Construction analysis of a stacker crane

Abstract

Lähtökohtana diplomityöhön on halu keventää hyllystöhissin rakennetta. Työn tarkoituksena on analysoida erään hyllystöhissin kokoonpanoa ja selvittää teoreettisia keinoja, joilla sitä on mahdollista keventää. Työ on eräänlainen esiselvitys ennen kuin tuotekehitysprojekteja keveämmän rakenteen kehittämiseksi käynnistetään.

Rakennetta tutkitaan aluksi laadittavan tuotemallin perusteella. Tuotemalliin tallennetaan kaikki rakenteeseen kuuluvat osat ja kokoonpanot, joiden tiedot kerätään CAD-piirustuksista. Mallin avulla tutkittavia seikkoja ovat osien painot ja lukumäärät kokoonpanoittain. FEM-simuloinneilla tutkitaan nostovaunun ja mastojen jäykkyyttä.

Tuotemallin ja lujuusanalyysin perusteella pystyttiin osoittamaan, että nostovaunun ja kääntöpöydän rakenteet ovat liian raskaat ja heikentävät hissin hyötysuhdetta. Työssä keskityttiin erityisesti niiden tutkimiseen. Nostovaunusta ja kääntöpöydästä kehitettiin konsepti, jonka vaikutus koko konstruktion painoon on noin 10 %.

Alkuperäisenä tavoitteena oli löytää keinot, joilla rakenne kevenee jopa 40 % nykyisestä. Rakenteellisilla muutoksilla on mahdollista päästä noin 20 %:iin. Kevyempien materiaalien avulla tavoite on saavutettavissa, mutta haittana on materiaalikustannusten moninkertaistuminen.

Simuloinnin avulla rakennetta voidaan optimoida ja välttää ylijäykät ja painavat kokoonpanot. Simulointiohjelmiston hankkiminen ja sen käyttö suunnittelun ja tuotekehityksen apuna on tärkein suositeltava jatkotoimenpide.