Dynaamisten rasitusten kuormittaman koneperustuksen esisuunnitteluvaiheen mitoitus
Hakala, Eeva (2016)
Hakala, Eeva
Tampereen ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201604295516
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201604295516
Tiivistelmä
Opinnäytetyön aihe syntyi yrityksen tarpeesta arvioida koneiden perustusten tilantarvetta jo projektin esisuunnitteluvaiheessa. Työssä perehdyttiin kaksitasoisen koneperustuksen stabiliteettitarkasteluun. Tarkoituksena oli tuottaa tarjousvaiheeseen sopiva laskentataulukko, jolla voitaisiin arvioida perustuksen päämitat yksinkertaisesti ja ilman mitoitusohjelmia.
Teoriaosuus käsittelee koneperustusten suunnittelun periaatteita ja niille tyypillisiä rasituksia, kuten värähtelyä. Laskentaosuudessa tarkasteltiin perustusten staattista tasapainoa dynaamisten voimien aiheuttamien momenttien kautta eri kuormitusyhdistelmissä. Esimerkkitapauksena ollut kahteen tasoon rakennettu koneiden perustus on kokonaisuudessaan monimutkainen. Se kannattelee useita laitteita, jotka kaikki aiheuttavat suuria staattisia ja dynaamisia rasituksia perustukseen ja maaperään. Työssä on lisäksi esitelty esimerkkejä runkorakenteesta sekä koneiden liitoksista perustukseen.
Koneperustuksia varten on hyvin haastavaa laatia vain yhdenlaista laskentapohjaa, koska jokainen tapaus on yksilöllinen. Tähän opinnäytetyöhön laadittu rasitukset erotteleva ja summaava Excel-taulukko toimii riittävänä pohjana tehtäessä samankaltaisiin kokonaisuuksiin esisuunnittelua, koska stabiliteettitarkastelua voidaan suorittaa ilman tarkkoja rakennesuunnitelmia tai maakohtaisia tietoja.
Lopputuloksena todettiin alustavien mittojen olleen stabiliteetin kannalta riittäviä ja Excel-taulukon toimivan. Koska suunniteltua vertailua FEM-analyysiin ei voitu tehdä, tehtiin laskentataulukolla samat stabiliteettitarkastelut myös toisen samankaltaisen koneen perustuksiin. Sekin päätettiin suunnitella samoilla alustavilla mitoilla kuin alkuperäinen kohde. Tarkasteltiin myös tapausta, jossa kahden moottoriyksikön korvaa yksi tehokkaampi moottori. Jatkossa taulukkoa muokataan myös muiden yleisimpien sekoituskoneiden perustusten tarkastelua varten sopivaksi ja tutkitaan koneiden sijoittelun vaikutusta perustusten kokoon. Myös teknisten maaparametrien lisääminen taulukkoon koettiin jatkossa aiheelliseksi.
Teoriaosuus käsittelee koneperustusten suunnittelun periaatteita ja niille tyypillisiä rasituksia, kuten värähtelyä. Laskentaosuudessa tarkasteltiin perustusten staattista tasapainoa dynaamisten voimien aiheuttamien momenttien kautta eri kuormitusyhdistelmissä. Esimerkkitapauksena ollut kahteen tasoon rakennettu koneiden perustus on kokonaisuudessaan monimutkainen. Se kannattelee useita laitteita, jotka kaikki aiheuttavat suuria staattisia ja dynaamisia rasituksia perustukseen ja maaperään. Työssä on lisäksi esitelty esimerkkejä runkorakenteesta sekä koneiden liitoksista perustukseen.
Koneperustuksia varten on hyvin haastavaa laatia vain yhdenlaista laskentapohjaa, koska jokainen tapaus on yksilöllinen. Tähän opinnäytetyöhön laadittu rasitukset erotteleva ja summaava Excel-taulukko toimii riittävänä pohjana tehtäessä samankaltaisiin kokonaisuuksiin esisuunnittelua, koska stabiliteettitarkastelua voidaan suorittaa ilman tarkkoja rakennesuunnitelmia tai maakohtaisia tietoja.
Lopputuloksena todettiin alustavien mittojen olleen stabiliteetin kannalta riittäviä ja Excel-taulukon toimivan. Koska suunniteltua vertailua FEM-analyysiin ei voitu tehdä, tehtiin laskentataulukolla samat stabiliteettitarkastelut myös toisen samankaltaisen koneen perustuksiin. Sekin päätettiin suunnitella samoilla alustavilla mitoilla kuin alkuperäinen kohde. Tarkasteltiin myös tapausta, jossa kahden moottoriyksikön korvaa yksi tehokkaampi moottori. Jatkossa taulukkoa muokataan myös muiden yleisimpien sekoituskoneiden perustusten tarkastelua varten sopivaksi ja tutkitaan koneiden sijoittelun vaikutusta perustusten kokoon. Myös teknisten maaparametrien lisääminen taulukkoon koettiin jatkossa aiheelliseksi.