Työkonekäyttöisen etuauran suunnittelu ja lujuustarkastelu

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella, tehdä lujuustarkasteluita sekä tuottaa tarvittavat valmistuspiirustukset työkonekäyttöiselle etuauralle. Auran rakenteissa pyrittiin uusiokäyttämään mahdollisimman paljon rautatavaraa ja komponentteja. Suunnittelun lähtökohtana olivat tilaajan toiveet sekä tilaajan oma romurautavarasto. Suunnittelu aloitettiin kartoittamalla tilaajan toiveet sekä tilaajalla olemassa oleva rauta- ja komponenttivarasto. Esisuunnitteluvaiheessa selvitettiin mahdollisia ratkaisuja auran rakentamiseen yhdessä toimeksiantajan kanssa. Muutamista eri vaihtoehdosta valittiin parhaat ominaisuudet, joita alettiin suunnitella toimivaksi kokonaisuudeksi. Kun aura oli lähes kokonaan suunniteltu, tehtiin auralle FEM-analyyseja. Analyyseilla pyrittiin kartoittamaan kriittisimpien kohtien kestävyyttä suurimpien jännitysten sekä väsymisen suteen. Suunnittelussa käytettiin Creo Parametric 2.0 3D-suunnitteluohjelmistoa. Opinnäytetyön tuloksena saatiin valmistuskuvat auralle sekä lujuusanalyyseja sen kriittisimmissä kohdissa. Lujuusanalyysien perusteella auraan tehtiin joitakin muutoksia. Muutosten jälkeen puskulevyn tulisi kestää kohtuullista rasitusta hyvin.

The aim of this thesis was to engineer, to do strength calculations, and to produce engineering drawings for a tractor-operated front plough. The customer's own steel and components were reused in the process of designing the structures of the plough as much as possible. The starting point for the engineering was the customer's initial request and the desire to use and to utilise the customer's own warehouse of scrap iron.

First, the engineering started by surveying the customer's wishes and by making an inventory of the customer's steel and component stock. Second, the possible solutions to the plough’s construction were examined with the customer in the pre-engineering phase. As a result, the best features were picked out from a few different solutions, which were then compiled into a single functional entity. Last, when the design for the plough was almost finished it underwent a series of FEM-analyses which focused on the most critical points of its structure. These analyses were used to map the plough’s highest tensions and also its fatigue resistance. The engineering was carried out with Creo Parametric 2.0 3D-product design program. As a result of this thesis, the plough’s engineering drawings and the FEM-analyses from the most critical points of the structure were produced. Based on the FEM-calculations, some changes on the structures of the plough were made. After these changes the structure was strengthened and, therefore, it should withstand a fair amount of strain.