Tela-alustaisen murskaimen valaistuksen konseptisuunnittelu
Hasa, Ella (2023)
2023
Konetekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Mechanical Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. Only for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2023-03-13
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202303102872
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202303102872
Tiivistelmä
Työssä luotiin valaistuskonsepti tela-alustaiselle murskaimelle ja tutkittiin konseptin vaatimustenmukaisuutta. Tela-alustaisia murskaimia voidaan käyttää kiviaineksen tai esimerkiksi betonin murskaamiseen. Työ tehtiin Metso Outotecille, koska yrityksellä oli halu kehittää tuotteita parantamalla niiden valaistusta. Työ koostui teoriaosuudesta ja käytännönläheisestä case-osuudesta. Aiheen laajuuden vuoksi työn ulkopuolelle rajattiin merkki- ja varoitusvalot, vaara-aluevalot sekä prosessivalot.
Teoriaisuuden aluksi selvitettiin Euroopan unionin lainsäädännön vaatimukset case-koneen valaistukselle. EU:n konedirektiivin vaatimukset voitiin täyttää noudattamalla koneeseen sovellettavia EN 1009 -standardiperheen vaatimuksia. Sovellettavia standardeja olivat EN 1009-1, sekä vielä julkaisua odottava EN 1009-6. EN 1009-1 -standardi käsittelee yleisesti mineraalien ja vastaavien kiinteiden materiaalien käsittelyyn käytettävien koneiden turvallisuutta, mutta EN 1009-6 keskittyy vain liikkuvien koneiden turvallisuuteen. Standardiperheen vaatimukset case-koneelle koottiin työssä selkeään taulukkomuotoon, minkä lisäksi vaatimusten tulkinnat avattiin tekstissä sanallisesti.
Teoriaosuudessa tutkittiin myös valaistuksen ergonomiaa suunnittelun tueksi. Valaistussuunnittelussa tulisi muun muassa kiinnittää huomiota riittävän valaistuksen luomiseen siten, että valot eivät häikäise työntekijöitä häiritsevästi. Häikäisyä voidaan estää esimerkiksi sijoittamalla valaisimia koneeseen siten, etteivät valot ole suoraan työntekijän näkökentässä.
Asiakasyrityksen tarpeet koneen valaistukselle selvitettiin palavereiden ja haastatteluiden avulla. Vaatimusten käsittelyssä käytettiin quality function deployment -suunnittelumenetelmää. Menetelmän avulla vaatimukset jaoteltiin listaksi, minkä jälkeen ne asetettiin keskinäiseen tärkeysjärjestykseen. Kahdeksi tärkeimmäksi vaatimukseksi nousivat riittävä valaistusvoimakkuus etenkin pimeässä työskentelyä varten, sekä se, että valaisimet kestävät koneen vaihtelevia käyttöolosuhteita.
Selvitettyjen asiakastarpeiden pohjalta case-koneelle luotiin kaksi valaistusratkaisukonseptia, joista toinen valittiin simuloitavaksi. Valittua konseptia simuloitiin Ansys Speos -ohjelmistolla. Valaistussimuloinnin tarkoituksena oli selvittää, täyttääkö konseptin ensimmäinen versio siihen sovellettavien standardien vaatimukset. Simuloinnin avulla nähtiin, että valaistuskonseptia on jatkokehitettävä ja valon määrää lisättävä, jotta se täyttäisi standardien EN 1009-1 ja EN 1009-6 vaatimukset. Muilta osin konsepti oli suunniteltu siten, että se vastasi yrityksen vaatimuksiin hyvin.
Kun valaistuskonseptista on jatkokehityksen myötä suunniteltu uusi versio, voidaan koneen valaistukselle tehdä tarkemmat simuloinnit. Valmistajan omaa tulkintaa vaativien mittausalueiden rajat on myös määriteltävä tarkkaan turvallisuusasiantuntijoiden kanssa jatkosimulointeja varten. Myös varoitus- ja merkkivalojen vaatimukset jäävät tilaajan selvitettäväksi, koska niiden tarkastelu rajattiin työn ulkopuolelle.
Teoriaisuuden aluksi selvitettiin Euroopan unionin lainsäädännön vaatimukset case-koneen valaistukselle. EU:n konedirektiivin vaatimukset voitiin täyttää noudattamalla koneeseen sovellettavia EN 1009 -standardiperheen vaatimuksia. Sovellettavia standardeja olivat EN 1009-1, sekä vielä julkaisua odottava EN 1009-6. EN 1009-1 -standardi käsittelee yleisesti mineraalien ja vastaavien kiinteiden materiaalien käsittelyyn käytettävien koneiden turvallisuutta, mutta EN 1009-6 keskittyy vain liikkuvien koneiden turvallisuuteen. Standardiperheen vaatimukset case-koneelle koottiin työssä selkeään taulukkomuotoon, minkä lisäksi vaatimusten tulkinnat avattiin tekstissä sanallisesti.
Teoriaosuudessa tutkittiin myös valaistuksen ergonomiaa suunnittelun tueksi. Valaistussuunnittelussa tulisi muun muassa kiinnittää huomiota riittävän valaistuksen luomiseen siten, että valot eivät häikäise työntekijöitä häiritsevästi. Häikäisyä voidaan estää esimerkiksi sijoittamalla valaisimia koneeseen siten, etteivät valot ole suoraan työntekijän näkökentässä.
Asiakasyrityksen tarpeet koneen valaistukselle selvitettiin palavereiden ja haastatteluiden avulla. Vaatimusten käsittelyssä käytettiin quality function deployment -suunnittelumenetelmää. Menetelmän avulla vaatimukset jaoteltiin listaksi, minkä jälkeen ne asetettiin keskinäiseen tärkeysjärjestykseen. Kahdeksi tärkeimmäksi vaatimukseksi nousivat riittävä valaistusvoimakkuus etenkin pimeässä työskentelyä varten, sekä se, että valaisimet kestävät koneen vaihtelevia käyttöolosuhteita.
Selvitettyjen asiakastarpeiden pohjalta case-koneelle luotiin kaksi valaistusratkaisukonseptia, joista toinen valittiin simuloitavaksi. Valittua konseptia simuloitiin Ansys Speos -ohjelmistolla. Valaistussimuloinnin tarkoituksena oli selvittää, täyttääkö konseptin ensimmäinen versio siihen sovellettavien standardien vaatimukset. Simuloinnin avulla nähtiin, että valaistuskonseptia on jatkokehitettävä ja valon määrää lisättävä, jotta se täyttäisi standardien EN 1009-1 ja EN 1009-6 vaatimukset. Muilta osin konsepti oli suunniteltu siten, että se vastasi yrityksen vaatimuksiin hyvin.
Kun valaistuskonseptista on jatkokehityksen myötä suunniteltu uusi versio, voidaan koneen valaistukselle tehdä tarkemmat simuloinnit. Valmistajan omaa tulkintaa vaativien mittausalueiden rajat on myös määriteltävä tarkkaan turvallisuusasiantuntijoiden kanssa jatkosimulointeja varten. Myös varoitus- ja merkkivalojen vaatimukset jäävät tilaajan selvitettäväksi, koska niiden tarkastelu rajattiin työn ulkopuolelle.