Betonipumpun puomin tuotekehitys

Abstract

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli M17 -betoninpumpun puomin tuotekehittäminen. Työn toimeksiantaja oli betoninkuljetus- ja pumppauslaitteita valmistava Saraka Oy. M17 on Sarakan malliston pienin puomi. Opinnäytetyön päätavoitteet olivat puomin toisen nivelen uudelleensuunnittelu, sylinterin siirtäminen toisesta elementistä ensimmäiseen elementtiin, puomin massan ja valmistuskustannusten vähentäminen. Opinnäytetyön tutkimusosuudessa käsitellään asioita, jotka vaikuttavat betonipumpun puomin suunnitteluun. Siinä on esitetty lyhyesti muutamia standardeja, jotka määrittelevät puomin ominaisuuksia ja sen suunnittelua. Myös muiden puomivalmistajien ratkaisuja on esitetty tutkimusosassa. Puomin tuotekehitys aloitettiin luomalla kolme versiota parannetusta M17 -puomista. Nämä versiot luotiin SolidWorks 3D -suunnitteluohjelmalla. Jokaisen version hyödyt ja haitat määriteltiin ja paras versio valittiin tuotekehityksen pohjaksi. Ennen valintaa tehtiin laskelmia puomin akselitappeihin kohdistuneista voimista. M17 -puomin teräslaadut vaihdettiin teräslaatuun, jolla on suurempi myötölujuus kuin alkuperäisillä teräslaaduilla. Teräslaatujen vaihtaminen mahdollisti teräslevyjen seinämävahvuuden pienentämisen, jonka ansiosta puomin massa aleni. Opinnäytetyön lopuksi tehtiin laskelmat vakauden todentamisesta esimerkkikokoonpanossa. Siihen kuului kallistusmomentin laskeminen ja kallistusreunapiirros Saraka City -järjestelmästä. Opinnäytetyön tuloksena saatiin 3D -malli kehitetystä M17 -puomista.

The objective of this Thesis was the product development of the M17 concrete placing boom. The work was commissioned by Saraka Oy, which manufactures concrete mixers and pumps. M17 is the smallest boom in Saraka´s range of models. The main goals of the Thesis were re-engineering the second joint of the boom, moving the cylinder from the second to the first element and reducing the weight and the manufacturing costs. The theory part of the Thesis deals with issues which influence designing of the concrete placing boom. It presents some standards which define the features or designing of the boom. Solutions from some other boom manufacturers are also presented in the theory part. Product development of the M17 boom started with creating three suggestions for the improved M17 boom. These versions were created by SolidWorks 3D CAD design software. Benefits and drawbacks of each version were analyzed and the best version was selected as to basis of product development. Some strength calculations affecting the axle stubs were made before the selection. Steel grades of the M17 boom were also changed to a grade which has higher yield strength than the originals had. Steel grade changes allowed reducing sheet thickness which reduced the mass of the boom. An example calculation of stability was also made at the end of the Thesis. It included tilting moment calculations and tilting edge drawing for the Saraka City pump mixer. A 3D model of the improved M17 boom was created by SolidWorks as the result of this thesis.