Developement of climbing trolley for suspended access equipment

摘要

Tämä tutkimus käsittelee riipputelinejärjestelmän kiipeävän siirtovaunun tuotekehitysprojektia. Riipputelinejärjestelmän pääkomponentteja ovat riipputeline, siirtovaunut ja kulkukiskot. Siirtovaunu on kulkukiskoja pitkin kulkeva laite, jota käytetään riipputelineen kannattelemiseen ja liikuttamiseen. Kaltevilla kiskoradoilla käytetään erityisiä moottoroituja kiipeäviä siirtovaunuja. Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää uudenlainen kiipeävä siirtovaunu, joka on kiipeämiskapasiteetiltaan riittävä ja edullinen valmistaa.Työn aluksi tutkittiin nykyisien kiipeävien siirtovaunujen toimintaperiaatteita ja niissä käytettyjä ratkaisuja. Tämän jälkeen määriteltiin tutkimuksen suunnitteluprosessimalli ja siirtovaunun kehitystyötä koskevat laskentaperiaatteet. Turvallisuus- ja lujuustarkasteluissa noudatettiin riipputelinejärjestelmästandardia SFS-EN 1808, jonka perusteella suoritettiin myös turvallisuus- ja riskianalyysi. Varsinainen kehitystyö aloitettiin määrit-tämällä uudelta siirtovaunulta vaadittavat omaisuudet ja laatimalla vaatimuslista. Vaatimuslistan perusteella edettiin konseptisuunnitteluvaiheeseen, jossa luotiin useita ratkaisuvaihtoehtoja. Paras ratkaisuvaihtoehto valittiin jatkokehittelyyn pistearvioinnin ja kohtuullisesti onnistuneen 1. prototyypin perusteella. Jatkokehittelyssä periaateratkaisun eri osatoiminnoille etsittiin lopulliset ratkaisut. Mekaniikkasuunnittelussa jatkokehityksen tuloksena saatua konstruktiota optimoitiin ja eri komponentit mitoitettiin. Suunnittelutulokset todennettiin käytännön kokeilla ja koetulokset yhtenivät hyvin laskelmien kanssa.Kehitetty ratkaisu koostuu teräksisestä levyleikerungosta, jossa käyttövoima saadaan yläakselille sijoitetusta yhdestä sähkömoottorista. Alapyörä pyörii vapaasti, mutta turvallisuuden lisäämiseksi sekä ylä- että alapyörä on varustettu hätäpysäyttimellä. Kehitetty siirtovaunu kykenee kiipeämään 400 kilogramman kuormalla 35 astetta kallistetulla kiskolla ja 500 kilogramman kuormalla 30 astetta. Uusi ratkaisu on puolet edullisempi valmistaa ja puolet kevyempi verrattuna nykyisiin pystysuoraan kiipeäviin siirtovaunuihin. Suunnitteluprosessi onnistui kokonaisuutena erittäin hyvin. Tuotekehitysprojekti oli taloudellisesti kannattava ja tuloksena saadun ratkaisun toiminnallisuus oli hyvällä tasolla. Tärkeimpiä jatkokehityskohteita on konstruktion viimeistely ja pienien toiminnallisuuspuutteiden ratkaiseminen.