Hydraulisylinterin korvaaminen sähköisellä toimilaitteella työkonekäytössä

Abstract

Työ toteutettiin taustatutkimustyönä Tampereen ammattikorkeakoulun tutkimus- ja kehityshanketta varten, jossa automatisoidaan Avant-merkkinen pienkuormaaja. Työn tavoitteena oli selvittää, voidaanko hydraulisylinteri korvata sähköisellä toimilaitteella työkonekäytössä. Taustalla työssä vertaillaan hydraulisia ja pneumaattisia sylintereitä sähkökäyttöisiin sylintereihin voimanlähteenä.

Tietoa työhön kerättiin komponentteja valmistavien yritysten sivuilta sekä tutkimalla alaan liittyviä blogeja ja artikkeleita. Tutkimus- ja kehityshanketta varten selvitettiin pienkuormaajan nostosylinterin mitat sekä mekaaniset kyvyt, joiden avulla etsittiin mahdollisia sähkösylintereitä, jotka pystyisivät korvaamaan hydraulisen sylinterin.

Työssä selviää, että sähköinen sylinteri pystyy tuottamaan yhtä paljon voimaa ja toimimaan jopa nopeammin kuin hydraulinen sylinteri työkonekäytössä. Voimantuoton tarpeen kasvaessa sähköisen sylinterin fyysinen koko kasvaa huomattavasti isommaksi kuin hydraulisen sylinterin, joka voi aiheuttaa haasteita sovituksessa työkoneisiin. Pohdinnan perusteella tki-hankeeseen toimivin ratkaisu olisi ottaa yhteyttä joko Hydac Oy tai Norrhydro Oyj yrityksiin, koska he tarjoavat kattavan valikoiman sähkösylintereitä sekä järjestelmään muita tarvittavia laitteita ja komponentteja.

Opinnäytetyön tuloksia hyödyntämällä Tampereen ammattikorkeakoulu pystyy tki-hankeessa selvittämään mitä sähkösylintereitä käyttää projektissa, sekä lisäämään henkilökunnan tietoisuutta sähköisistä toimilaitteista. Työstä on apua hydraulisesta sylinteristä sähköiseen vaihtamista pohtiville tai niille, jotka harkitsevat voisiko se olla uusi vaihtoehto. Työssä ei perehdytä sähköjärjestelmissä muihin tarvittaviin komponentteihin, joten työtä jatkojalostettaessa näihin olisi hyvä kiinnittää huomiota.

The objective of this study was to gather information about how to replace hydraulic cylinder with an electric actuator in machine operation. This study was carried out as part of Tampere University of Applied Sciences research and development project. In the background, the work compares hydraulic and pneumatic cylinders to electrically operated cylinders as a power source.

The data for the work was collected from the websites of component manufacturing companies and by researching blogs and articles related to the field. For the research and development project, the dimensions and mechanical capabilities of the skid-steer loader’s lifting cylinder were determined, which were used to search for possible electric cylinder that could replace the hydraulic cylinder.

These results suggest that the electric cylinder can produce as much force and work even faster than a hydraulic cylinder in machine operation. The most effective solution for the research and development project would be to contact either Hydac Oy or Norrhydro Oyj, because they offer a comprehensive selection of electric cylinders as well as other necessary equipment and components for the system.

By utilizing the results of the thesis, Tampere University of Applied Sciences will be able to find out which electric cylinders to use in the project, as well as increase the staff’s awareness of the electronic actuators. This thesis is helpful for those who are considering changing from a hydraulic cylinder to an electric one or those who are considering whether it could be a new option.