Seulamurskaimen rungon kestoikä, siihen vaikuttavat tekijät sekä uuden kestoikäennustemenetelmän kehittäminen
Lappalainen, Anatoli (2016)
Diplomityö
Lappalainen, Anatoli
2016
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2016120230180
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2016120230180
Tiivistelmä
Tässä työssä tutkittiin seulamurskaimen runkorakennetta ja siihen kohdistuvia käytönaikaisia kuormituksia. ALLU Finland Oy on asettanut tavoitteeksi jatkokehittävälle seulamurskaimen sarjalle entistä paremman vastaavuuden asiakastarpeeseen. Kehitystä tehdään tuomalla tulevaisuudessa mahdolliseksi uusia applikaatioita seulamurskaimen käytölle sekä optimoimalla kauha paremmin sille esitettyyn peruskoneen kokoluokkaan. Työn yhtenä tavoitteena oli kehittää menetelmä, jolla arvioidaan seulamurskaimen rungon kestoikäennustetta ottaen huomioon peruskoneen kokoluokka, seulamurskaimen rungon koko, käyttösovellus sekä seulamurskaimen kiinnitystapa.
Tutkimuksessa tehtiin aiemmin venymäliuskamittauksilla tutkitun seulamurskaimen rungon FE-analyysi ja sen vertailu venymäliuskamittauksen tuloksiin. Samalla menetelmällä arvioitiin uuden seulamurskaimen rungon kestoikä. Teoriaosuudessa avattiin seulamurskaimen rungon kestoikään vaikuttavia tekijöitä sekä kilpailukykyisen rungon menestystekijät. Tutkimuksen yhteydessä järjestettiin testejä, joissa mitattiin kauhan sylinterin painetta, kaivinkoneen puomien ja seulamurskaimen rungon asentoa seulamurskaimen runkoon kohdistuvien kuormitusvaihtelujen määrittämiseksi.
Vanhan seulamurskaimen rungon FE-analyysi antoi samansuuntaiset tulokset kuin aiemmin suoritettu venymäliuskamittaus. Todettiin, että hot spot -menetelmä sopii hyvin kestoikäennusteeseen määrittämiseksi. Tutkimuksessa havaittiin, että pyöräkuormaajan kiinnityksessä uuden seulamurskaimen runko on kestävämpi kuin vanha kahdessa tärkeässä liitoksessa. Havaittiin, että huulilevy-sivurunko -liitoksen kestävyyttä on parannettava. Menetelmä, jossa seulamurskaimen runkoon kohdistuva työaikainen kuormitus selvitetään mittaamalla kaivinkoneen sylinterin painetta, on lupaava, mutta sen luotettavuutta on tarkistettava jatkotutkimuksilla. The objective of this thesis was to study screener crusher’s frame structure and frame related duty cycles during the operation. ALLU Finland Oy has set a goal for the new screener crusher series to even better match customer needs. Development is carried out in the future by bringing new application available for screener crusher as well as by optimizing the bucket more to size category of base machine. The aim of study was to develop a method to screener crusher’s fatigue life estimate considering the size of the base machine, screener crusher’s frame size, application and method of screener crusher’s fixing to the base machine.
In this study FE-analysis was done to screener crusher’s frame, which had previously performed strain gage measurement. The results were compared to study. The same method was used to evaluate fatigue life of a new screener crusher’s frame. In the theory section factors affecting durability of screener crusher’s frame and success aspects for competitive frame were revealed. This study included tests to measure the carrier’s bucket cylinder’s pressure and the position of excavator’s booms and screener crusher’s frame. These measurements were made to determine load duty cycle for screener crusher’s frame.
FE-analysis of an old screener crusher’s frame gave similar results to those previously carried out by strain gage measurement. Study showed that hot spot method is well for fatigue life estimation. New frame with wheel loader adaptation was estimated to be better in two important joint. Study showed that connection between tip plate and frame needs to be improved. Frame’s loading determination method by measuring cylinder pressure is promising, but it need to be improved in new researches.
Tutkimuksessa tehtiin aiemmin venymäliuskamittauksilla tutkitun seulamurskaimen rungon FE-analyysi ja sen vertailu venymäliuskamittauksen tuloksiin. Samalla menetelmällä arvioitiin uuden seulamurskaimen rungon kestoikä. Teoriaosuudessa avattiin seulamurskaimen rungon kestoikään vaikuttavia tekijöitä sekä kilpailukykyisen rungon menestystekijät. Tutkimuksen yhteydessä järjestettiin testejä, joissa mitattiin kauhan sylinterin painetta, kaivinkoneen puomien ja seulamurskaimen rungon asentoa seulamurskaimen runkoon kohdistuvien kuormitusvaihtelujen määrittämiseksi.
Vanhan seulamurskaimen rungon FE-analyysi antoi samansuuntaiset tulokset kuin aiemmin suoritettu venymäliuskamittaus. Todettiin, että hot spot -menetelmä sopii hyvin kestoikäennusteeseen määrittämiseksi. Tutkimuksessa havaittiin, että pyöräkuormaajan kiinnityksessä uuden seulamurskaimen runko on kestävämpi kuin vanha kahdessa tärkeässä liitoksessa. Havaittiin, että huulilevy-sivurunko -liitoksen kestävyyttä on parannettava. Menetelmä, jossa seulamurskaimen runkoon kohdistuva työaikainen kuormitus selvitetään mittaamalla kaivinkoneen sylinterin painetta, on lupaava, mutta sen luotettavuutta on tarkistettava jatkotutkimuksilla.
In this study FE-analysis was done to screener crusher’s frame, which had previously performed strain gage measurement. The results were compared to study. The same method was used to evaluate fatigue life of a new screener crusher’s frame. In the theory section factors affecting durability of screener crusher’s frame and success aspects for competitive frame were revealed. This study included tests to measure the carrier’s bucket cylinder’s pressure and the position of excavator’s booms and screener crusher’s frame. These measurements were made to determine load duty cycle for screener crusher’s frame.
FE-analysis of an old screener crusher’s frame gave similar results to those previously carried out by strain gage measurement. Study showed that hot spot method is well for fatigue life estimation. New frame with wheel loader adaptation was estimated to be better in two important joint. Study showed that connection between tip plate and frame needs to be improved. Frame’s loading determination method by measuring cylinder pressure is promising, but it need to be improved in new researches.