Valetun keinuvivun suunnittelu LH410-lastauskoneeseen
Keskinen, Aaro (2021)
Keskinen, Aaro
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021061916417
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2021061916417
Tiivistelmä
This thesis was commissioned by Sandvik Oy. Its purpose is to design a cast swing lever for LH410 loader to replace the current swing lever created through welding.
The current swing lever design may break, when the bucket of the loader is subjected to great loads. The welds create weak spots in the structure, from which cracks begin to spread. The purpose of this work is to design a new cast swing lever that can endure great loads.
First several swing lever concepts were created and evaluated with SolidWorks program. The most promising swing lever concepts were modelled with Siemens NX program. Teamcenter program was used to study the LH410 loader and the current swing lever design. The swing lever models were combined with the loader model for FEM-simulation using SpaceClaim program. FEM-simulations were performed with ANSYS program. Two of the concepts were also evaluated through casting simulations, which were performed by Peiron Foundry.
The result of the work was a cast swing lever concept that in simulations fulfills the set requirements, enduring great loads and reaching the required service life. Tämä opinnäytetyö luotiin Sandvik Oy:lle. Sen tarkoituksena on suunnitella valettava keinuvipu LH410-lastauskoneeseen korvaamaan nykyinen hitsaamalla toteutettu rakenne.
Nykyinen hitsattu keinuvipu voi murtua, kun lastauskoneen kauhaan kohdistuu suuri kuormitus. Hitsisaumat muodostavat heikon kohdan, josta murtuma lähtee leviämään. Valetulla keinuvivulla päästään eroon hitsaussaumoista ja saadaan siten aikaan kestävämpi kappale. Opinnäytetyön tarkoituksena on suunnitella valamalla valmistettava keinuvipu, joka kykenee kestämään suuret kuormitukset.
Ensiksi luotiin ja arvioitiin useita keinuvipukonsepteja SolidWorks ohjelmalla. Lupaavimmat keinuvipukonseptit mallinnettiin Siemens NX ohjelmalla. LH410-lastauskonetta ja nykyistä keinuvipua tutkittiin Teamcenter ohjelman avulla. SpaceClaim ohjelmaa käytettiin mallien yhteen liittämiseen kuormaajan mallien kanssa FEM-simulointia varten. ANSYS ohjelmaa käytettiin mallien arvioimiseen FEM-simulaatioilla. Konsepteja arvioitiin myös valusimuloinnilla, jonka suoritti Peiron Valimo.
Työn lopputuloksena syntyi tavoitteet täyttävä valettu keinuvipukonsepti, joka simulaatioissa kestää kestää suuret kuormitukset ja saavuttaa vaaditun käyttöiän.
The current swing lever design may break, when the bucket of the loader is subjected to great loads. The welds create weak spots in the structure, from which cracks begin to spread. The purpose of this work is to design a new cast swing lever that can endure great loads.
First several swing lever concepts were created and evaluated with SolidWorks program. The most promising swing lever concepts were modelled with Siemens NX program. Teamcenter program was used to study the LH410 loader and the current swing lever design. The swing lever models were combined with the loader model for FEM-simulation using SpaceClaim program. FEM-simulations were performed with ANSYS program. Two of the concepts were also evaluated through casting simulations, which were performed by Peiron Foundry.
The result of the work was a cast swing lever concept that in simulations fulfills the set requirements, enduring great loads and reaching the required service life.
Nykyinen hitsattu keinuvipu voi murtua, kun lastauskoneen kauhaan kohdistuu suuri kuormitus. Hitsisaumat muodostavat heikon kohdan, josta murtuma lähtee leviämään. Valetulla keinuvivulla päästään eroon hitsaussaumoista ja saadaan siten aikaan kestävämpi kappale. Opinnäytetyön tarkoituksena on suunnitella valamalla valmistettava keinuvipu, joka kykenee kestämään suuret kuormitukset.
Ensiksi luotiin ja arvioitiin useita keinuvipukonsepteja SolidWorks ohjelmalla. Lupaavimmat keinuvipukonseptit mallinnettiin Siemens NX ohjelmalla. LH410-lastauskonetta ja nykyistä keinuvipua tutkittiin Teamcenter ohjelman avulla. SpaceClaim ohjelmaa käytettiin mallien yhteen liittämiseen kuormaajan mallien kanssa FEM-simulointia varten. ANSYS ohjelmaa käytettiin mallien arvioimiseen FEM-simulaatioilla. Konsepteja arvioitiin myös valusimuloinnilla, jonka suoritti Peiron Valimo.
Työn lopputuloksena syntyi tavoitteet täyttävä valettu keinuvipukonsepti, joka simulaatioissa kestää kestää suuret kuormitukset ja saavuttaa vaaditun käyttöiän.