, Mobilia.
Työselitys: Öljysorakulutuskerros. 20.3.1961. Tie- ja vesirakennushallituksen hankinta-arkisto, TVHa 215, Mobilia.
II Kirjallisuus
Bloom, Alan (1981) 250 years of steam. Kingswood: World’s Work.
Eerikäinen, Martti (1917) Maantien rakennuksen ja kunnossapidon alkeet. Helsinki: Werner Söderström Osakeyhtiö.
Hiekka, Lauri S. (1989) Asfaltti ja liikenne: Eilen – tänään – huomenna. Helsinki: Asfalttiurakoitsijain Liitto r.y.
Kankainen, Jouko (1997) teoksessa Rantamo (toim.) (1997).
Lane, Michael (1993) The Story of the Britannia Iron Works: William Marshall Sons & Co., Gainsborough 1842-1992. London: Quiller Press.
Lehtipuu, Eero (1983) Asfalttipäällysteet: Suunnittelu – rakentaminen – kunnossapito. Helsinki: Rakentajain Kustannus Oy.
Levä, Kimmo (1992) Lumiaura: koneellisen talvikunnossapidon historia. Helsinki: Tielaitos & Suomen tieyhdistys.
Levä, Kimmo (1996) Kuorma-auto höyrykoneista turboihin, teoksessa Mobilia (1996).
Mobilia (1996) Pyörillä kuormat kulkevat. Näyttelyjulkaisu. Kangasala: Mobilia.
Mobilia (2008) TVH – Valtion tiet. Näyttelyjulkaisu. Kangasala: Mobilia.
Päämaja (1941) Autoaurausopas. Helsinki: Päämaja.
Rantamo, Esa (1997) teoksessa Rantamo (toim.) (1997).
Rantamo, Esa (toim.) (1997) Väellä, voimalla, taidolla – Suomen maa- ja vesirakentamisen historia. Helsinki: Suomen Maarakentajien Keskusliitto r.y.
Skogström, Väinö (1977) teoksessa Skogström et al. (1977).
Skogström, Väinö et al (1977) Suomen teiden historia II: Suomen itsenäistymisestä 1970-luvulle. Helsinki: Tie- ja vesirakennushallitus & Suomen tieyhdistys.
III Internet
Grace’s Guide to British Industrial History.
https://www.gracesguide.co.uk/Marshall,_Sons_and_Co:_FJB_990. [Viitattu 25.5.2020].
https://www.gracesguide.co.uk/File:Im19291206Eng-Marshall.jpg. [Viitattu 25.5.2020].
Hyvärinen, Risto (2010) Kuinka höyrykone toimii? http://www.kolumbus.fi/hyvarinen.risto/hoyry.html. [Viitattu 22.6.2020].
Hämäläinen, Eero (2018) Lokomon leukamurskain palasi kotiin yli 90 vuoden murskausurakoiden jälkeen. https://www.metso.com/fi/blogi/kivenmurskaus/blogi-lokomon-leukamurskain-palasi-kotiin-yli-90-vuoden-murskausurakoiden-jalkeen/. [Viitattu 22.5.2020].
IASRI (Indian Agricultural Statistic Research Institute) (2020) Introduction to compound steam engines. http://ecoursesonline.iasri.res.in/mod/page/view.php?id=2450. [Viitattu 23.6.2020].
Laitinen, Tuomas & Törnqvist, Jouko (2013) Pölynhallinnan ja maan tiivistämisen kestävät toimintamallit talonrakennusalalla. https://www.rakennuskone.fi/wp-content/uploads/2014/05/P%C3%B6lynhallinta-ja-maantiivist%C3%A4minen.pdf. [Viitattu 1.6.2020].
[1] Skogström 1977, 450.
[2] https://www.metso.com/fi/blogi/kivenmurskaus/blogi-lokomon-leukamurskain-palasi-kotiin-yli-90-vuoden-murskausurakoiden-jalkeen/
[3] Ystads Cjuteri & Mekaniska Verkstads Ab:n esite, 1920. Mobilia.
[4] Eerikäinen 1917, 60; Ystads Cjuteri & Mekaniska Verkstads Ab:n esite, 1920. Mobilia.
[5] Skogström 1977, 479.
[6] Bloom 1981, 161.
[7] Lane 1993, 97; https://www.gracesguide.co.uk/Marshall,_Sons_and_Co; https://www.gracesguide.co.uk/Marshall,_Sons_and_Co:_FJB_990. Luettu 25.5.2020.
[8] Lane 1993, 100. 25 bhp (brake horsepower) = noin 25,5 hevosvoimaa = noin 18,8 kilowattia.
[9] Lane 1993, 100. 105 gallonaa = noin 477 litraa. 3,5 sentneriä (hundredweights) = 392 paunaa = noin 178 kilogrammaa.
[10] Hyvärinen 2010; IASRI 2020.
[11] Lane 1993, 96
[12] Lane 1993, 97
[13] Lane 1993, 97
[14] Skogström 1977, 472.
[15] Rantamo 1997, 58.
[16] https://www.gracesguide.co.uk/File:Im19291206Eng-Marshall.jpg. Luettu 25.5.2020.
[17] Eklundh 1965, 30.
[18] Skogström 1977, 450.
[19] Kankainen, 276.
[20] Rantamo 1997, 58.
[21] https://www.rakennuskone.fi/wp-content/uploads/2014/05/P%C3%B6lynhallinta-ja-maantiivist%C3%A4minen.pdf; Kostiainen 1955. ”Tiekoneiden valmistuksesta Suomessa”. Tielehti 4/1955.
[22] Pyörillä kuormat kulkevat. Mobilia 1996, 8, 11.
[23] Kuorma-autoesitteet. Tie- ja vesirakennushallituksen hankinta-arkisto, Fa 121/6c, Mobilia.
[24] Mm. Rantamo 1997, 58; Skogström 1977, 470-471.
[25] Skogström 1977, 470, 494.
[26] Rantamo 1997, 58.
[27] Rantamo 1997, 54.
[28] Rantamo 1997, 55; Skogström 1977, 470, 494.
[29] ”Uusi vaihteisto – voimanpesä Jyry-Sisuihin”. Sisu-viesti 4/1970, 5-7; ”Teräksestä turvallinen työhuone automiehelle”. Sisu-uutiset 10/1964, 11; ”Ihmisen ominaisuuksien autolle asettamista vaatimuksista”. Sisu-viesti 3/1970, 8-9; ”Sisu-autojen tehostettu ohjaus”. Sisu-uutiset 12/1964, 4-5.
[30] ”Ejektori-pakoputki – laite, joka poistaa dieselsavun”. Sisu-viesti 5/1965, 21.
[31] ”Autoilijan terveys on tärkeä asia”. Sisu-uutiset 10/1967, 8.
[32] Tolonen 1936, 158.
[33] Rantamo 1997, 114.
[34] Työselitys: Öljysorakulutuskerros. 20.3.1961. Mobilia, TVHa 215.
[35] Lehtipuu 1983, 139.
[36] Lehtipuu 1983, 286; Hiekka 1989, 87.
[37] Levä 1992, 11-12.
[38] Levä 1992, 13.
[39] Levä 1992, 36-37.
[40] Autoaurausopas. Päämaja 1941, 8-9.
[41] Skogström 1977, 504.
[42] Levä 1992, 58.
[43] Mobilia säätiö 2008, 60.
