Lumiauran lisälaitteen suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyössä suunniteltiin ja rakennettiin lumiauraan lisättävästä laitteistosta prototyyppi, joka estää lumen kertymisen risteyksien ja liittymien kohdalle. Laitteistoa käytetään auraan liitetyn koneen ohjaamosta ja voima laitteistolle otetaan työkoneesta hydraulisesti. Työtehtäväksi rajattiin laitteiston suunnittelu luonnoskuvien pohjalta, 3D-mallinnos, mitoitus ja prototyypin valmistus. Voimansiirtotavaksi valittiin hydrauliikka. Voima otetaan työkoneen omasta lisähydrauliikasta letkuliitoksin laitteistoon. Työssä tutustuttiin aurauksen teoriaan ja nykyiseen käytössä olevaan laitteistoon. Aurauksen teoriaan sisältyivät talvihoitoon liittyvien töiden luokitukset. Luokituksia olivat liukkaudentorjunta, lumen auraus, tienpintojen tasaaminen, lumivallien poisto ja liikennemerkkien puhdistaminen. Laitteisto tarkastelussa keskityttiin erityyppisten aurojen ominaisuuksiin ja käyttötarkoituksiin. Työssä opiskeltiin myös 3D-skannausta ja SkyCiv-ohjelmiston käyttöä lujuustarkasteluun. 3D-skannauksen avulla saatavasta pistepilvestä pystyttiin suunnittelemaan laitteistosta 3D-malli Solidworks-ohjelmalla. Lujuustarkastelussa tutkittiin tässä työssä suunnitellun lisälaitteiston akselia ja kääntömekanismia. Prototyyppi rakennettiin alueauran ympärille. Valmistettavat komponentit teetettiin alihankintana konepajassa, hydrauliikkakomponentit ostettiin valmiina ja laitteisto koottiin itse. Laitteisto pyrittiin suunnittelemaan huoltovapaaksi, ja käyttämällä valmiita hydrauliikkakomponentteja suunnittelutyössä voitiin keskittyä mekaniikan suunnitteluun. Valmiiden osien käyttö madaltaa myös varaosakustannuksia. Prototyyppi valmistui huhtikuussa 2018, ja se esiteltiin tilaajalle huhtikuun lopulla. Opinnäytetyön lopputuloksena oli vaatimusten mukainen toimiva prototyyppi, jota on helppo alkaa kehittämään. Vaatimuksena oli toimeksiantajan patenttihakemuksen mukainen laitteisto. Auraa testattiin käytännön olosuhteissa syksyllä 2019. Syksyn testeissä kehitettäviksi kohteiksi havaittiin lisälaitteiston mekaanisen rakenteen yksinkertaistaminen, tukevoittaminen ja lumen keräystilavuuden kasvattaminen.