Pika-Bertta 1200:n hydraulinen kauhankääntö : Hydraulisen kauhankäännön mekanismin ja työkalukiinnikkeen suunnittelu

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena on suunnitella ja valmistaa tarvittavat osat yksi-toimisen ja osittain mekaanisen etukuormaajan muuttamiseksi täysin hydrauliikkakäyttöiseksi. Osittain mekaanisesti ohjatussa kuormaajassa käyttö rajautuu lähinnä lumitöihin ja hiekan ja soran lastaamiseen, koska kauhan hallittu kallistaminen on mahdotonta. Lisäksi erilaisten työlaitteiden vaihtaminen on hankalaa työkalukiinnikkeen puuttuessa. Suunnittelutyössä pyritään luomaan mekaniikka, jossa sylinterien voima jakautuisi tasaisesti koko kauhan kallistusliikkeen matkalle. Rakenteessa pyritään käyttämään yleisesti saatavilla olevia varaosia mahdollisuuksien mukaan. Haasteena työssä on nykyaikaisista etukuormaajista poikkeava rakenne. Aisaston kapeneva rakenne rajoittaa komponenttien sijoittelua ja kokoa. Työn teoriaosassa käydään lyhyesti läpi traktorin hydrauliikkaa ja siihen liittyviä komponentteja sekä tekniikkaa. Teoriaosassa käydään läpi myös suunnitteluun vaikuttavaa lujuusoppia. Varsinaisessa työosassa käydään läpi suunnittelun vaiheet, komponentti- ja materiaalivalinnat sekä tarvittavien osien valmistaminen. Työosassa käydään myös läpi valmiiden komponenttien muokkaaminen sekä uusien osien asentaminen kuormaajan aisastoon. Asennettavien osien sekä muutettujen rakenteiden lujuutta tarkkaillaan rasituskokeilla.

The purpose of this thesis was to design a mechanism and manufacture the parts required for converting a single acting, and partly mechanic, old front loader to a full hydraulic and double acting system. In a partly mechanic loader, the use is limited mainly to loading snow, sand and dirt as the controlled tilting of the bucket is impossible. Updating the loader with a tool attachment and dual action hydraulics expands the usage of the loader. The goal was to design and create a working mechanism for bucket tilting. The mechanism should divide force equally from the cylinder to the tool in full movement. For safe and smooth operation, the force of the tilting mechanism should be equivalent to the maximum lifting capacity of the loader. The unique and old-school design of this loader caused some challenges with the modifications. The loader arms were not straight and parallel, and the lack of space limited the possibilities to add new components. In the theoretical part of the thesis, tractor hydraulics and related components and technology were reviewed briefly. Also strength calculation and the structural strength of the design were examined. The practical part of the work involved the planning stages, component design and material choices, and the manufacturing of the necessary parts. The structural strength of the new and the modified parts of the loader were inspected for safety and proper function.