Modulaarisen hybridiohjatun hydraulisen magneettigeneraattorin jatkokehitys
Pantsar, Antti (2013)
Pantsar, Antti
Tampereen ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305179252
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201305179252
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia modulaarisen hybridiohjatun hydraulisen magneettigeneraattorin (HMGE) jatkokehitysmahdollisuuksia. Työ toteutettiin Dynaset Oy:lle ja sen tarkoituksena oli saada vielä prototyyppiasteella oleva 20 kW:n HMGE kehitettyä vaaditulle tasolle tuotannon aloittamiseksi. Työn toteutushetkellä tuotannossa olivat jo pienemmät 6 kW:n ja 10 kW:n HMGE:t.
HMGE on hydrauliikan voimalla toimiva työkoneen lisälaite, jota voidaan käyttää esimerkiksi kaivinkoneissa tai puomillisissa kuorma-autoissa. HMGE tuottaa hydrauliikan voimalla metallinkäsittelymagneetille magnetointitehon metallitavaran käsittelyyn. HMGE:n avulla metallitavaran käsittely käy helposti esimerkiksi romuttamoilla tai purkutyömailla, joissa metallitavaran käsittelyn ja lajittelun täytyy sujua helposti ja nopeasti. Työkoneen lisälaitteena HMGE on tehoonsa nähden hyvin kompakti eikä rajoita työkoneen muuta käyttöä.
Työssä perehdytään HMGE:n kuormituksen aikana toteutuvaan laitteen liialliseen lämpenemiseen. Käytönaikainen liiallinen lämpeneminen johtaa lopulta HMGE:n käyttökatkoihin ja materiaalin käsittelyn keskeytymiseen. Työssä suunniteltiin ja toteutettiin HMGE:n kuormituskoe, josta nähtiin sen käytönaikainen liiallinen lämpenemä. Kuormituskokeen tulosten ja teorian perusteella ratkaistiin tarvittavat rakennemuutokset. Kuormituskokeessa todettiin HMGE:n rakenteessa olevan useita käytönaikaiseen liialliseen lämpenemään vaikuttavia asioita. Teoreettisella määrityksellä todettiin, että alkuperäisen jäähdytystavan toteutuksen olevan liian tehoton kuormituksen vaatimuksiin. Näiden määritysten perusteella suunniteltiin tarvittavat rakennemuutokset jäähdytystehon kasvattamiseksi lämpenemän vaatimalle tasolle. Rakennemuutoksia suunniteltaessa oli otettava huomioon laitteen käyttökohteen asettamat fyysisen koon rajoitukset sekä tuotannonaikaiset kustannusvaikutukset.
Tämän opinnäytetyön tulosten perusteella on tarkoitus toteuttaa muutokset 20 kW:n HMGE:n rakenteeseen. Rakennemuutosten toteuttamisen jälkeen suoritettavalla kuormitusmittauksella varmistetaan laitteen toiminta, minkä jälkeen laite on valmis siirrettäväksi tuotantoon. Tulosten perusteella aloitetaan myös suurempien HMGE:iden suunnittelu. Tuotteen jatkokehitystarpeet selviävät myöhemmin suoritettavien kuormituskokeiden tulosten sekä asiakkailta saatujen käyttökokemusten perusteella.
HMGE on hydrauliikan voimalla toimiva työkoneen lisälaite, jota voidaan käyttää esimerkiksi kaivinkoneissa tai puomillisissa kuorma-autoissa. HMGE tuottaa hydrauliikan voimalla metallinkäsittelymagneetille magnetointitehon metallitavaran käsittelyyn. HMGE:n avulla metallitavaran käsittely käy helposti esimerkiksi romuttamoilla tai purkutyömailla, joissa metallitavaran käsittelyn ja lajittelun täytyy sujua helposti ja nopeasti. Työkoneen lisälaitteena HMGE on tehoonsa nähden hyvin kompakti eikä rajoita työkoneen muuta käyttöä.
Työssä perehdytään HMGE:n kuormituksen aikana toteutuvaan laitteen liialliseen lämpenemiseen. Käytönaikainen liiallinen lämpeneminen johtaa lopulta HMGE:n käyttökatkoihin ja materiaalin käsittelyn keskeytymiseen. Työssä suunniteltiin ja toteutettiin HMGE:n kuormituskoe, josta nähtiin sen käytönaikainen liiallinen lämpenemä. Kuormituskokeen tulosten ja teorian perusteella ratkaistiin tarvittavat rakennemuutokset. Kuormituskokeessa todettiin HMGE:n rakenteessa olevan useita käytönaikaiseen liialliseen lämpenemään vaikuttavia asioita. Teoreettisella määrityksellä todettiin, että alkuperäisen jäähdytystavan toteutuksen olevan liian tehoton kuormituksen vaatimuksiin. Näiden määritysten perusteella suunniteltiin tarvittavat rakennemuutokset jäähdytystehon kasvattamiseksi lämpenemän vaatimalle tasolle. Rakennemuutoksia suunniteltaessa oli otettava huomioon laitteen käyttökohteen asettamat fyysisen koon rajoitukset sekä tuotannonaikaiset kustannusvaikutukset.
Tämän opinnäytetyön tulosten perusteella on tarkoitus toteuttaa muutokset 20 kW:n HMGE:n rakenteeseen. Rakennemuutosten toteuttamisen jälkeen suoritettavalla kuormitusmittauksella varmistetaan laitteen toiminta, minkä jälkeen laite on valmis siirrettäväksi tuotantoon. Tulosten perusteella aloitetaan myös suurempien HMGE:iden suunnittelu. Tuotteen jatkokehitystarpeet selviävät myöhemmin suoritettavien kuormituskokeiden tulosten sekä asiakkailta saatujen käyttökokemusten perusteella.