Metsätyökoneen voitelusuunnitelma
Nurminen, Jukka (2018)
Nurminen, Jukka
Tampereen ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018060412341
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018060412341
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin John Deere Forestry Oy:lle, maailman suurimmalle metsätyökoneiden valmistajalle. Opinnäytetyö syntyi tarpeesta määrittää voiteluaineen tarve metsätyökoneen laakereille. Tässä työssä on perehdytty tribologiaan eli kitkan, kulumisen ja voitelun teoriaan ja tutkittu eri kulumisprosesseja ja voitelumekanismeja. Voitelutarpeen määrittämisessä on perehdytty asiantuntijoiden ohjeistuksiin ja materiaaliin. Tavoitteena oli muodostaa teoreettinen malli, jonka mukaan erityyppisten laakereiden voiteluaineen tarvetta voidaan mitoittaa. Tässä opinnäytetyössä keskityttiin rasvan käyttöön voiteluaineena, jonka lainalaisuudet eivät ole samat kuin öljyllä.
Työn tuloksena saatiin voiteluaineen määrät eri laakerityypeille. Nykyisen rasvausjärjestelmän syöttämät voiteluainemäärät olivat tapauskohtaisesti joko yli tai alle teoreettisten tulosten. Koneen rungon ja hytin tapauksessa, jossa käytetään suureksi osaksi nivellaakereita, voiteluainetta syötettiin usein yli laakerin tarvitseman määrän. Koneen puomin tapauksessa liukulaakerit eivät saaneet tarpeeksi voiteluainetta. Silmämääräisen arvion mukaan laakereiden liiallinen rasvoittuminen on ongelma samoissa kohteissa, joihin laskentatulokset viittaavat.
Laakereiden kuluminen aiheutuu liukupinnoilla voitelun puutteesta johtuvasta pintojen hankauksesta tai ulkoisesta liasta. Vierintälaakereilla suurin ongelma on vierintäpintojen väsyminen. Työkoneiden nivelien voitelumekanismit keskittyvät rajavoitelun alueelle, kun liike pintojen välillä ei ole tasaista. Vierintälaakereilla voitelu on elastohydrodynaamista pienen kosketuspinta-alan ja verrattain suurten voimien vuoksi. Rasvalle tarkoitetut ohjeistukset voiteluaineen määrästä ovat suppeampia öljyvoiteluun verrattuna. Rasvan ominaisuuksien takia voiteluaineen kulutuksen laskentaan vaadittiin omat laskentakaavat, jotka ovat suuntaa-antavia. Työn tuloksiin voidaan olla tyytyväisiä ja ne antavat lähtökohdat voitelujärjestelmän kehittämiselle. Tässä opinnäytetyössä on luottamuksellista materiaalia, joka on poistettu julkisesta raportista.
Työn tuloksena saatiin voiteluaineen määrät eri laakerityypeille. Nykyisen rasvausjärjestelmän syöttämät voiteluainemäärät olivat tapauskohtaisesti joko yli tai alle teoreettisten tulosten. Koneen rungon ja hytin tapauksessa, jossa käytetään suureksi osaksi nivellaakereita, voiteluainetta syötettiin usein yli laakerin tarvitseman määrän. Koneen puomin tapauksessa liukulaakerit eivät saaneet tarpeeksi voiteluainetta. Silmämääräisen arvion mukaan laakereiden liiallinen rasvoittuminen on ongelma samoissa kohteissa, joihin laskentatulokset viittaavat.
Laakereiden kuluminen aiheutuu liukupinnoilla voitelun puutteesta johtuvasta pintojen hankauksesta tai ulkoisesta liasta. Vierintälaakereilla suurin ongelma on vierintäpintojen väsyminen. Työkoneiden nivelien voitelumekanismit keskittyvät rajavoitelun alueelle, kun liike pintojen välillä ei ole tasaista. Vierintälaakereilla voitelu on elastohydrodynaamista pienen kosketuspinta-alan ja verrattain suurten voimien vuoksi. Rasvalle tarkoitetut ohjeistukset voiteluaineen määrästä ovat suppeampia öljyvoiteluun verrattuna. Rasvan ominaisuuksien takia voiteluaineen kulutuksen laskentaan vaadittiin omat laskentakaavat, jotka ovat suuntaa-antavia. Työn tuloksiin voidaan olla tyytyväisiä ja ne antavat lähtökohdat voitelujärjestelmän kehittämiselle. Tässä opinnäytetyössä on luottamuksellista materiaalia, joka on poistettu julkisesta raportista.