Porakruunun vaihtajan suunnittelu DD-laitteisiin

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli luoda peränporauslaitteisiin porakruunun vaihtaja, joka mahdollistaa porakruunujen vaihdon ilman, että laitteen operaattori joutuu vaihdon yhteydessä poistumaan laitteen ohjaamosta. Työssä suunniteltiin peränporauslaitteen syöttölaitteisiin kiinnitettävä lisävaruste, joka on mahdollista kiinnittää ilman syöttölaitteen muokkaamista. Opinnäytetyö tehtiin Sandvik Mining and Construction Oy:lle, joka on osa Sandvik-konsernia. Sandvik Mining and Construction Oy valmistaa globaalisti erilaisia kaivos- ja louhintalaitteita. Sandvikin peränporauslaitteiden, eli DD-laitteiden, suunnittelu ja valmistus tehdään yhtiön Tampereen toimipisteellä.

Työn tavoitteena oli suunnitella helppokäyttöinen ja tehokas porakruunun vaihtaja, jonka asentaminen ei vaadi muutoksia laitteen nykyiseen rakenteeseen. Työssä toteutettiin porakruunun vaihtajan suunnittelu lähtien laitteen vaatimusten määrittämisestä ja edeten laitteen konseptoinnin kautta prototyyppien mallintamiseen ja mittapiirrosten tekemiseen. Opinnäytetyössä paneuduttiin teoreettisesti peränporauslaitteiden käyttötarkoituksiin ja tuotekehityksen eri vaiheisiin. Pääpaino työssä oli porakruunun vaihtajan rakenteen suunnittelussa niin, että se olisi helppo ja tehokas käyttää, sekä mahdollisimman yksinkertainen valmistaa. Lisäksi työssä paneuduttiin eri materiaalien tutkimiseen ja niiden hyödyntämiseen laitteen toiminnassa.

Tällä hetkellä porakruunun vaihtajan prototyypin osat ovat tilattuina ja prototyypin FAT-testien on tarkoitus alkaa toukokuun alussa. FAT-testien kautta pystytään siirtymään yhä lähemmäksi tuotantoa varten suunniteltua, lopullista tuotetta. Valmiin tuotteen on tarkoitus parantaa operaattorin turvallisuutta ja myös nopeuttaa porausoperaatiota ja näin parantaa koko laitteen tehokkuutta. Tuotteen tulee lisätä laitteen käytön kustannustehokkuutta ja turvallisuutta ja näin lisätä laitteen käyttöarvoa asiakkaan näkökulmasta katsottuna.

The purpose of this thesis was to create a drill bit changer for development drills that makes possible to change drill bit in a way that machines operator doesn’t have to exit cabin during the change. Objective was to design an accessory that is possible to attach to development drills feed without any modifications to feed. The thesis was made for Sandvik Mining and Construction Oy which manufactures globally different types of mining and quarry machines. Sandvik development drill’s designing and manufacturing takes place in company’s Tampere site.

Objective of this work was to design an easy-to-use and efficient bit changer which attachment doesn’t require any modifications to machine’s current configuration. Project implemented the design process of the bit changer starting from defining equipment’s requirements and proceeding through equipment’s concept designing to modelling prototypes and making dimensional drawings. The thesis delved theoretically into use of developments drills and different stages of product designing. Main focus of the thesis was in bit changer’s structural designing so that it is easy and efficient to use and as simple as possible to manufacture and assemble. The thesis also delved into research of different kind of materials and utilization of them in the product.

At this moment the bit changer concept’s parts are ordered and prototype’s FAT-testing is intended to start in May. Throughout FAT-testing it is possible to move closer to production version of the bit changer. The purpose of the finished product is to improve machine operator’s safety and also to make drilling operation more efficient. The product must increase cost-efficiency and safety related to machine’s use and this way add value to machine’s user.