Kaivinkoneen yleiskahmarin suunnittelu ja esivalmistus

Abstract

Tämä opinnäytetyö käsittelee tilaajan Volvo EC35 minikaivinkoneeseen suunniteltavan yleiskahmarin eri vaiheet. Opinnäytetyön eri osa-alueisiin on lisätty aihetta koskeva perusteoria kuitenkin samalla pyrkien pitämään teksti helppolukuisena. Työ sisältää yksinkertaiset laskutoimitukset koskien hydraulisylinterin, ruuviliitoksen ja liukulaakerien mitoitusta. Opinnäytetyön toiminnallinen osuus alkoi arvioimalla tilaajan kahmarille asettamia vaatimuksia ja tarpeita, jonka jälkeen valittu konstruktio mallinnettiin 3D-mallinnusohjelmistolla. Kahmarin kestävyyttä tarkasteltiin elementtimenetelmällä (FEM) kolmessa erilaisessa rasitustilanteessa. CAD-suunnittelun jälkeen kahmarin osat esivalmistettiin myöhempää kokoonpanoa varten. Esivalmistusvaihe sisälsi osien teknisten piirustusten tekemisen, sekä kommunikoinnin toimittavien tahojen kanssa riittävän laadun aikaansaamiseksi. Opinnäytetyön liitteisiin on lisätty teknisten piirustuksien esimerkit, FEM-simulointien tulokset sekä suunnitellun kahmarin mallinnuskuvat. Tulevaisuudessa kahmarista kokoonpannaan prototyyppi. Työn tietokoneavusteisen suunnittelun osuus tehtiin Dassault Systèmesin SolidWorks 2014 ja DraftSight 2015-ohjelmistoilla.

This thesis goes through the process of designing excavator grapple for client’s Volvo EC-35 compact excavator. Basic theory was added to thesis’ different segments while trying to maintain easy readability. Thesis includes simple calculations for dimensioning hydraulic cylinder, screw connection and slide bearings. Practical part of the thesis began with evaluating the client’s requirements and needs, and then proceeded into modeling chosen construction with 3D modeling software. Finite element method was used for measuring the grapple strength under three different loading situations. After validating the design in CAD-environment the grapple parts were prefabricated for later grapple assembly. Prefabrication stage included making manufacturing drawings for parts and communicating with different subcontractors for obtaining sufficient product quality. Thesis’ appendices include examples of manufacturing drawings, FEM-simulation results and pictures of designed and modeled excavator grapple. The grapple will be assembled in to a prototype in near future. Computer-aided design was made with Dassault Systèmes’ SolidWorks 2014 and DraftSight 2015-programs.