Digitaalihydraulisen kiertolaitteen kehittäminen
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Ask about the availability of the thesis by sending email to the Aalto University Learning Centre oppimiskeskus@aalto.fi
Author
Date
2017-06-12
Department
Major/Subject
Koneensuunnittelu
Mcode
K3001
Degree programme
Konetekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
59
Series
Abstract
Kiertoliikettä voidaan tuottaa toimilaitteella, jossa työliikkeen suorittava mäntä on kytketty suurinousuiseen ruuviin, joka muuttaa aksiaalisen voiman ruuvin nousua vastaavaksi kiertymäksi. Tässä diplomityössä suunniteltiin ja valmistettiin monivaiheinen hydraulinen kiertotoimilaite, jonka toimintaperiaate oli esitetty työnantajayrityksen tekemässä patenttihakemuksessa. Suunnittelun ja valmistuksen ohella tuotettiin laskentamalleja tukemaan ymmärtämistä prototyypin toimintaperiaatteella toimivien laitteiden käyttäytymisestä. Lisäksi kehitysprosessista saatua tietoa voidaan hyödyntää prototyypin toimintaperiaatetta hyödyntävien laitteiden valmistuksessa. Suunnittelun lähtökohtana käytettiin patenttihakemuksen ja mahdollisen käyttökohteen kiertolaitteelle asettamia ominaisuus- ja suorituskykyvaatimuksia. Vaatimusten perusteella tutkittiin ja valittiin käytettävät teknologiat ja komponentit. Prototyypistä laadittiin Simulink-malli, jolla tutkittiin järjestelmän osakokonaisuuksien toimintaa ennen lopullista työpiirustusten laatimista. Patenttihakemuksen toimintaperiaatteen perusteella suunniteltiin yksityiskohtaisesti tarvittava mekaniikka. Suunnitteluprosessin jälkeen koelaite valmistettiin ja kokoonpantiin testausta varten. Prototyyppiä testattiin laboratorio-olosuhteissa, joissa se todettiin toimivaksi. Testien perusteella laite saavutti suunnittelun aikana arvioidun suorituskyvyn. Lopuksi annettiin suosituksia laitteen kehitystyön jatkamiseksi, jotka tähtäävät laitteen kehittämiseen todelliseen sovelluskohteeseen.The rotational movement can be produced by an actuator, which includes a hydraulic cylinder and piston. This system is coupled to the high-pitched screw, which converts the axial force into rotational movement. This thesis project designed and implemented a prototype multiphase hydraulic rotary actuator which utilises the working principle specified in the patent application by the employer. Calculation models were produced to support the understanding of the prototype behaviour. In addition, the information obtained in the process of development can be utilized in the production of similar devices. The design of the rotary device was based on characteristics and performance requirements of the patent application. Furthermore, the possible environmental conditions of the actuator were taken into consideration. The requirements were also used to select applicable technologies and components. Before producing a more detailed design, a Simulink model system was developed for studying the operating principle. The detailed actuator design followed the principles explained in the patent. After the design process, an experimental apparatus was constructed for testing purposes. The prototype was tested under laboratory conditions where it was found to function as planned. Based on the tests, the prototype reached the designed performance. Finally, this thesis offers recommendations for the further development of the device, which would allow the production of a fully functioning device for real-life purposes.Description
Supervisor
Pietola, MattiThesis advisor
Taajamaa, VilleKeywords
digitaalihydrauliikka, reaaliaikasimulointi, koneensuunnittelu, valmistustekniikka
