Influence of manufacturing differences to flatness of bolted joints

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Date
2023-01-23
Department
Major/Subject
Mechanical Engineering
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
137+40
Series
Abstract
This work examines different manufacturing processes to fabricate bolted joints of the large steel structures of rubber-tired gantry (RTG) cranes used for container handling. The bolted joints of the RTG cranes connect two horizontal main girders with four vertical legs through joint flanges which are welded to main box structures. The joint flange weldments are manufactured without post-weld surface machining of the joint flanges. Fabrication requires skilled manufacturing to result high quality components to fulfill set up flatness tolerances for the joint flanges. Different manufacturing processes are utilized for steel structure production since the fabrication is carried out in several different locations by different subcontractors to produce similar structures. The differences of the manufacturing processes were studied by observations during a factory visit and by interviewing local experienced manufacturing supervisors. The knowledge of the manufacturing processes and procedures in different phases of the fabrication was gathered to allow comparison and analyzing the differences in processes. Analysis of the processes resulted to recommendations to clarify and improve certain working instructions. Comparison of the process differences resulted in recommendations to prefer certain working methods to minimize the level of angular deformation in order to reduce the need of rework. Weldment designs were studied resulting to proposals to consider certain changes. An optimized process was created to serve as a base if manufacturing implementation would be considered in a new fabrication location to support process planning. This work is most beneficial for evaluating current state of the fabrication methods in specific fabrication locations and to encourage to implement the best practices to current production.

Tämä työ tarkastelee konttien käsittelyyn tarkoitettujen kumipyöräisten pukkinosturien (RTG) suurten teräsrakenteiden pulttiliitosten valmistamisessa käytettyjä erilaisia valmistusprosesseja. RTG nostureiden pulttiliitokset yhdistävät kaksi vaakasuorassa olevaa pääkannatinta neljään pystysuoraan jalkaan pulttilaippaliitosten kautta, jotka on hitsattu laatikkorakenteisiin kiinni. Nämä hitsatut pulttilaippaliitokset valmistetaan ilman hitsauksen jälkeistä pulttilaippapintojen jyrsimistä. Valmistus vaatii taitavaa valmistusosaamista, jotta saadaan aikaan korkealaatuisia tasomaisuustoleranssit täyttäviä liitoslaippoja. Teräsrakenteiden tuotannossa hyödynnetään erilaisia valmistusprosesseja, sillä tuotantoa tapahtuu eri valmistuspaikoissa eri alihankkijoiden suorittamana samanlaisten rakenteiden tuottamiseksi. Valmistusprosessien eroja tutkittiin sekä tehdaskäynnin aikana havainnoimalla että haastattelemalla paikallisia kokeneita valmistuksen valvojia. Tietoa kerättiin sekä valmistusprosesseista että käytetyistä menetelmistä valmistuksen eri vaiheissa mahdollistamaan vertailu ja prosessien erojen analysointi. Prosessien analysointi johti suosituksiin tiettyjen työohjeiden täsmentämiseksi ja parantamiseksi. Prosessien erojen vertailu johti suosituksiin tiettyjen työmenetelmien suosimiseksi minimoimaan kulmamuodonmuutoksen suuruutta ja täten vähentämään lisätyön tarvetta. Hitsattujen rakenteiden suunnittelua tutkittiin, mikä johti ehdotuksiin ottamaan huomioon tietyt muutosehdotukset. Optimoitu prosessi luotiin toimimaan pohjana, jos valmistuksen toteuttamista harkittaisiin uudessa valmistuspaikassa prosessin suunnittelun tukemiseksi. Tämä työ on hyödyllisin arvioitaessa valmistusmenetelmien nykytilaa tietyissä valmistuspaikoissa ja kannustamisessa ottamaan parhaaksi havaittuja käytäntöjä mukaan nykyiseen tuotantoon.
Description
Supervisor
Vilaca, Pedro
Thesis advisor
Purhonen, Tero
Keywords
welding, angular deformation, bolted joint, RTG, weldment
Other note
Citation