Sidontapisteiden testauspenkin rakennesuunnittelu
Kuparinen, Joonas (2024)
2024
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202404308434
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202404308434
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli suunnitella sidontapisteiden testauspenkin rakenne. Sidontapisteiden testauspenkillä tuli pystyä testaamaan sidontapisteitä standardin SFS-EN 12640:2019 vaatimusten mukaisesti. Opinnäytetyön asettaja oli Pieksämäkeläinen Piako Oy, joka on etsinyt laitetta sidontapisteiden testaukseen. Sidontapisteiden testauspenkki vakinaistaa sidontapisteiden testauslaitteen. Penkin piti olla turvallinen käyttää, joka täyttää laitteelta vaaditut turvallisuusvaatimukset.
Ennen penkin suunnittelua perehdyttiin vaatimuksiin, mitä ominaisuuksia penkiltä vaaditaan, jonka jälkeen tutustuttiin standardeihin, mitkä määräävät koneenrakentamisessa vaadittavat reunaehdot. Suunnittelun alkuvaiheessa rakenteesta piirrettiin käsin erilaisia mahdollisia rakenteita, joista kerättiin hyvät ideat talteen, joita lähdettiin kehittämään. Penkin rakenne mitoitettiin käsin statiikkaa, lujuusoppia ja Eurocode 3-standardia soveltaen. Sidontapisteiden testauspenkin rakenteen 3D-malli luotiin SolidWorks-ohjelmistolla ja Rakenteen lujuus tarkastettiin FEM-analyysin avulla. Laitteen turvallisuuteen perehdyttiin konedirektiiviä 2006/42/EY apuna käyttäen. Testauspenkin suunnittelussa on pyritty vikasietoisuuteen ja rakenteelliseen varmuuteen. Laskelmissa on käytetty raportissa kuvattuja yksinkertaistuksia. Esimerkiksi rakenteellisia epätäydellisyyksiä ei ole otettu huomioon FEM-analyysissä. Rakenteen stabiliteettia on tavoiteltu valitsemalla käytettyihin profiileihin kompakteja poikkileikkauksia lommahdusten välttämiseksi. Pilarimaisten rakenneosien nurjahduskestävyys on varmennettu Eurokoodi 3:n mukaisin käsin laskelmin. Edellä kuvattujen puutteiden ja lopullisen toteutettavan konstruktion mahdollisten suunnittelussa käytetyistä oletuksista poikkeavien ratkaisujen takia testauspenkin rakenteen toimivuus ja turvallisuus tulee vielä varmistaa hallituissa olosuhteissa testaamalla ennen käyttöönottoa.
Opinnäytetyön tuloksena saatiin Sidontapisteiden testauspenkin rakennemalli, jonka ympärille yritys voi suunnitella hydrauliikan ja penkki voidaan ottaa käyttöön. Opinnäytetyössä ei perehdytty hydrauliikan suunnitteluun, jotka vaikuttavat lopulliseen riskienarvointiin ja penkin käyttöohjeiden laatimiseen. Opinnäytetyö onnistui hyvin, mutta paljon kehitettäviä asioita varmasti löytyy.
Ennen penkin suunnittelua perehdyttiin vaatimuksiin, mitä ominaisuuksia penkiltä vaaditaan, jonka jälkeen tutustuttiin standardeihin, mitkä määräävät koneenrakentamisessa vaadittavat reunaehdot. Suunnittelun alkuvaiheessa rakenteesta piirrettiin käsin erilaisia mahdollisia rakenteita, joista kerättiin hyvät ideat talteen, joita lähdettiin kehittämään. Penkin rakenne mitoitettiin käsin statiikkaa, lujuusoppia ja Eurocode 3-standardia soveltaen. Sidontapisteiden testauspenkin rakenteen 3D-malli luotiin SolidWorks-ohjelmistolla ja Rakenteen lujuus tarkastettiin FEM-analyysin avulla. Laitteen turvallisuuteen perehdyttiin konedirektiiviä 2006/42/EY apuna käyttäen. Testauspenkin suunnittelussa on pyritty vikasietoisuuteen ja rakenteelliseen varmuuteen. Laskelmissa on käytetty raportissa kuvattuja yksinkertaistuksia. Esimerkiksi rakenteellisia epätäydellisyyksiä ei ole otettu huomioon FEM-analyysissä. Rakenteen stabiliteettia on tavoiteltu valitsemalla käytettyihin profiileihin kompakteja poikkileikkauksia lommahdusten välttämiseksi. Pilarimaisten rakenneosien nurjahduskestävyys on varmennettu Eurokoodi 3:n mukaisin käsin laskelmin. Edellä kuvattujen puutteiden ja lopullisen toteutettavan konstruktion mahdollisten suunnittelussa käytetyistä oletuksista poikkeavien ratkaisujen takia testauspenkin rakenteen toimivuus ja turvallisuus tulee vielä varmistaa hallituissa olosuhteissa testaamalla ennen käyttöönottoa.
Opinnäytetyön tuloksena saatiin Sidontapisteiden testauspenkin rakennemalli, jonka ympärille yritys voi suunnitella hydrauliikan ja penkki voidaan ottaa käyttöön. Opinnäytetyössä ei perehdytty hydrauliikan suunnitteluun, jotka vaikuttavat lopulliseen riskienarvointiin ja penkin käyttöohjeiden laatimiseen. Opinnäytetyö onnistui hyvin, mutta paljon kehitettäviä asioita varmasti löytyy.