Tarttujan lujuustarkastelu
Heinänen, Mikko (2021)
Heinänen, Mikko
2021
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105067489
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202105067489
Tiivistelmä
Opinnäytetyön aiheena oli tarttujan lujuustarkastelu. Opinnäytetyö tehtiin ulvilalaisen Paprotec Oy:n toimeksiannosta. Paprotec on erikoistunut teollisuusrobottisovelluksiin.
Työtä rajattiin niin, että lujuustarkastelu tehtiin vain tietyille aiemman tiedon perusteella kriittisiksi tiedetyille osille. Lisäksi selvitettiin koko tarttujan muodonmuutokset. Työssä käytettiin apuna nosturistandardia SFS-EN 13001-1 ja päätyökaluna oli Ansys Workbench -ohjelma, mutta myös SolidWorks oli työssä käytössä.
Tarkastelussa tuli ottaa huomioon useat eri kuormitustapaukset, koska tarkasteltavaa tarttujaa voidaan käyttää eri kokoisten paperirullien siirtelyyn. Tarttujasta ei ollut vielä tehty prototyyppiä, joten tuli myös tarkastella, mistä materiaaleista se voitaisiin valmistaa. Tarkasteltaviksi materiaaleiksi valikoituivat teräs S355 ja 2024-T4 alumiini. Tutkittiin myös teräksen S690QT soveltuvuutta tiettyjen osien materiaaliksi.
Tarttujan kaikkien tarkasteltavien osien jännityshuiput alittivat materiaalien myötörajat. Kuormituksessa syntyvät muodonmuutokset eivät osoittautuneet niin suuriksi, että ne haittaisivat tarttujan käytettävyyttä. Väsymiskestävyys muodostui ratkaisevaksi tekijäksi tarkastelussa. Teräkset olivat väsymisominaisuuksiltaan sellaisia, että kaikki tarkasteltavat osat saavuttivat tarttujalta vaaditun käyttöiän. Alumiinista 2024-T4 valmistettuna tarttuja ei saavuttanut vaadittua käyttöikää.
Työtä rajattiin niin, että lujuustarkastelu tehtiin vain tietyille aiemman tiedon perusteella kriittisiksi tiedetyille osille. Lisäksi selvitettiin koko tarttujan muodonmuutokset. Työssä käytettiin apuna nosturistandardia SFS-EN 13001-1 ja päätyökaluna oli Ansys Workbench -ohjelma, mutta myös SolidWorks oli työssä käytössä.
Tarkastelussa tuli ottaa huomioon useat eri kuormitustapaukset, koska tarkasteltavaa tarttujaa voidaan käyttää eri kokoisten paperirullien siirtelyyn. Tarttujasta ei ollut vielä tehty prototyyppiä, joten tuli myös tarkastella, mistä materiaaleista se voitaisiin valmistaa. Tarkasteltaviksi materiaaleiksi valikoituivat teräs S355 ja 2024-T4 alumiini. Tutkittiin myös teräksen S690QT soveltuvuutta tiettyjen osien materiaaliksi.
Tarttujan kaikkien tarkasteltavien osien jännityshuiput alittivat materiaalien myötörajat. Kuormituksessa syntyvät muodonmuutokset eivät osoittautuneet niin suuriksi, että ne haittaisivat tarttujan käytettävyyttä. Väsymiskestävyys muodostui ratkaisevaksi tekijäksi tarkastelussa. Teräkset olivat väsymisominaisuuksiltaan sellaisia, että kaikki tarkasteltavat osat saavuttivat tarttujalta vaaditun käyttöiän. Alumiinista 2024-T4 valmistettuna tarttuja ei saavuttanut vaadittua käyttöikää.