Putkikäyrän katkaisukoneen suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyöni tarkoituksena oli suunnitella YIT Teollisuus- ja verkkopalvelut Oy:n Ylivieskan tehtaalle kone, joka katkaisee 90 asteen putkikäyrän halutuksi osakäyräksi tehden samalla leikkauspintaan hitsausviisteen. Kyseinen yritys on jo pitkään yrittänyt suunnitella samankaltaista konetta, koska putkistojen esivalmistustöissä tarvitaan paljon erilaisia osakäyriä. Nykyisin osakäyrät sahataan manuaalisesti 90 asteen putkikäyristä ja hitsausviiste hiotaan käyrän päähän kulmahiomakoneella. Suunnittelemani koneen on tarkoitus yhdistää edellä mainitut vaiheet ja mahdollistaa osakäyrien valmistaminen automaattisesti.

Opinnäytetyöni oli rajattu koneen mekaanisen rakenteen suunnitteluun. Tarkoituksenani oli mallintaa kone kolmiulotteisena Autodesk Inventor 6-ohjelman avulla ja luoda samalla koneesta alustavat piirustukset. Mittapiirustukset sovittiin tilaavan yhtiön kanssa salassa pidettäviksi. Suunnittelutyön toteutin luovan koneensuunnittelun metodin mukaan.

Suunnittelemani toimintaperiaatteen mukaan putkikäyrän katkaisu suoritetaan plasmaleikkauksen avulla siten, että plasmapoltin kiertää kehää pitkin käyrän ympäri leikaten sen poikki. Kehä on akseloitu keskeltä, joten sitä kallistamalla määritetään haluttu astekulma. Kehä liikkuu lisäksi sekä pysty-, että vaakajohteita pitkin, jolloin sen keskipiste seuraa käyrän kaarevuussäteen keskilinjaa.

Opinnäytetyöni tuloksena suunnittelin ja mallinsin edellä esitetyn koneen ja loin siitä tilanneelle yritykselle piirustukset. Suunniteltu kone on vasta prototyyppi, joten jatkokehitystarpeita luultavasti ilmenee sen käyttöönoton jälkeen. Lisäksi käyrän kiinnityksen suunnittelu kaipaa vielä kehittelyä. Koneesta on luultavasti yritykselle runsaasti hyötyä, koska se helpottaa eri putkiosien esivalmistusta ja toimiessaan nopeuttaa osakäyrien valmistusta huomattavasti.

The purpose of this scholarly thesis was to plan machine that cuts 90 degrees pipe elbow to part elbow and make the weld bevel at the same time. My purpose was to use creative engineering method and my plan was also 3D-modelling the machine by Autodesk Inventor 6-modelling program.

Machine is using plasma cutting method to cut the elbows. Plasma burner spins around the elbow along the frame when cutting the elbow. The centerpoint of the frame follows the centreline of the pipe by the perpendicular and horizontal guides. Frame also tilt by its center axel so that machine could cut 90 degrees pipe elbow to any part elbow between 90 and O degrees.

The result of this thesis was the plan of the pipe elbows cutting machine prototype. I also made the drawings to build the machine. The measure drawings of the machine are classified by the agreement of me and the orderer company, YIT Teollisuus- ja verkkopalvelut Oy.