Hitsattujen putkitelojen tuotannon kehittäminen

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2018-09-24
Department
Major/Subject
Mechanical Engineering
Mcode
ENG25
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
fi
Pages
61
Series
Abstract
Suurten nostojärjestelmien, esimerkiksi satamissa käytettävien konttinostureiden, köysiteloina käytetään yleisesti valssaamalla tai särmäämällä valmistettuja pitkittäishitsattuja teloja. Näillä valmistustavoilla teloihin voi jäädä merkittävää seinämänpaksuusvaihtelua, jonka seurauksena teloihin aiheutuu epätasapainoa. Etenkin valssatuilla kappaleilla telojen seinämä voi jäädä ohueksi pitkittäishitsisauman kohdalta, mikä on epäedullista telojen väsymislujuuden kannalta. Telojen mitoituskriteereihin vaikuttaa käyttökohteen kuormitustyyppi. Teloilla, joiden käyttöiän aikana on vähän nostoista ja laskuista aiheutuvia kuormitussyklejä, tärkeimmät mitoituskriteerit ovat telan staattinen jännitysraja ja taivutusjäykkyys. Korkea kuormitussyklien määrä käyttöiän aikana edellyttää puolestaan telan mitoitusta väsymisen mukaan. Tässä tutkimuksessa kehitettiin telojen heittomittaukseen perustuva mittaus- ja laskentajärjestelmä, jonka avulla telojen asemointi sorvattaessa pyritään optimoimaan telan toiminnallisten vaatimusten mukaan. Telojen erilaiset vaatimukset huomioitiin telan keskiönsiirron laskennassa. Järjestelmä kehitettiin myös laskemaan approksimaatio telan sorvauksen jälkeisestä staattisesta epätasapainosta heittomittausten perusteella. Approksimaation tarkkuutta tarkasteltiin vertaamalla tuloksia tasapainotuskoneen antamiin tuloksiin. Tulokset osoittivat, että tutkimuksessa kehitetty mittausjärjestelmä soveltuu hitsattujen putkitelarakenteiden kuten köysitela-aihioiden keskiönsiirron laskentaan sekä staattisen tasapainotuksen approksimointiin sorvauksen yhteydessä edellyttäen, että aihion seinämänpaksuusvaihtelu on alhaista heittoon nähden.

Roll bent or pressed, longitudinally welded tube rolls are commonly used as cable drums of large lifting systems such as cargo container cranes used in harbours. In many cases, these manufacturing methods lead to a significant wall thickness variation in the drums, which causes unbalance. Especially roll bending can also lead to cases, where the wall of the drum is left thin at the location of the longitudinal weld seam, which is disadvantageous in terms of the fatigue strength of the drum. The design criteria of the cable drums are influenced by the loading of the system over its operating life. For cable drums, which are subject to few loading cycles caused by the lifting and lowering of cargo, the most important design criteria are the working load limit and bending stiffness. Meanwhile a high amount of loading cycles over operating life demands a design prioritizing the fatigue properties of the drum. In the present study, a run-out measurement based system was developed for calculating the optimal alignment of a roll for turning according to the functional requirements of the roll. The system was also developed to calculate an approximation of the static unbalance of the roll after turning based on the run-out measurements. The accuracy of the approximation was studied by comparing the results to the results obtained with a balancing machine. The results suggest that the developed measurement system can successfully be utilized for aligning welded tube rolls and approximating the static residual unbalance during the turning process, when the original wall thickness variation of the roll before turning is low in relation to the run out of the roll.
Description
Supervisor
Kuosmanen, Petri
Thesis advisor
Viitala, Raine
Keywords
nostojärjestelmä, köysitela, heitto, roottorin tasapainottaminen, staattinen epätasapaino, väsyminen
Other note
Citation