Maansiirtolavan perälaidan tuotekehitys

Abstract

Tavoitteena tässä opinnäytetyössä oli kehittää Pajakulma Oy:n Jorpe-tuotemerkin maansiirtolavoihin uudistettu perälaita. Nykyinen perälaitarakenne on ollut käytössä jo kymmeniä vuosia ja jäänyt ilman uudistuksia, vaikka lavojen muuta rakennetta on kehitetty nykyaikaisempaan suuntaan. Uuden perälaidan tulisi ennen kaikkea olla edustavan näköinen, koska maansiirtoauton ollessa liikenteessä perälaita on näkyvimpiä osia lavassa. Lisäksi huomioon tulee ottaa laidan valmistettavuus toimeksiantajan välineillä sekä riittävä lujuus kuorman paineen ja mahdollisten iskujen varalta.

Tuotekehitysprosessi tehtiin systemaattisen tuotekehityksen rakenteita mukaillen sekä DFM ja DFMA-metodien oppeja soveltaen. Ratkaisuvaihtoehtoja kehitettiin vaatimuslistan avulla, josta ilmeni mitä ominaisuuksia laidalta odotetaan. Ratkaisuissa huomioitiin myös valmistettavuus ja pyrittiin pitämään osien määrä mahdollisimman pieninä sekä osat niin yksinkertaisina kuin mahdollista. Laitaan kohdistuvia voimia tarkasteltiin SolidWorks Simulation -ohjelman FEM-analyysin avulla vertaillen konseptien tuloksia nykyiseen perälaidan vastaaviin. Tulokseksi saatiin 3 konseptiversioita, joita arvosteltiin vaatimuslistauksen pohjalta luodun painoarvotaulukon avulla. Taulukon perusteella paras konsepti valittiin jatkokehitykseen, jossa yksityiskohtia paranneltiin ja luotiin valmistukseen tarvittavat piirustukset.

Valitusta konseptista tehtiin prototyyppi, joka ei kuitenkaan laadultaan ja valmistettavuudeltaan vastannut odotuksia. Tästä syystä valittiin toiseksi painoarvotaulukossa sijoittunut, joka ilman painotuksia sai lähes samat pisteet. Tätä konseptia jatkojalostamalla saatiin tehtyä uusi perälaitamalli, joka täytti asetetut vaatimukset.

The purpose of this thesis was to develop a new tailgate structure to Jorpe-tipper bodies manufactured by Pajakulma Oy. The current tailgate structure has stayed the same for decades even though the tipper body itself has gone through several updates to modernize the structure. The tailgate represents Jorpe-trademark in the public, because it is one of the most visible parts of the body when the tipper truck is on the road. This means that aesthetics is an important part of this development project. The developed structure must also withstand the forces that affect the tailgate, such as impacting rocks and the pressure of the loaded gravel.

Guidelines of the structured development process accompanied by DFM and DFA-methods were followed during the development process. The requirements for the tailgate were listed to help develop solutions for the structure and manufacturability was considered by keeping the part count low as possible and designing all parts to be as straight forward to make as possible. SolidWorks Simulation FEM-analysis tool was used to run stress and deformation analysis for the possible solutions. The results were compared with the results of the current tailgate design, to determine how the structures withstand the loads. Three different concepts were developed as a result, which were then rated with a concept-scoring matrix. The concept with the highest weighted score was chosen for further development.

A prototype was made based on the chosen concept. However, the prototype did not meet expectations set to manufacturability and quality. For this reason, the concept with the second highest score was also developed further to improve the weak features in the design. This concept was able to be developed into a tailgate structure which fulfilled all the requirements.