Koottavan nostotason suunnittelu ja FEM-laskenta

Abstract

Opinnäytetyön tilaajana toimi kotimainen nostolaitteiden suunnitteluun ja jälleenmyyntiin erikoistunut Fibroc Oy. Työn lähtökohtana oli asiakasyrityksen tarve tietynlaiselle nostotasolle, jollaisia ei muualla markkinoilla ollut sillä hetkellä saatavilla. Nostolavan tärkeimmät ominaisuudet olivat sivuilta aukeavat päädyt ja nostomahdollisuus yhdestä pisteestä. Oleellisia kriteereitä laitteelle oli vaaditun kuorman kantavuus sekä laitteen sopivat ulkomitat.

Työn tavoitteena oli suunnitella nostolava tähän tiettyyn kohteeseen, samalla huomioiden jatkokehitysmahdollisuus, mikäli samankaltaiselle tuotteelle olisi kysyntää muissa yhteyksissä. Suunnittelun perusteena käytettiin mekaniikan suunnitteluun liittyviä perusperiaatteita, kuten valmistettavuutta ja käytettävyyttä. Työn tehtävänä oli tehdä erityiseen tilaan juuri sopiva ratkaisu, joka täyttäisi sille asetetut vaatimukset.

Lavan suunnittelu tehtiin hyödyntäen Solidworks CAD-ohjelmistoa, joka on tarkoitettu erilaisten osien ja kokonaisuuksien suunnitteluun. Saman ohjelmiston simulointityökalulla varmistettiin nostolavan kestävyys käyttäen elementtimenetelmään perustuvaa analyysia. Näitä työkaluja ja suunnittelun perusperiaatteita hyödyntäen tuotettiin valmis tuote tilaaja-asiakkaalle käytettäväksi.

Nostolava valmistettiin ja samalla huomioitiin muutamia jatkokehitystarpeita, jotka eivät olleet mitenkään kriittisiä lavan toiminnan kannalta juuri tässä toimeksiannossa, mutta jotka parantaisivat tulevien vastaavien tuotteiden toiminnallisuutta ja nopeuttaisivat kokoonpanoaikaa. Jatkokehitysvaihtoehtona voisi olla opinnäytetyössä esitetyn prototyypin varsinainen tuotteistaminen.

This thesis was a commissioned by the Finnish company Fibroc Oy, which specialises in the design and resale of lifting devices. The commission involved creating a customised lifting platform for a specific situation where no ready-made solution was available. The main features required were the ability to open and close both ends of the platform, as well as the ability to hang it from a single attachment point. The Main criteria for the device included its load-bearing capacity and the outer diameters.

The main goal of this thesis was to design and develop a platform that would meet all specified criteria needed while also considering the potential for further development. The design process was based on different kinds of tools and good practices of designing with a focus on usability and manufacturability. The main problem was to design a customised product to meet the needs of the customer.

The tools used in the development included Solidworks CAD program which is widely used to develop and design mechanical components and assemblies. The strength of the product was verified by using the simulation feature of the program, based on the finite element method. Through this process the product was designed, constructed and delivered for customer use.

As a result, the thesis presents the assembled product with a number of features identified for further improvement. While these aspects did not affect the immediate usability of the device, they should be addressed to enhance usability and reduce assembly time in future versions. Further development of the device would include productisation of the device.