Käärintäkoneen kehän pyörityslaitteiston suunnittelu ja mitoitus

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin Oy M.Haloila Ab:lle. Oy M.Haloila Ab on yksi maailman johtavista täysautomaattisten lavankäärintäkoneiden valmistajista. Octopus-konemallit ovat olleet markkinoilla jo yli 30 vuotta, ja ne olivat ensimmäisiä kehärakenteella toimivia täysin automaattisia lavankäärintäkoneita. Opinnäytetyössäni tavoitteena oli suunnitella ja mitoittaa Octopus GP1580T -mallin kehän pyörityslaitteisto. Lisäksi tuli arvioida kehää kannattelevien polyuretaanipyörien määrä riittävän kantavuuden saavuttamiseksi. Työn teoriaosuudessa käsitellään suurelta osin lattahihnojen ja sähkömoottorien mitoitusta kiihtyvyyden kannalta. Sähkömoottoreiden ja lattahihnojen mitoituksessa toisiinsa sopiviksi tulee huomioida komponenttien asettamat rajoitukset. Työssä rajoitettuna oli lattahihnan leveys. Kapea lattahihna nostaa hihnan ominaistehonsiirtokyvyn tarvetta. Ominaistehonsiirtokyvyn kasvattaminen tarkoittaa käytännössä hihnan paksuuden kasvattamista. Tämä kasvattaa pienintä mahdollista hihnan taivutussädettä, joka vaikuttaa sähkömoottorin ja kehän välityssuhteeseen. Välityssuhteen kasvaessa nousee myös moottorin tehon tarve kiihdytyksessä. Työn lopulla havaittiin komponenttien kasvavan liian suuriksi. Liian suuret komponentit johtuivat tiukoista lähtöarvoista. Työn lopulla verrattiin jo olemassa olevan koneen kiihtyvyyttä ja havaittiin, että se ei pääse täyteen nopeuteensa halutulla matkalla. Lisäksi käyttöön halutaan ottaa uudentyyppiset synkronimoottorit, joilla on monia etuja perinteisiin kolmivaiheoikosulkumoottoreihin verrattuna. Myös synkronimoottorien suoritusarvoja verrattiin jo olemassa olevaan konemalliin. Työn lopputuloksena saatiin arvioitua moottorien todellisia suorituskykyjä. Laskennat on aiemmin teetetty yrityksen ulkopuolella, ja nyt yritykselle saatiin moottorien ja lattahihnojen mitoitukseen soveltuva excel-taulukko. Moottorivaihtoehtoja mitoitettiin lopuksi useita eri kriteerien mukaan. Jokaiselle moottorille löytyy sopiva lattahihna. Polyuretaanipyörien mitoituksessa havaittiin, että on tarpeellista harkita pyörien lisäämistä riittävän tukivoiman saavuttamiseksi.

Bachelor’s thesis was commissioned by Oy M.Haloila Ab. Oy M.Haloila Ab is one of the greatest manufacturer of automatic pallet wrapping machines in the world. Octopus machine models have been on the market more than 30 years. This Bachelor’s thesis concentrates on new model GP 1580T and thesis aim was to design and measure the ring rotation system. The theory part discusses flat belt design and electric motor design in acceleration. Components must be compatible with each other. The belt width was limited to 50mm in this study. A narrow belt increases the characteristic power transfer capacity of the belt. High power transfer capacity increases the belt thickness. High belt thickness increases the diameter of traction pulley and wide traction pulley reduces the transmission ratio. In turn low transmission ratio increases the power required from the electric motor. During the study it was noticed that the components were too large to use the acceleration of the existing model was fast enough. An additional, aim was to take new type synchronous motors in use. Synchronous motors have many advantages when compared to three-phase induction electric motors. Before this study the electric motors were designed outside of the company. As part of this thesis the commissioner received an Excel table to dimension electric motors and flat belts. The study dimensioned several electric motors with different requirements.