Mittausalustan suunnittelu
Lehtinen, Niko (2017)
Lehtinen, Niko
Tampereen ammattikorkeakoulu
2017
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201704305836
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201704305836
Tiivistelmä
Opinnäytetyössä suunniteltiin akseleiden säteisheiton mittaamiseen soveltuva mittausalusta. Työ tehtiin Fortaco Oy:n Sastamalan Machining-yksikölle. Fortaco on kansainvälinen raskaan kaluston sopimusvalmistaja. Sastamalan Machining-yksikkö on erikoistunut metallin työstämiseen. Mittausalustan tehtävänä on kannatella akselia, josta mitataan säteisheittoa mittakellolla. Mitattavan akselin pitää päästä pyörimään akselinsa ympäri mittausalustalla ilman, että alusta aiheuttaa poikkeamia mittaustuloksiin. Haastavaa oli suunnitella laite, jolla voidaan mitata erikokoisia ja –muotoisia akseleita. Haasteita aiheuttaa myös tarkat mittausvaatimukset akseleissa ja mittausalustan käytännöllisyys. Mittausalustan on oltava tarkka ja yksinkertainen. Sen tulee kestää raskaiden akseleiden painot, mutta sen liikuttamisen on onnistuttava helposti tehdasoloissa.
Mittausalustan suunnittelu aloitettiin tutkimalla erilaisia vaihtoehtoja toteuttaa akselin säteisheiton mittaaminen. Vastaavaa laitetta ei ole aiemmin valmistettu, joten oikeanlaisen konseptin keksiminen oli ensimmäinen vaihe suunnitteluprosessissa. Konseptien suunnittelussa huomioitiin mittausalustalle asetetut vaatimukset ja tavoitteet. Opinnäytetyössä mittausalusta mallinnettiin Solidworks CAD-mallinnusohjelmalla. Jokaisen komponentin kestävyys mitoitettiin tietokoneavusteisella, elementtimenetelmiä hyödyntävällä ANSYS Workbench-ohjelmistolla. Ohjelmistolla laskemisen lisäksi yksinkertaisia tapauksia laskettiin käsin lujuusopin ja statiikan kaavoja hyödyntäen. Suurin osa mittausalustaan tulevista komponenteista suunniteltiin valmistetavaksi Fortacolla. Osa komponenteista oli kuitenkin helpompi hankkia valmiina, kuin valmistaa itse. Hankinnalla säästettiin valmistus- ja suunnittelukustannuksissa. Raportissa paneuduttiin jokaiseen hankittavaan osaan ja valittiin sopivin malli.
Opinnäytetyön pohjalta voidaan valmistaa akseleiden säteisheiton mittaamiseen soveltuva alusta. Raportti sisältää kaikki tarvittavat dokumentit ja tiedot valmistukseen liittyen. Opinnäytetyö sisältää ainoastaan mittausalustan suunnittelun ja valmistamiseen liittyvät dokumentit. Itse valmistuksen ajankohtaan tai toteuttamiseen raportissa ei oteta kantaa. Mittausalustalle asetetut vaatimukset ja tavoitteet täyttyivät. Kuitenkin, mittausalustan käyttöön liittyviä parannuksia on ilmennyt suunnittelun loppuvaiheissa. Näistä osa saatetaan toteuttaa jälkeenpäin. Seuraavissa versioissa keskitytään parantamaan valmistettavuutta ja lisäämään alustan liikuteltavuutta.
Mittausalustan suunnittelu aloitettiin tutkimalla erilaisia vaihtoehtoja toteuttaa akselin säteisheiton mittaaminen. Vastaavaa laitetta ei ole aiemmin valmistettu, joten oikeanlaisen konseptin keksiminen oli ensimmäinen vaihe suunnitteluprosessissa. Konseptien suunnittelussa huomioitiin mittausalustalle asetetut vaatimukset ja tavoitteet. Opinnäytetyössä mittausalusta mallinnettiin Solidworks CAD-mallinnusohjelmalla. Jokaisen komponentin kestävyys mitoitettiin tietokoneavusteisella, elementtimenetelmiä hyödyntävällä ANSYS Workbench-ohjelmistolla. Ohjelmistolla laskemisen lisäksi yksinkertaisia tapauksia laskettiin käsin lujuusopin ja statiikan kaavoja hyödyntäen. Suurin osa mittausalustaan tulevista komponenteista suunniteltiin valmistetavaksi Fortacolla. Osa komponenteista oli kuitenkin helpompi hankkia valmiina, kuin valmistaa itse. Hankinnalla säästettiin valmistus- ja suunnittelukustannuksissa. Raportissa paneuduttiin jokaiseen hankittavaan osaan ja valittiin sopivin malli.
Opinnäytetyön pohjalta voidaan valmistaa akseleiden säteisheiton mittaamiseen soveltuva alusta. Raportti sisältää kaikki tarvittavat dokumentit ja tiedot valmistukseen liittyen. Opinnäytetyö sisältää ainoastaan mittausalustan suunnittelun ja valmistamiseen liittyvät dokumentit. Itse valmistuksen ajankohtaan tai toteuttamiseen raportissa ei oteta kantaa. Mittausalustalle asetetut vaatimukset ja tavoitteet täyttyivät. Kuitenkin, mittausalustan käyttöön liittyviä parannuksia on ilmennyt suunnittelun loppuvaiheissa. Näistä osa saatetaan toteuttaa jälkeenpäin. Seuraavissa versioissa keskitytään parantamaan valmistettavuutta ja lisäämään alustan liikuteltavuutta.