Spänningsamplituder orsakade av stötar : påfrestning på stålbalk vid sammanstötning med timmerstock

Abstract

Inom timmersortering används olika metoder för att detektera timrets mått, geometri och defekter. Metoder som bl.a. används är laser, röntgen och kameror av olika slag för att med hjälp av algoritmer fastställa varje timmerstocks kvalitet individuellt.

Detta examensarbete är utfört åt Nordautomation Oy som har specialiserat sig bl.a. på timmersortering. Arbetets syfte var att reda ut hur man inom bolaget skall kunna analysera stötar som uppkommer av timmerstockar. Stort fokus sätts på stötar orsakade av fallande stockar. Detta eftersom en ny timmersorteringslinje som kommer att innefatta fallande timmerstockar från given höjd som ger upphov till kraftiga stötar på en stålbalk är under utveckling inom bolaget.

Första delen av arbetet går ut på att verifiera CAD-programmet Solidworks modul drop test mot teorin och tidigare gjorda tester. Andra delen fokuserar på att verifiera en layout som består av en två meter lång stålbalk med timmerbankar på vardera ända, denna stålbalk utsätts för fritt fallande timmerstockar från given höjd.

Resultatet för verifiering av modulen drop test, blev att det fungerade bra inom vissa ramar men hade stora begränsningar beträffande stötar orsakade av timmerstockar. Vad beträffar layouten som undersöktes så skulle jag inte rekommendera att gå vidare med den som den är i nuläget, utan ett nytt förslag utarbetades som bygger på teorin från detta examensarbete.

Tukinlajittelussa käytetään puutavaran mitan, geometrian ja vikojen tunnistamisessa erilaisia menetelmiä. Menetelminä käytetään muun muassa laseria, röntgeniä sekä erilaisia kameroita. Algoritmeilla voidaan määrittää tukkipuutavaran yksilöllinen laatu.

Tämä opinnäytetyö on tehty Nordautomation Oy:lle, joka on erikoistunut tukkien lajitteluun. Opinnäytetyön tavoitteena on selvittää, miten yritys pystyy analysoimaan tukinlajittelussa puutavarasta aiheutuvia iskuja. Painopisteenä on linjastolla putoavan puutavaran aiheuttamat iskut. Nordautomation Oy kehittää parhaillaan uudentyyppistä tukkilajittelulinjaa, jossa tietystä korkeudesta putoava tukkipuutavara aiheuttaa iskuja alla oleviin teräspalkkeihin.

Opinnäytetyön ensimmäisessä osassa verifioidaan Solidworks 3D CAD -ohjelman modul drop -testin teoriaa ja aikaisemmin tehtyjä testejä vastaan. Toisessa osassa keskitytään verifioimaan ulkoasua, joka koostuu yhdestä kahden metrin pituisesta teräspalkista, jossa on puutavarapankot molemmissa päissä. Tämä teräspalkki altistetaan tietystä korkeudesta vapaasti putoavaan tukkipuutavaraan.

Modul drop -testin verifioinnin tuloksena voitiin todeta, että linjasto toimii hyvin tiettyjen rajojen sisällä, mutta puutavaroista aiheutuvat iskut rajoittavat sen toimivuutta. Tutkimustulokset eivät puolla kyseisen konstruktion käyttöä jatkossa. Opinnäytetyön tulosten pohjalta laadittiin uusi ehdotus, joka tukee myös tässä työssä käytettyä teoriaa.

In log sorting, different methods are used to detect the log dimensions, geometry and defects. Methods such as lasers, x-rays and cameras of various kinds are used in order to determine the quality of each timber log individually using algorithms.

This bachelor's thesis project is done for Nordautomation Oy, which has specialized in inter alia on log sorting. The purpose of the work is to find out how to analyze impacts caused by logs. Major focus is put on impacts caused by falling logs, because a new log sorting line that will include falling logs from a given height on a steel beam is under development within the company.

The first part of the work is to verify the CAD-program Solidworks's module drop test against the theory and previous tests. The second part focuses on verifying a layout consisting of a two-meter-long steel beam with timber banks on each end, this steel beam being exposed to freely falling logs from a given height.

The result for verifying the drop test module was that it worked well within certain frames but had large limitations on impacts caused by logs. As for the layout that was examined, I would not recommend moving on with it in its currently state, but a new proposal was prepared which is based on the theory from this bachelor thesis.