Louhintakoneen vesitykin ohjauksen esisuunnittelu

Abstract

Työn tavoitteena oli tehdä esisuunnitelma louhintakoneen vesitykin ohjausjärjestelmän uusimiseksi vastaavan vanhan järjestelmän pohjalta Tapojärvi Oy:lle. Tapojärvellä on useita konemalleja, joihin muutostyö voitaisiin toteuttaa eri kaivoksilla Suomessa sekä Ruotsissa. Vesitykin ohjausjärjestelmä on osoittautunut epäluotettavaksi. Ohjaukseen käytettävän sähkömoottorin muoviset hammasrattaat eivät kestä vedenpaineesta aiheutuvia rasituksia. Kaivosympäristön kosteassa ilmastossa sähköiset komponentit hapettuvat aiheuttaen niiden rikkoutumisen. Louhintakoneen ja sen vesitykin toimintaan perehdyttiin Kittilän kaivoksessa todellisessa käyttöympäristössä ja myös etäkokouksessa. Opinnäytetyössä hyödynnettiin tietojärjestelmiä, digitaalisia suunnittelutyökaluja ja internetistä haettua aihepiiriin kirjallisuutta. Työn alkuvaiheessa muodostui käsitys, että työ kannattaa toteuttaa hydraulisilla toimilaitteilla ja komponenteilla, sillä ne ovat tarpeeksi kestävä ja toimintavarmoja kyseiseen työympäristöön.

Yleisen vaatimusmäärittelyn pohjalta määriteltiin esisuunnittelussa ohjausjärjestelmän päätoiminnot ja komponentit. Hydrauliikkaan perustuvan ohjausyksikön runkorakenne ja toimilaitteiden kiinnitykset suunniteltiin ja mallinnettiin CAD-ohjelmiston avulla. Toteutusta varten määriteltiin ohjausjärjestelmässä tarvittavat keskeisimmät komponentit, joita ovat hydrauliikkamoottorit, virtauksen säätöventtiili ja suuntaventtiili sähköohjaukselle. Tällä varmistettiin ohjausjärjestelmän alustava toteutuskelpoisuus. Tämän esisuunnitelman jatkotoimenpiteet ovat muun muassa komponenttien lujuuslaskenta, hydrauliikkakomponenttien tarkempi mitoitus, prototyypin valmistus ja hydraulisen järjestelmän käyttöönottoon liittyvä toiminnallinen testaus sekä käyttökokemuksien hankinta.

Esisuunnittelun tuloksena saatiin hahmotelma louhintakoneen vesitykin ohjausjärjestelmän uusimiseksi. Uutuutena ehdotetussa suunnitelmassa on se, että ohjauksessa käytetyt sähkömekaaniset toimilaitteet korvataan pääasiassa hydraulisilla toimilaitteilla, jolloin vesitykin ohjauksesta saadaan luotettavampi. Tämän esisuunnitelman pohjalta Tapojärvi Oy:llä on hyvät lähtökohdat halutessaan toteuttaa louhintakoneidensa vesitykkien ohjausjärjestelmän uusiminen