Selection of hydraulic components in crane applications

Abstract

Hydraulijärjestelmien suunnittelun nopeuttamiseksi ja järjestelmien toimivuuden takaamiseksi tulee nosturiyrityksen suunnittelijalla olla riittävästi tietoa nosturihydrauliikan erityispiirteistä. Nostureissa on paljon toimintoja, jotka toteutetaan hydrauliikan avulla. Hydraulijärjestelmät tilataan nostureihin alihankkijoilta, jotka ovat vastuussa toimittamistaan komponenteista ja järjestelmän toimivuudesta. Tämän työn avulla suunnittelijan, joka on perehtynyt hydrauliikkaan vain vähän, tulisi pystyä helposti ja nopeasti valitsemaan sopivia hydraulikomponentteja järjestelmiin sekä tarkastamaan alihankkijoiden suunnitelmat.

Hydrauliikan perusteoriat ja yhtälöt on kerätty kirjallisuudesta. Hydraulivalmistajien esitteitä ja nosturiyrityksen dokumentteja ja kokemuksia on käytetty liittämään teoriaa käytäntöön ja antamaan esimerkkejä. Työhön on sisällytetty myös havainnollistavia esimerkkejä nosturihydrauliikasta. Nostureiden eri hydraulikomponenteille on määritelty useita minimivaatimuksia, joita on kirjattu tähän työhön.

Työhön on koottu nosturiyrityksen kannalta tärkeimpien hydraulikomponenttien valinnassa tarvittavat tiedot ja suunnittelussa huomioonotettavat asiat. Mukaan on otettu hydraulisylinterien, hydraulimoottoreiden, pumppujen, sähkömoottorin, nesteen, putkistojen, letkujen ja venttiilien valintaan liittyviä asioita. Tietojen avulla suunnittelijan tulisi pystyä välttämään ainakin osa ongelmista, joita nostureiden hydraulijärjestelmissä esiintyy.

Työssä on vertailtu laskentamenetelmiä, joita voidaan käyttää hydraulisylinterin nurjahduksen laskennassa. Vertailussa havaittiin, että suurilla sylinterin hoikkuusluvuilla, ei ole tuloksen kannalta juurikaan merkitystä sillä mitä menetelmää käytetään. Pienillä hoikkuusluvun arvoilla, alueella jossa Eulerin yhtälö ei enää päde, voidaan vielä käyttää ns. Eurocode 3:n mukaista menetelmää. Kirjallisuudessa esitetään monia yhtälöitä putkien painehäviöiden laskemiseksi. Työssä havaittiin, että suunnittelijalle riittää käytännössä vain muutama yhtälö. Lopuksi on tarkasteltu laskemalla erään nosturin hydrauliputkien väsymistä ja teorian vastaavuutta käytäntöön.