SYLINTERIMODUULIN NOSTOAPUVÄLINEEN SUUNNITTELU

Samankaltaiset tiedostot
CE MERKINTÄ KONEDIREKTIIVIN 2006/42/EY PERUSTEELLA

Betonielementtien nostolenkit

Erikoisnostoapuvälineet

KÄYTTÖOHJEET. Kiinteä nosto-orsi TTS-E /1-10 t Säädettävä nosto-orsi TTS / 1-25t. Alkuperäisestä käyttöohjeesta suomennettu 09/2015

PULLEY-MAN porakonevinssi. Käyttö- ja huolto-ohje

Jussi Klemola 3D- KEITTIÖSUUNNITTELUOHJELMAN KÄYTTÖÖNOTTO

Turvallisuus- ja kemikaalivirasto (Tukes) Marika Keskinen EU-vaatimustenmukaisuusvakuutus ja tekniset asiakirjat

Uuden konedirektiivin/ asetuksen edellyttämät dokumentit

Mitä vanhan laitteen modernisoinnissa kannattaa huomioida? Kiwa Inspecta Katri Tytykoski

ULTRALIFT TP. Ultralift TP ohutlevynostomagneetin käyttö- ja huolto-ohje alkuperäisestä suomennettu 12/2012

KÄYTTÖ- JA HUOLTO-OHJEET

Koneyhdistelmät. Kiwa & Kiwa Inspecta Lukuina. Turvallisen tekniikan seminaari Kiwa Inspecta. Kiwa Inspecta Suomi. Kiwa Inspecta.

KÄYTTÖ- JA HUOLTO-OHJEET

KÄYTTÖOHJEET ABT KÄSIKETJUTALJOILLE

KÄYTTÖOHJEET HAKLIFT KETJUVIPUTALJOILLE. Kapasiteetti: 0.8 t, 1.6 t, 3.2 t, 6.0 t, 9.0 t

Terveydenhuollon laitteista ja tarvikkeista annetun lain (629/2010) vaatimusten täyttyminen hammaslaboratorioiden toiminnassa

EU-vaatimustenmukaisuusvakuutus, CE-merkintä ja siirtymäaika

PAINELAITTEEN OSTAJAN MUISTILISTA

Käyttö ja velvollisuudet

mekaniikka suunnittelu ohjelmisto

Kantavien Poimulevyjen Nostoapuväline

Käyttö ja velvollisuudet. Käyttötarkoitus. Kohderyhmä. Edellytykset. Dokumentoidun tarkastuksen vaatimukset

MACCO BF Haarukkavaunu KÄYTTÖOHJEET. Oy Machine Tool Co

Julkaisun laji Opinnäytetyö. Sivumäärä 43

Valtioneuvoston asetus

TEP / WP4, Teräsrakentamiseen liittyvät mallidokumentit ja niiden sisältö sekä vastuut

Turvallisuus koneautomaatiossa

Käyttöasetus potilassiirtojen

Nostolaitteen mitat käyvät ilmi erillisestä piirustuksesta. Ohjeiden mukainen käyttö sallii tuotetta käytettäväksi ainoastaan seuraavalla tavalla:

LIITE. asiakirjaan. Komission delegoitu asetus

OMCN:n toimintafilosofia

Pumppaamojen standardointi - Loppuraportti

HAKLIFT MAGNEETTITARRAIN. Sisällys 1. Käyttötarkoitus ja ominaisuudet 2. Rakenne ja tekniset tiedot 3. Käyttö 4. Päätekijät 5. Huolto ja turvallisuus

Koneturvallisuus. Uusi konedirektiivi ja sitä vastaava koneasetus. Tekn. lis. Matti Sundquist, Sundcon Oy

Tekniset asiakirjat, merkinnät ja käyttöohjeet ja tiedot

YDINVOIMALANOSTURIT SATAMANOSTURIT RASKAAT HAARUKKATRUKIT KUNNOSSAPITO TYÖSTÖKONEHUOLTO. CLX-ketjunostin INNOVATIIVISTA KUORMANKÄSITTELYÄ

PELTOJYRÄ JH 450, JH 620

Asennusja käyttöohje. Pultattava kaatoallas 4950x2325 & 4950x (fi)

XN-sähköketjunostimet TEHOKASTA NOSTAMISTA

Ultralift PLUS nostomagneetin käyttö- ja huolto-ohje alkuperäisestä suomennettu 12/2012 Valmistaja:

Gumenius Sebastian, Miettinen Mika Moottoripyörän käynnistysalusta

Hallinnolliset vaatimukset - Paperit ja merkinnät kuntoon

Demister maintenance solution

Tekn. lis. Matti Sundquist, Sundcon Oy Turvallisuusvastuut koneiden modernisoinnissa eurooppalaiset turvallisuusvaatimukset

Sähköketjutalja DELTA 1000 kg / 230V

Tarvittava määrä vuositasolla yli 100 kpl.

Käyttöohje. Asiakaspalvelu. Lue tämä käyttöohje aina ennen Stedox. Supportin käyttöä ja asennusta.

Jukka Pietilä

KJR C2005 Tuotesuunnittelu, Vaatimuslista. Raporttien arviointi ja palaute

5786/2/05 REV 2 ADD 1 tih/sj/ell 1 DG C I

ATEX-direktiivit. Tapani Nurmi SESKO ry

Tämä asiakirja on ainoastaan dokumentointitarkoituksiin.toimielimet eivät vastaa sen sisällöstä.

ASENNUSOHJE H-LINE. KTHg ZMA0453FI

Luku 1. Johdanto 1.1. LMC Käyttötarkoitus

Harri Eskelinen, puh , Konetekniikan koulutusohjelman johtaja Tekniikan tohtori vuonna 1999 Dosentti

VUODONILMAISINLAITTEET VAATIMUKSET

R-STEEL LENKKI EuRoKoodIEN mukainen SuuNNITTELu

1. Käytettiinkö projektissa yrityksen omia komponentteja (custom componentit, pluginit, makrot)? a. Kyllä b. Ei Minkä tyyppisiä komponentteja

Tilavuusvirta maks. 160 l/min Paine maks. 11 bar OILFREE.AIR

Suoritustasoilmoitukset kunnossa? Markkinavalvontakuulumisia

Tuotekehityskustannusten hallintaa laadukkaalla suunnittelulla Teemu Launis

Parhaat käytännöt työvälineasioissa

A-moduulissa säädettyjen vaatimusten lisäksi sovelletaan alla olevia säännöksiä. Valmista-

Prosessikunnossapito ja huoltosopimukset Ulkoistukset. Ennakkohuolto ja vikakorjaukset, LVI-suunnittelu Huoltosopimukset

KOPAR GROUP EN 1090; kokemuksia hankinnoista ulkomailta. Samuli Saarela Service Manager, IWE, IWI-C

KÄYTTÖOHJE INVANOSTIN LIFTMAN 400

DI Aarre Viljanen, MetSta ry Koneen EY-vaatimustenmukaisuusvakuutus miten sisältö ja toimitustapa muuttuu

Miten terveydenhuollon laitteet on arvioitava ennen markkinointia?

Työ- ja elinkeinoministeriön asetus

Julkaistu Helsingissä 29 päivänä joulukuuta /2011 Työ- ja elinkeinoministeriön asetus. kaivosten nostolaitoksista

Uusi sähköturvallisuuslaki

MUSEOT KULTTUURIPALVELUINA

KOTIIN ANNETTAVAT LAITTEET JA POTILASTURVALLISUUS

Perävaunun käyttöohje

Jyrki Kullaa ohjaava opettaja. Mika Miettinen puheenjohtaja

LIITE MOOTTORIVENTTIILI ASENNUS JA SÄÄTÖ KÄYTTÖOHJEET PHV-2606-S

Teräsputkipaalujen kalliokärkien suunnittelu, lisäohjeita FEMlaskentaa

Laki terveydenhuollon laitteista ja tarvikkeista valmistajan ja käyttäjän vastuut välinehuollossa. Kimmo Linnavuori Ylilääkäri

VESI-ILMAISIMET VAATIMUKSET

Vaijerivinssi DELTA kg / 230V

TODISTUS TEHTAAN LAADUNVALVONNASTA. Naulalevyrakenteet

You can check above like this: Start->Control Panel->Programs->find if Microsoft Lync or Microsoft Lync Attendeed is listed

Ammatillinen opettajakorkeakoulu

Lakisääteiset vaatimukset. Yleisiä tietoja laeista ja määräyksistä

Turvallisuus- ja kemikaalivirasto (Tukes) Katri sihvola EU:n henkilönsuojainasetus. Talouden toimijoiden vastuut ja velvollisuudet

Sivu 1(2) Aksonometriset kuvannot kappaleesta ja kuvantoihin liittyvät nimellismitat.

Markkinoille pääsyn vaatimuksia EU:ssa ja muualla. Salotek Consulting Oy

LÄÄKINTÄLAITTEEN VASTAANOTTOTARKASTUS

Yhteisön sisäisessä kaupassa käytössä olevien hankkijan ilmoitusten tekstit suomeksi ja englanniksi

ASENNUSOHJE MICROPROP DC2

Laki terveydenhuollon laitteista ja tarvikkeista - vaatimukset EMC-näkökulmasta

Valtioneuvoston asetus koneiden turvallisuudesta (400/2008)

Puistomuuntamot. Tehtasvalmisteiset, sisältäohjattavat betonimuuntamot. Yhdelle muuntajalle HEKA1SB. Kahdelle muuntajalle HEKA2SB

PASSION PROSYSTEM. Alumiininen piennosturijärjestelmä UUSI! ÄLYKKÄÄMPI JA TURVALLISEMPI. Since 1912

3D-TEHTÄVÄ C Hiomakone CAD-suunnittelu Finaali

Ajankohtaista terveydenhuollon laitteita ja tarvikkeita koskevasta lainsäädännöstä

Blackline Tuotteet teattereihin ja viihdeteollisuuteen

ALUMIINIPUKKI- NOSTURIT kg 1500 kg 3000 kg

ASENNUS- JA HUOLTO-OHJE OPAS 10, TW802, TW844 JA TW850 TUOTEPERHEEN TURVAVALAISIMET

Transkriptio:

Vesa Esko SYLINTERIMODUULIN NOSTOAPUVÄLINEEN SUUNNITTELU Wärtsilä Oyj Abp Tekniikka ja liikenne 2015

VAASAN AMMATTIKORKEAKOULU Kone- ja tuotantotekniikka TIIVISTELMÄ Tekijä Vesa Esko Opinnäytetyön nimi Sylinterimoduulin nostoapuvälineen suunnittelu Vuosi 2015 Kieli Suomi Sivumäärä 26 Ohjaaja Timo Gröndahl Opinnäytetyö tehtiin Wärtsilä Oyj Abp:n Tools&Device design-osastolle. Opinnäytetyön tarve tuli esille kun huomattiin, että edellinen työkalu ei toiminut halutulla tavalla, ja uusi työkalu tarvitaan ennen seuraavan moottorin valmistamisen aloitusta. Työn tarkoituksena oli suunnitella uusi, vanhaan työkaluun nähden eri mekanismilla toimiva nostoapuväline. Työssä perehdyttiin myös nostoapuvälineiden vaatimiin standardeihin, sekä dokumentointiin. Lopputuloksena oli tarvittavat 3D-mallit, piirustukset sekä dokumentoinnit työkalun tilaamista varten. Avainsanat sylinterimoduuli, nostoapuväline, Tools&Device design

VAASAN AMMATTIKORKEAKOULU UNIVERSITY OF APPLIED SCIENCES Kone- ja tuotantotekniikka ABSTRACT Author Vesa Esko Title Design of Lifting Accessories for the Cylinder Module Year 2015 Language Finnish Pages 26 Name of Supervisor Timo Gröndahl This thesis was made for Wärtsilä Oyj Abp:s Tools&Device design department. The need for this thesis was revealed, when it was noticed that tool what was used before, did not work as desired, and a new tool was needed before building the new engine. The purpose of this thesis was to design a new, better tool, which is working with a different mechanism than the old tool. Work also focused on lifting devices standards, and documentation. The result of this thesis was necessary plans, and calculations for lifting accesory ordering. A new tool will be ordered during autumn 2015. Keywords cylinder module, lifting accessory, Tools&Device design

1(26) SISÄLLYS TIIVISTELMÄ ABSTRACT 1 JOHDANTO... 5 2 WÄRTSILÄ OYJ ABP... 6 2.1 Wärtsilä Oyj Abp yleisesti... 6 2.2 Tools&Device Design... 6 3 NOSTOAPUVÄLINE... 7 3.1 Rakenne... 7 3.2 CE-merkintä... 8 3.2.1 Ey-vaatimustenmukaisuusvakuutus... 8 3.2.2 Konedirektiivi... 8 3.3 Varmuuskerroin... 8 3.4 Tiedot ja merkinnät... 9 3.5 Ohjeet... 9 3.6 Käyttö ja tarkoitus... 9 3.7 Hankinta... 10 4 SUUNNITTELU... 11 4.1 3D-mallinnus yleisesti... 11 4.2 Suunnitteluohjelmisto... 11 4.2.1 Siemens NX8.5... 11 4.2.2 Teamcenter 9... 11 4.3 Esitutkimus... 12 4.4 Konseptisuunnittelu... 13 4.4.1 Asiakastarpeiden tunnistaminen... 13 4.4.2 Vaatimuslista... 13 4.4.3 Luonnosten ideointi... 14 4.4.4 Luonnosten arviointi... 16 4.4.5 Ratkaisun valinta... 17 4.5 Kehittely... 18 4.5.1 Systeemisuunnittelu... 18

2(26) 4.5.2 Tuotearkkitehtuuri... 19 4.5.3 Kehittely... 20 4.5.4 Materiaalin valinta... 20 4.6 Detaljisuunnittelu... 23 4.6.1 Yksityiskohtien viimeistely... 23 4.6.2 Piirustukset... 23 4.6.3 Kokoonpanopiirustukset... 23 4.6.4 Muut tuotedokumentit... 23 4.6.5 Piirustusten ja dokumenttien tarkistus... 24 5 YHTEENVETO... 25 LÄHTEET... 26 LIITTEET

3(26) KUVALUETTELO Kuva 1. Esimerkki Satateräksen valmistamasta nostoapuvälineestä...7 Kuva 2. Vanha nostoapuväline...12 Kuva 3. Vanha nostoapuväline...12 Kuva 4. Nostoapuvälineen tarttujan luonnostelua...14 Kuva 5. Kääntökehän sovittamista tarttujaan...15 Kuva 6. Nostoapuvälineen rungon luonnostelua...15 Kuva 7. Kotelomainen rakenne...16 Kuva 8. Kuva AC sähkömoottoriratkaisusta...17 Kuva 9. Nostoapuvälineen toimintaa havainnollistava kuva...18 Kuva 10. Hitsattu runkokokoonpano...19 Kuva 11. Kääntökehä moottoreineen...19 Kuva 12. Tarttuja...20 Kuva 13. FEM-tarkastelua varten mallinnettu kokoonpano...21 Kuva 14. FEM-tarkastelua varten elementteihin jaettu kappale...21 Kuva 15. Jännityksien FEM-tarkastelua...22 Kuva 16. Fyysisen siirtymän FEM-tarkastelua...22 Kuva 17. Kuva valmiista suunnitelmasta...25

4(26) LIITELUETTELO Liitteitä ei julkaista salassapitovelvollisuuden vuoksi.

5(26) 1 JOHDANTO Työssä tutkittiin mahdollisuuksia diesel- ja kaasumoottorin sylinterimoduulin asentamiseen ja nostamiseen paikoilleen. Kyseiseen tarkoitukseen on ennestään kehitetty työkalu, joka on osoittautunut epäkäytännölliseksi. Tällä hetkellä käytössä olevassa työkalussa ei ole tarpeellisia säätöjä, mikä aiheuttaa ongelmia asennustilanteessa. Työn tarkoituksena oli selvittää mahdolliset tuotannossa esiintyvät nostoapuvälineestä johtuvat ongelmat, ja suunnitella uusi paremmin tarkoitustaan vastaava nostoapuväline.

6(26) 2 WÄRTSILÄ OYJ ABP 2.1 Wärtsilä Oyj Abp yleisesti Wärtsilä Oyj Abp on suomalainen pörssiyhtiö, joka toimittaa pääasiassa laivamoottoreita, sekä kaasu-, öljy ja monipolttoainemoottorivoimalaitoksia. Wärtsilällä on aikaisemmin ollut myös paperikone-, lukko-, keramiikka-, telakka ja lasiteollisuutta. /1/ Wärtsilän liikevaihto oli vuonna 2014 4 779 miljoonaa euroa. Wärtsilä työllistää maailmanlaajuisesti noin 17 700 työntekijää. /2/ 2.2 Tools&Device Design Tools&Device Design-osasto sijaitsee Wärtsilän Vaasan kaupungin tehtaalla. Osaston työnkuvana on suunnitella tarvittavat työkalut ja laitteet, mitä tarvitaan tuotannossa. Osastolla työskentelee 7 työntekijää, joista 6 suunnittelussa, ja yksi työnjohdossa. Osasto käyttää tarpeen mukaan myös alihankkijoita suunnittelun tukena ja ruuhkahuippujen tasaamisessa.

7(26) 3 NOSTOAPUVÄLINE 3.1 Rakenne Nostoapuvälineellä tarkoitetaan laitetta tai komponenttia, jonka avulla nostettavaan kuormaan voidaan tarttua. Nostoapuväline sijaitsee nostettavan taakan ja nostolaitteen välissä, ja se ei ole nostolaitteen kiinteä osa (Kuva 1.) Uusien nostoapuvälineiden rakennetta koskevat vaatimukset on esitetty koneasetuksessa. Koneasetus vaatii, että nostoapuvälineen valmistajan, Euroopan talousalueelle sijoittautuneen edustajan, tai sen, joka kokoaa nostoapuvälineen valmiista komponenteista, on laadittava nostoapuvälineestä vaatimustenmukaisuusvakuutus, ja kiinnitettävä siihen CE-merkintä. /4/ Kuva 1. Esimerkki Satateräksen valmistamasta nostoapuvälineestä. /3/

8(26) 3.2 CE-merkintä CE-merkintä on valmistajan vakuutus siitä, että se täyttää sitä koskevien direktiivien vaatimukset. Merkintä ei ole vapaaehtoinen, vaan se on oltava tuotteissa, jos tuotetta koskeva direktiivi niin vaatii. Muita tuotteita ei saa varustaa CE-merkinnällä. Runsaat 20 direktiiviä edellyttää CE-merkintää. CE-merkintä on oltava mm. koneissa, sähkölaitteissa, leluissa, henkilönsuojaimissa ja painelaitteissa. /4/ 3.2.1 Ey-vaatimustenmukaisuusvakuutus Laatimalla Ey-vaatimustenmukaisuusvakuutuksen, valmistaja ottaa vastuun siitä, että että laite on sovellettavien vaatimusten mukainen. /4/ 3.2.2 Konedirektiivi Konedirektiivi on laadittu EU:n koneturvallisuuden säännösten yhtenäistämiseksi. Konedirektiivin tarkoitus on mm. poistaa kaupan esteitä, joita on ennemmin aiheutunut eri puolilta maailmaa tulevien laitteiden ja koneiden vuoksi, jolloin ei ole ollut yhtenäistä direktiiviä, minkä mukaan laite on valmistettu. Suomessa konedirektiivi on astunut voimaan 1994, jolloin Suomi liittyi Euroopan unioniin. /4/ 3.3 Varmuuskerroin Nostoapuvälineellä on tietty varmuuskerroin joka takaa, ettei yllättävissä tilanteissa jouduta välittömään vaaratilanteeseen. Varmuuskertoimella kompensoidaan mm. kulumista, vanhenemisen aiheuttamaa heikentymistä, virheellisen käytön aiheuttamaa rasitusta, sekä taakan virheellistä arviointia laskennassa. Wärtsilän käytännön mukaan lujuuslaskut lasketaan 3 kertaisella varmuudella murtorajaan verrattuna siten, että jos jokin osista pettää, koko taakka ei saa pudota alas. Myös nostoapuvälineen WWL (working load limit) lasketaan yläkanttiin,

9(26) jolloin ei jouduta heti revisioimaan piirustuksia ja laskemaan uudestaan lujuuslaskuja, jos nostettavan kappaleen painoon tulee jostain syystä pieniä muutoksia WLL:n puitteissa. /4/ 3.4 Tiedot ja merkinnät Jokaisessa yksittäisessä nostoketjussa, nostoköydessä tai nostovyössä, joka ei ole kokoonpanon osa, on oltava merkintä, tai jos se ei ole mahdollista, laatta tai kiinteä rengas, josta käyvät ilmi valmistajan tai tämän valtuutetun edustajan yhteystiedot, sekä asiaa koskevan todistuksen numero. Edellä mainitusta todistuksesta on käytävä ilmi ainakin seuraavat tiedot: Valmistajan ja tarvittaessa tämän valtuutetun edustajan nimi ja osoite Ketjun tai köyden kuvaus, josta käy ilmi nimelliskoko, rakenne, valmistusmateriaali, ja mikä tahansa materiaalille tehty metallurginen erikoiskäsittely. Käytetty testausmenetelmä. Ketjun tai köyden suurin sallittu kuormitus. /5/ 3.5 Ohjeet Jokaisen nostoapuvälineen mukana on oltava ohje, jossa on ainakin tiedot valmistajasta, kuvaus nostoapuvälineestä, käyttötarkoitus, kokoonpano-, käyttö- ja huolto-ohjeet, käyttörajoitukset, sekä käytetty staattisen testin kerroin. /5/ 3.6 Käyttö ja tarkoitus Nostoapuvälineiden turvallisesta käytöstä ja tarkastamisesta on säädetty valtioneuvoston asetus 403/2008. Käyttöasetus edellyttää, että kaikki nostoon käytettävät laitteet ja välineet pidetään säännöllisellä kunnossapidolla turvallisena koko niiden käyttöiän ajan. /5/

10(26) 3.7 Hankinta Hankittavien välineiden on oltava valmistusta koskevien säädösten mukaisia, ja käyttötarkoitukseensa soveltuvia. Nostoapuvälineen toimittajalta on saatava suomenkieliset, ja tarvittaessa ruotsinkieliset käyttö- ja kunnossapito-ohjeet. /5/

11(26) 4 SUUNNITTELU 4.1 3D-mallinnus yleisesti 3D-mallinnus on tietokoneavusteista tuotteen suunnittelua 3D-ympäristössä. 3Dmallinnus antaa paremmat edellytykset tuotteen suunnitteluun, simulointiin ja tarkasteluun verrattuna ennen käytössä olleisiin 2D-suunnittelu ohjelmiin. Tuotteen toiminta on asiaan perehtymättömällekkin helppo ymmärtää 3Dmallista, koska tuote vastaa ulkonäöllisesti valmista tuotetta. Näin ollen tuotteiden kehittäminen ja suunnittelu on helppo toteuttaa työn tilaajan kanssa. 4.2 Suunnitteluohjelmisto 4.2.1 Siemens NX8.5 Siemens NX8.5 on parametrinen 3D-suunnitteluohjelmisto, joka toimii saumattomasti yhteen Teamcenterin kanssa. 4.2.2 Teamcenter 9 Teamcenter on tuote- ja suunnittelutiedon hallintajärjestelmä, jolla hallitaan kaikki syntyvä tuotetieto tuotekehityksen aikaisesta informaatiosta työkulkuun sekä tarkastus- ja hyväksymisvaiheisiin. Ohjelmiston ominaisuuksiin kuuluvat muun muassa nimikkeiden, tuoterakenteen, yksilörakenteiden, työnkulun, muutosten ja dokumenttien hallinta. /6/

12(26) 4.3 Esitutkimus Työssä tutkittiin vanhoja nostoapuvälineitä, niiden säätömahdollisuuksia, ja käyttäjien kokemuksia. Vanhasta nostoapuvälineestä selvisi, että sen käyttö ei ollut tarpeeksi helppoa, ja se ei ollut tarpeeksi hyvin säädettävissä. Kuvista huomaa, että vanha nostoapuväline on vaikeakäyttöinen pituutensa vuoksi. Parempi säädeltävyys tarkoittaisi nostoapuvälineen pituuden ja leveyden lisäämistä, jolloin työkalun käyttö hankaloituisi entisestään (Kuva 2&3.) Kuva 2. Vanha nostoapuväline. Kuva 3. Vanha nostoapuväline.

13(26) 4.4 Konseptisuunnittelu 4.4.1 Asiakastarpeiden tunnistaminen Työ aloitettiin pitämällä johtoryhmän kanssa palaveri, jossa käytiin läpi tarvittavan nostoapuvälineen vaatimukset. Myös kokoonpanolinjan työntekijöiltä kyseltiin kokemuksia, toiveita ja parannusehdotuksia verrattuna vastaaviin työkaluihin. 4.4.2 Vaatimuslista - Nostoapuväline ei saa olla liian korkea, jotta hallin nostureissa riittää nostokorkeus sylinterimoduulin asentamista varten. - Nostoapuväline ei saa painaa liikaa, koska ylimääräinen paino vaikeuttaa nostoapuvälineen ja sylinterimoduulin käsittelyä. Ylärajaksi nostoapuvälineen painolle asetettiin 400 kg. - Tuotteen pitää täyttää kaikki nostoapuvälineelle asetetut standardit. - Samaa nostoapuvälinettä on pystyttävä käyttämään sekä rivi- että v-moottorin sylinterimoduulin asennukseen. Tämä tarkoittaa, että taakan on kierryttävä vähintään 30 astetta mahdollisien valmistuksesta aiheutuvien virheiden kompensoimiseksi. - Nostoapuvälineessä on oltava painopistesäädöt sekä sivuttais- että pitkittäissuunnassa niin, että painavan sylinterimoduulin asentaminen paikoilleen onnistuu ilman ylimääräistä asettelua. - Nostoapuvälineen säätöjä on pystyttävä käyttämään samalla, kun käyttäjä ohjaa kattoon asennettua siltanosturia.

14(26) 4.4.3 Luonnosten ideointi Luonnoksia lähdettiin ideoimaan vanhan työkalun perusteella, sekä johtoportaalta tulleiden ideioiden perusteella. Joissain osissa pystyttiin käyttämään jo olemassa olevia toiminnallisia piirteitä (Kuva 4.) Kääntökehää pystyi myös luonnostelemaan karkeasti jo alkuvaiheissa komponenttikirjastosta ladatun mallin avulla (Kuva 5.) Kääntökehän avulla oli helppoa ryhtyä suunnittelemaan varsinaista runkoa, joka on kriittinen komponentti nostoapuvälineen keston kannalta (Kuva 6.) Kuva 4. Nostoapuvälineen tarttujan luonnostelua.

15(26) Kuva 5. Kääntökehän sovittamista tarttujaan. Kuva 6. Nostoapuvälineen rungon luonnostelua.

16(26) 4.4.4 Luonnosten arviointi Luonnosten arvioinnissa päädyttiin nopeasti kääntökehätyyliseen kotelomaiseen ratkaisuun, koska levystä taivutettu yksipuolinen rakenne ei olisi ollut lujuusominaisuuksiensa vuoksi kannattava ratkaisu (Kuva 7.) Kuva 7. Kotelomainen rakenne.

17(26) 4.4.5 Ratkaisun valinta Ratkaisuksi valittiin kääntökehätyylinen kotelorunkoinen ratkaisu, koska muut konseptit eivät olleet tarpeeksi kompaktin kokoisia ja helppokäyttöisiä. Myös rakenteellisesti tarkasteltuna kotelotyylinen ratkaisu on hyvä, koska jännitykset on helppo kohdistaa pois keston kannalta kriittisiltä osilta. Myös turvallisuusseikkojen kannalta tämä ratkaisu oli paras, koska pyöriviin osiin ei pääse vahingossakaan käsiksi. Voimanlähteeksi valittiin servomoottori ja vaihteisto, koska tarpeeksi tehokas AC sähkömoottori kasvoi fyysisiltä mitoiltaan kannattamattoman kokoiseksi (Kuva 8.) Kuva 8. Kuva AC sähkömoottoriratkaisusta.

18(26) 4.5 Kehittely 4.5.1 Systeemisuunnittelu Nostoapuvälineen rakenne päätettiin toteuttaa hitsatulla levyrungolla. Kuvassa näkyvä servomoottori pyörittää kääntökehää, joka pyörittää tarttujaa johon taakka on kiinnitetty. Taakka kiinnitetään nostoapuvälineen tarttujaan kahdella tapilla, jotka lukitaan paikalleen sokalla. Sivuttaissuunnan painopistesäätö toteutetaan ruuvikäytöllä (Kuva 9.) Taakan kiertyminen on rajoitettu rajakytkimillä 30 asteeseen, jotta taakkaa kääntämällä ei pystytä vahingoittamaan nostoapuvälineen runkoa, tai muita kriittisiä komponentteja. Kuva 9. Nostoapuvälineen toimintaa havainnollistava kuva.

19(26) 4.5.2 Tuotearkkitehtuuri Tuotteessa on kolme pääkomponenttia: hitsattu runko alikokoonpano (Kuva 10.), kääntökehä moottoreineen (Kuva 11.) sekä tarttuja (Kuva 12.) Kuva 10. Hitsattu runkokokoonpano. Kuva 11. Kääntökehä moottoreineen.

20(26) Kuva 12. Tarttuja. 4.5.3 Kehittely Tuotteen kallein yksittäinen osa on kääntökehä, joka joudutaan teettämään hammaspyöräkäyttöihin ja hammaspyörien koneistukseen erikoistuneella konepajalla. Kääntökehästä lähetettiin karkea malli.stp-tiedostona, jota muokattiin tarkoitukseensa sopivaksi. Tämän jälkeen kääntökehän malli lähetettiin sopivaksi muokattuna takaisin valmistajalle. 4.5.4 Materiaalin valinta Tuotteen runko ja tarttuja valmistetaan S355-levystä sopivien valmistusominaisuuksiensa vuoksi. Kääntökehän kierukka valmistetaan 20NiCrMo5 teräksestä ja itse kääntölaakeri 42CrMo4-teräksestä. Kääntökehän materiaalivalinta on suoritettu toimittajan toimesta. Joitain kriittisiä osia tarkasteltiin karkeasti FEM-menetelmällä mm. materiaalin valinta varten (Kuva 13.) FEM-menetelmässä kappale jaetaan kolmion muotoisiin elementteihin (Kuva14.), joiden jännityksiä ja fyysistä siirymää tarkkaillaan. 42CrMo4 materiaalin myötöraja on 800MPa, joten kuvasta (Kuva 15.) voidaan päätellä

kappaleen kestävän hyvin suoraa nostoa. Suurin fyysinen siirtymä kappaleessa oli 0.0978mm, joten tämäkin oli sallituissa rajoissa (Kuva16.) 21(26) Kuva 13. FEM-tarkastelua varten mallinnettu kokoonpano. Kuva 14. FEM-tarkastelua varten elementteihin jaettu kappale.

22(26) Kuva 15. Jännityksien FEM-tarkastelua Kuva 16. Fyysisen siirtymän FEM-tarkastelua

23(26) 4.6 Detaljisuunnittelu 4.6.1 Yksityiskohtien viimeistely Suunnittelun muuten ollessa valmiina, jouduttiin vielä tekemään joitain muutoksia tuotteen designiin mm. turvallisuusseikkojen ja valmistettavuuden takia. Huomioonotettava seikka on esimerkiksi työkalun hyvä kotelointi, jotta kukaan ei pysty missään tapauksessa tartuttamaan vaatteitaan tai raajojaan liikkuviin osiin, mistä voi olla seurauksena vakavat vammat. 4.6.2 Piirustukset Nostoapuvälineestä tehtiin valmistusta varten piirustukset. Piirustukset täytyi tehdä siten, että nostoapuvälineen valmistaja pystyy tekemään työkalun täysin vaatimusten mukaisesti, jolloin vältytään valmistusvirheiden aiheuttamilta vaaratilanteilta. 4.6.3 Kokoonpanopiirustukset Nostoapuvälineestä tehtiin pääkokoonpanopiirustus, sekä yksi alikokoonpanopiirustus, joka toimitettiin hammaspyörävalmistajan toimesta. Kokoonpanopiirustuksessa on osaluettelo, mistä valmistaja pystyy katsomaan, kuinka työkalu tullaan kokoamaan. Kokoonpanopiirustuksessa on myös osaluettelo, josta valmistaja näkee, mitä osia pitää valmistaa, ja mitä tilata. Piirustusten ja kokoonpanopiirustusten tukena käytettiin Aimo Peren Koneenpiirustus 1&2 kirjaa. /7/ 4.6.4 Muut tuotedokumentit Muita dokumentteja nostoapuvälineestä ovat CE-merkintä, Ey:n vaatimustenmukaisuusvakuutus, riskianalyysi, lujuustarkastelut ja laskut, sekä käyttöohjeet.

24(26) 4.6.5 Piirustusten ja dokumenttien tarkistus Piirustuksien tarkistamisen periaatteena on, että kun piirustukset ovat valmiina, ne annetaan toiselle suunnittelijalle tarkistettavaksi. Kun piirustukset on tarkistettu, ne annetaan hyväksyjälle, jonka jälkeen piirustukset ovat valmiina siirrettäväksi järjestelmään. Tällä menetelmällä minimoidaan inhimillisten virheiden määrä valmistuspiirustuksissa. Lujuuslaskut, riskianalyysi, Ey:n vaatimustenmukaisuusvakuutus ja käyttöohjeet teetettiin alihankkijalla, jolloin tehtäväksi jäi vain niiden tarkastaminen sekä Wärtsilän omaan järjestelmään siirtäminen.

25(26) 5 YHTEENVETO Työn lopputuloksena saatiin kattavat 3D-mallit (Kuva 13.), valmistuspiirustukset, ja tuotedokumentit nostoapuvälineen tilaamiseksi. Työ sujui joitain vastoinkäymisiä lukuunottamatta hyvin. Suurimmat ongelmat aiheutti ostokomponenttien mitoitus ja tilaaminen, koska kyselyihin vastaaminen kesti toimittajalta usein päiviä, tai jopa viikkoja. Myöskään kaikista komponenteista ei ollut 3D-malleja saatavilla, joka vaikeutti tiettyjen paikkojen mitoittamista. Kuva 17. Kuva valmiista suunnitelmasta.

26(26) LÄHTEET /1/ Wärtsilä Oyj Abp. Historia. Viitattu 12.1.2015 http://www.wartsila.com/fi/about/yhtio-johto/historia /2/ Wärtsilä Oyj Abp, Yhtiörakenne. Viitattu 12.1.2015 http://www.wartsila.com/fi/about/yhtio-johto/yhtiorakenne /3/ Satateräs Oy, galleria. Viitattu 18.3.2015 http://www.satateras.fi/galleria/index.php?albumid=5&page=3 /4/Suomen standardisoimisliitto ry. CE-merkintä. Viitattu 16.1.2015 http://www.sfs.fi/julkaisut_ja_palvelut/standardi_tutuksi/ce-merkinta /5/ Työsuojeluhallinto. Viitattu 16.1.2015 http://tyosuojelujulkaisut.wshop.di/documents/2011/tso_12.pdf /6/Siemens, products. Viitattu 20.1.2015 /http://www.plm.automation.siemens.com/en_us/products/nx/index.shtml?stc=ww iia420155 /7/ Pere, A. 2012. Koneenpiirustus 1&2. Espoo. Kirpe Oy