Kaivuvarustuksen suunnittelu puutavarakuormaimeen

Abstract

Tässä opinnäytetyössä suunniteltiin kaivuvarustus Kesla 152 -puutavarakuormaimeen. Kaivuvarustus mahdollistaa puutavarakuormaimen käytön pieniin maanrakennus- ja kaivamistöihin. Työn tavoitteena oli suunnitella, mallintaa, tehdä valmistuspiirustukset ja laatia kustannusarvio puutavarakuormaimeen kiinnitettävästä kaivuvarustuksen rakennekokonaisuudesta. Kaivuvarustuksen rakenteen tuli olla mahdollisimman kevyt, mutta silti kestävä.

Työn teoriaosassa perehdyttiin ultralujien rakenneterästen ominaisuuksiin ja käyttökohteisiin koneenrakennuksessa, jotta kaivuvarustuksen osien materiaalivalinta helpottuisi. Suunnittelutyö aloitettiin vertailemalla ja tutkimalla jo olemassa olevia puutavarakuormaimiin saatavia kaivuvarustuksia. Mekaniikkasuunnittelussa perehdyttiin kaivuvarustuksen eri osakokoonpanojen suunnitteluun. Rakenteen liikuttamiseen määritettiin oikeankokoiset hydrauliikkasylinterit. Liikkuviin niveliin valittiin sopiva laakerointi. Rakenteen lujuustarkastelu suoritettiin tekemällä lujuusanalyysi kahdelle eri levyosalle. Kaivuvarustuksen kustannusarvio laadittiin materiaaleista, komponenteista ja tarvikkeista. Osien mallinnus ja lujuusanalyysit suoritettiin SolidWorks 3D -ohjelmistolla.

Työn tuloksena on käyttövalmis suunnitelma kaivuvarustuksen valmistamiseksi. Se sisältää työpiirustukset, CAD-mallit sekä kustannusarvion. Kaivuvarustukseen suunniteltiin kauhan sivuttaiskallistus, joka lisää kaivuvarustuksen käytettävyyttä. Työssä suoritetun kustannusarvion mukaan kyseinen laite on mahdollista valmistaa edullisesti verrattuna tehdasvalmisteisiin kaivureihin tai kaivuvarustuksiin. Kaivuvarustuksesta tullaan tilaajan toimesta valmistamaan prototyyppi.