Akkukäyttöisen hydrauliikkakoneikon testauslaitteisto

Abstract

Kestävän kehityksen ja sähköistymisen siirtyessä entistä vahvemmin myös työkonepuolelle, vaaditaan yrityksiltä tuotekehitystä sähköistettyihin tuotteisiin siirtymiseksi kilpailukyvyn varmistamiseksi myös tulevaisuudessa. Työn toimeksiantajana toimii Bronto Skylift Oy Ab. Toimeksiantajalla on akkukäyttöinen hydrauliikkakoneikko tuotekehitysvaiheessa, jonka testaaminen valmiissa nostolavassa on todettu taloudellisesti kannattamattomaksi.

Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli aloittaa akkukäyttöisen hydrauliikkakoneikon testaukseen sopivan testauslaitteiston suunnittelu. Testauslaitteistolla on tarkoitus kuormittaa koneikon hydrauliikkapumppua, jotta koneikon ominaisuuksia, kuten energiatehokkuutta ja melutasoa voitaisiin tutkia. Testauslaitteiston tulisi olla teknisiltä ominaisuuksiltaan sellainen, että sillä voidaan luoda nostolavalaitetta vastaavia kuormitustilanteita mahdollisimman realistisesti ja keskenään vertailukelpoisesti. Suunnittelun määrääviä parametreja olivat toimeksiantajan tietyn nostolavalaitteen tekniset tiedot, johon koneikko on suunniteltu.

Teoriaosuuksissa käsitellään testauslaitteiston mitoituksen teoriaa, eri hydraulipumpputyyppejä ja erilaisia hydrauliikkatestauslaitteistoja. Mitoitusosuudessa arvioidaan järjestelmän lämpöenergian tuotto ja mitoitetaan jäähdytystarve sekä putkistohalkaisijat. Suunnitteluosuudessa esitellään laadittu hydrauliikkakaavio ja tehdään pääkomponenttien alustavat valinnat.

Työn lopputuloksena saatiin pääparametrien laskennat, jäähdytystarpeen mitoitus, hydrauliikkakaavio ja alustavat komponenttivalinnat. Työn lopputulosten perusteella voidaan päätellä, että itse toteutettu testauslaitteisto on todennäköisesti yritykselle taloudellisesti kannattavampi vaihtoehto kuin markkinoilla saatavilla olevat kaupalliset laitteet. Työtä eteenpäin jatkaessa seuraavat työvaiheet olisivat järjestelmän simulointi, kustannusarvion laatiminen ja mekaanisen suunnittelun vaiheen aloittaminen. Luottamuksellinen aineisto on opinnäytetyön liitteinä, jotka ovat poistettu julkisesta raportista yrityssalaisuuden suojelemiseksi.

As sustainable development and electrification is growing part of the machine industry, companies are forced to advance their product development towards electric products to maintain their competitiveness. The client for this thesis is Bronto Skylift Oy Ab. Client has their own battery powered hydraulic system in development process, but it has been prohibitively expensive to conduct tests when the system is installed on complete aerial platform unit.

The goal of this thesis was to start designing suitable test rig for testing the battery powered hydraulic system. Test rig should be able to apply load to the pump for examining hydraulic systems properties like noise level and energy consumption. The test rig should simulate working scenarios of aerial platforms, while measurement results remain as comparable as possible. The design parameters were determined based on the working parameters of the aerial platforms for which the hydraulic system was built.

System dimensioning, available hydraulic pump types and different hydraulic test rigs are introduced at theory phases of the work. Dimensioning phase introduces the generation of thermal energy, cooling requirements and piping dimensioning. The hydraulic diagram and preliminary component choices are introduced in the design phase of the work.

As final results, main parameter calculations, cooling requirements, hydraulic diagram and preliminary component choices were obtained. Based on the results of this work, a self-designed and manufactured test rig is likely to be more cost-effective than purchasing a ready unit from the market. This conclusion is drawn from results the work. Continuing the work requires simulation, budgeting estimations and starting of mechanical design phase. Confidential material is attached as appendices that are removed from the public version of the report to protect business secrets.