Monitoimikoneen ratavarustuksen kehittäminen

Abstract

Opinnäytetyön taustalla oli Lännen Tractors Oy:n tarve kehittää monitoimikoneissa käytettävää ratapyörästöä vastaamaan nykyisiä määräyksiä sekä käyttöolosuhteiden vaatimuksia. Lännen monitoimikoneiden ratavarustuksessa käytetään hydrostaattista voimansiirtoa, jonka välityksellä voima välittyy dieselmoottorista kiskopyöriin rataolosuhteissa työskennellessä.

Työssä selvitettiin aiemman kokoonpanon suoritusarvot, vertailtiin mahdollisia vaihtoehtoja kehityskohteiden parantamiseksi sekä suoritettiin tarpeellinen laskenta ja suunnittelu ratapyörästön parantamiseksi. Työn tavoitteena oli selvittää tarvittavat muutokset, jotta ratapyörästö vastaa uusia ratatyökonemääräyksiä. Lisäksi tavoitteena oli lisätä kiskopyöriltä saatavaa vetovoimaa sekä lisätä jarrujen tehoa, jotta päästäisiin lyhyempiin jarrutusmatkoihin. Työn tuloksena saatiin kehitysratkaisut näiden tavoitteiden saavuttamiseksi.

Työssä tehtyjen laskelmien ja vertailujen perusteella aiemmat ratapyörästön hydraulimoottorit olivat liian pienet käytettäväksi suurempien kiskopyörien kanssa. Kiskopyörien kasvattamisen aiheuttaman suuremman vetovoimatavoitteen saavuttamiseksi ratapyörästöön täytyy vaihtaa suuremmat hydraulimoottorit. Uusiin hydraulimoottoreihin pystytään lisäämään rumpujarrut, joiden tuottamaa jarrutustehoa laskettiin ja vertailtiin eri variaatioista saatuja tuloksia vaatimuksiin. Lopputuloksena saatiin tarvittavat komponentit ja toimenpiteet, joiden avulla ratapyörästö saadaan päivitettyä vastaamaan työn tavoitteita ja vaatimuksia.

Saatujen lopputulosten avulla päästiin asetettuihin tavoitteisiin. Tulevaisuudessa parempia suoritusarvoja haluttaessa myös koneen muita osa-alueita ja komponentteja täytyy päivittää. Työkoneissa käytetään monia muitakin tehonsiirtotapoja hydraulisen tehonsiirron lisäksi, joten esimerkiksi sähkötekniikka on otettava huomioon eri vaihtoehtoja tarkasteltaessa. Tehonsiirtotapoja yhdistelemällä saadaan aikaiseksi useita vaihtoehtoja nykyaikaisen ja energiatehokkaan työkoneen voimansiirtojärjestelmän toteuttamiseksi. Julkisesta raportista on poistettu luottamuksellinen aineisto.

Background of this study was a need of Lännen Tractors Oy for developing multipurpose backhoe loader’s rail equipment to fulfill new regulations and working condition requirements. To meet these requirements, purpose of this study was to sort out different possibilities for improving the development targets of rail equipment. Objectives of this study were to find out necessary changes to gain more pulling force from rail wheels, to improve braking force to achieve shorter stopping distances, and to fulfill new regulations that affect railway working machines.

All necessary information to make calculations about rail equipment were collected by reading books and articles about the subject and investigating the data about the machine and rail equipment that was collected before. With that information the calculations were performed to get performance characteristics of the old assembly and different possibilities of a new assembly. Given results were compared with each other and to given objectives to find out the best choice.

As a final outcome there were obtained necessary components and procedures to refresh the rail equipment to meet objectives and requirements that were set to this study. To gain more pulling force, hydraulic motors need to be changed to bigger ones. Due to new regulations, rail wheels must have a bigger diameter than before. But to gain a sufficient top speed when working with rail equipment, they need to be bigger than regulations describe. New hydraulic motors can be mounted with integrated drum brakes, which will make the stopping forces to be adequate.

To achieve more performance also some of machine’s other components and systems need to be updated. There are also possibilities to combine different types of power transmission, as the electric systems are becoming more common even in working machine use. By combining different solutions to enforce drivetrain of rail equipment, there are several possibilities to have a modern and energy efficient system for using multipurpose backhoe loader at railway conditions.