Conceptual design of a scaling boom
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2020-12-14
Department
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
44+2
Series
Abstract
Scaling is an essential process in underground mining to maintain safety. Purpose of the scaling is to remove unsafe and loose rock from roof and wall surfaces of a tunnel. Nowadays, mechanised mobile equipment is increasingly used, as manual scaling by using the bar is hazardous and laborious. However, current trends in the mining industry demand new technologies and solutions from manufacturers. They have to respond to the customers’ needs to gain a competitive edge over other equipment manufacturers in order to succeed in the market. Due to outdated technology of the current machine, a need for a new scaling machine and boom has been identified. In response to this need, the thesis compiles requirements list, develops new scaling boom layouts and selects for further development the most appropriate layout in terms of current standards and customers’ requirements. In order to accomplish this, the thesis uses a systematic design process for task clarification and conceptual design of three boom layouts, their evaluation and selection. The evaluation of three developed layouts was obtained by using multibody simulations. In addition to the product development team, colleagues and customer’s personnel were requested to monitored testing, the purpose of which was to gather more evaluation data to be analysed and used in support of the selection. The concept selection was performed by the development team after the data of monitored testing were tabulated and analysed. The result of the process indicated that compared to the current situation, all of the developed concepts would have been significant improvements, providing superior manoeuvrability of the boom and visibility to the tool.Rusnaus on maanalaisen kaivostoiminnan tärkeä prosessi, joka ylläpitää kaivoksen turvallisuutta. Rusnauksen tarkoituksena on poistaa vaarallinen ja irtoava kallioaines tunnelin katto- ja seinäpinnoilta. Nykyään rusnaukseen käytetään mekanisoituja rusnauskoneita kasvavissa määrin, sillä käsin rusnauskangella tehtävä työ on vaarallista ja työlästä. Nykyajan trendit kaivosteollisuudessa vaativat laitevalmistajia kehittämään uusia teknologioita ja ratkaisuja vastaamaan asiakastarpeisiin, saadakseen kilpailuetua muihin valmistajiin nähden ja siten menestyäkseen markkinoilla. Uuden rusnauskoneen ja –puomin tarve tunnistettiinkin aiemman koneen vanhentuneesta teknologiasta. Vastatakseen tähän tarpeeseen, tässä työssä koostettiin vaatimuslista, kehitettiin sen pohjalta uusia puomin layouteja ja valittiin jatkokehitykseen sopivin layout, joka parhaiten vastaa nykypäivän vaatimuksia ja asiakastarpeita. Jotta tähän päästiin, työ noudatti systemaattisen tuotekehitysprosessin kahta ensimmäistä vaihetta, tehtävän määrittelyä ja konseptisuunnittelua kolmelle puomikonseptille, niiden arvioimiselle ja konseptivalinnalle. Puomikonseptien arviointi suoritettiin monikappalesimulaattorilla. Projektitiimin lisäksi muita ihmisiä pyydettiin ohjattuun puomikonseptien testaukseen, minkä avulla kerättiin lisää arviointidataa tukemaan konseptien vertailua ja valintaa. Konseptivalinta suoritettiin projektitiimin kesken sen jälkeen, kun kaikki kerätty testausdata oli käsitelty ja analysoitu. Työn tulos osoittaa sen, että kaikki kehitetyt konseptiehdotelmat olisivat tuoneet merkittävästi parannusta nykytilanteeseen. Kehitystä tulisi erityisesti puomin käsiteltävyyden ja työkalun näkyvyyden osalta, joiden parantamiseen nykytilanteesta keskityttiin.Description
Supervisor
Viitala, RaineThesis advisor
Kaatrasalo, TeroKeywords
scaling, scaling boom, conceptual design, multibody simulation