Tavarapyörän etujousituksen suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyössä suunniteltiin jousitus Muksubussi Oy:n tavarapyörän etupyöriin. Työn tavoitteena oli valita ja suunnitella jousitusmenetelmä, jousikomponentit ja jousituksen piirustukset. Valintoja ja suunnittelua rajasivat työn tilaajan toiveet ja vaatimukset jousitusmatkasta, koosta, huoltovapaudesta ja kustannuksista.

Työ aloitettiin jousitusmenetelmän valinnasta, jossa vertailtiin neljää eri jousitusmenetelmää työn tilaajan toiveiden ja vaatimusten pohjalta. Vertailun perusteella luotiin vertailutaulukko ja valittiin jousitusmenetelmäksi erillisjousitettu rengas, koska rakenteen hyödyt vastaavat työn tilaajan toiveita ja rakenteella saavutetaan haluttuja ominaisuuksia tavarapyörän monille käyttösovelluksille. Tämän jälkeen tehtiin jousikomponenteille valitsemistaulukko jousivakion, vaimennusvakion ja jousen pituudesta, jotka määritettiin tavarapyörän maksimimassan mukaan. Lopuksi tutkittiin bump steer -ilmiötä yksinkertaisella mallilla ja uudestaan kokonaan suunnitellusta kokoonpanon 3D-mallista. Bump steer -ilmiön tulokset huononivat, kun mittaus toistettiin kokoonpanon 3D-mallista, sillä jousen kiinnitys alatukivarteen osoittautui haastavaksi epäsymmetrisellä alatukivarrella. Myös kaarrekäyttäytymistä tutkittiin valmiista kokoonpanosta mittaamalla kääntösäteet jousen pituuksilla 271 mm ja 245 mm. Rungon ja alatukivarren jousen kiinnitys osien lujuutta arvioitiin FEA-analyysillä.

Opinnäytetyössä tuotettiin piirustukset kaikista jousituksen osista ja taulukko tilattavista osista. Alkuperäisestä rungosta pystyttiin hyödyntämään raidetangon pidennystä lukuun ottamatta kaikki alkuperäiset ohjauksen osat, kuten alkuperäiset renkaat, olka-akselit sekä pyörännavat. Työn tuloksena tuotettu jousituskokoonpano on paras mahdollinen kompromissi bump steer -ilmiön ja kaarrekäyttäytymisen näkökulmasta hyödyntämällä alkuperäistä runkoa ja osia laajamittaisesti.