Nostojarrun luotettavuuden varmistaminen
Valli, Tuomas (2015)
2015
Sähkötekniikan koulutusohjelma
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2015-03-04
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201502161061
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201502161061
Tiivistelmä
Tämä diplomityö käsittelee konekäyttöisten nostolaitteiden nostojarruna käytettävän sähkömagneettisen levyjarrun toimintaa, sen luotettavuuteen vaikuttavia tekijöitä sekä erilaisia nostojarrun luotettavuuden varmistamiseen soveltuvia menetelmiä. Työn päätavoitteena on löytää nostojarrun luotettavuuden varmistamiseen parhaiten soveltuvat menetelmät. Työn tavoitteen saavuttaminen edellyttää käsitystä nostojarrun toiminnasta ja vikaantumistavoista, mistä johtuen työn tavoitteisiin kuuluu myös levyjarrun keskeisten vikaantumistapojen tunnistaminen ja niiden kriittisyyden arviointi.
Nostojarrun tehtävänä on nostettavien kuormien ei-toivottujen liikkeiden estäminen. Sähkömagneettinen levyjarru on yleisin nostimissa käytettävistä nostojarrutyypeistä. Jarru avautuu sähkömagneettisesti ja sulkeutuu jousitoimisesti. Nostojarrulle on asetettu toimintaan ja turvallisuuteen liittyviä vaatimuksia, joista keskeisimmät liittyvät jarrun tuottamaan jarrutusmomenttiin sekä toiminta-aikoihin. Nostojarru on nostimen toiminnan kannalta turvallisuuskriittinen komponentti ja jarrun vikaantumisen seuraukset ovat yleensä vakavat niin turvallisuuden kannalta kuin taloudellisestikin. Nostojarrun vikaantumisten taustalla olevia tekijöitä ja vikaantumisten seurauksia tarkastellaan tässä työssä vika- ja vaikutusanalyysin sekä vikapuuanalyysin avulla. Analyyseissa havaittiin, että nostojarrulla voi esiintyä useita erilaisia vikamuotoja, joista kriittisimmäksi todettiin jarrutusmomentin riittämättömyys, joka johtuu tavallisimmin jarrulevyn kitkamateriaalin kulumisen myötä heikentyneestä kitkakertoimesta.
Nostojarrun luotettavuuden varmistaminen perustuu luotettavuustietoon, jota saadaan erilaisista lähteistä, kuten käyttö- ja kunnossapitodatasta, asiakasreklamaatioista, luotettavuusanalyyseista, mallinnuksesta sekä testauksesta. Kiihdytetty elinikätestaus mahdollistaa luotettavuustiedon saamisen huomattavasti käytöstä tulevaa tietoa aikaisemmin. Saatua luotettavuustietoa voidaan analysoida hyödyntäen tilastollisia menetelmiä, joiden avulla voidaan tehdä ennusteita esimerkiksi nostojarrun eliniästä, vikatiheydestä tai odotettavista vikamuodoista. Luotettavuustestauksen lisäksi nostojarrulle voidaan tehdä toiminnallisia mittauksia, joista keskeisimmät ovat jarrutusmomentin ja toimintaaikojen mittaukset sekä jarrun hätäpysäytysvaatimusten täyttymisen varmentaminen. Kunnossapidon ja kunnonvalvonnan merkitys nostojarrun luotettavuuden kannalta on myös keskeinen. Kunnonvalvonta mahdollistaa sekä jarrun kulumisen ja avautumisen valvonnan.
Nostojarrun tehtävänä on nostettavien kuormien ei-toivottujen liikkeiden estäminen. Sähkömagneettinen levyjarru on yleisin nostimissa käytettävistä nostojarrutyypeistä. Jarru avautuu sähkömagneettisesti ja sulkeutuu jousitoimisesti. Nostojarrulle on asetettu toimintaan ja turvallisuuteen liittyviä vaatimuksia, joista keskeisimmät liittyvät jarrun tuottamaan jarrutusmomenttiin sekä toiminta-aikoihin. Nostojarru on nostimen toiminnan kannalta turvallisuuskriittinen komponentti ja jarrun vikaantumisen seuraukset ovat yleensä vakavat niin turvallisuuden kannalta kuin taloudellisestikin. Nostojarrun vikaantumisten taustalla olevia tekijöitä ja vikaantumisten seurauksia tarkastellaan tässä työssä vika- ja vaikutusanalyysin sekä vikapuuanalyysin avulla. Analyyseissa havaittiin, että nostojarrulla voi esiintyä useita erilaisia vikamuotoja, joista kriittisimmäksi todettiin jarrutusmomentin riittämättömyys, joka johtuu tavallisimmin jarrulevyn kitkamateriaalin kulumisen myötä heikentyneestä kitkakertoimesta.
Nostojarrun luotettavuuden varmistaminen perustuu luotettavuustietoon, jota saadaan erilaisista lähteistä, kuten käyttö- ja kunnossapitodatasta, asiakasreklamaatioista, luotettavuusanalyyseista, mallinnuksesta sekä testauksesta. Kiihdytetty elinikätestaus mahdollistaa luotettavuustiedon saamisen huomattavasti käytöstä tulevaa tietoa aikaisemmin. Saatua luotettavuustietoa voidaan analysoida hyödyntäen tilastollisia menetelmiä, joiden avulla voidaan tehdä ennusteita esimerkiksi nostojarrun eliniästä, vikatiheydestä tai odotettavista vikamuodoista. Luotettavuustestauksen lisäksi nostojarrulle voidaan tehdä toiminnallisia mittauksia, joista keskeisimmät ovat jarrutusmomentin ja toimintaaikojen mittaukset sekä jarrun hätäpysäytysvaatimusten täyttymisen varmentaminen. Kunnossapidon ja kunnonvalvonnan merkitys nostojarrun luotettavuuden kannalta on myös keskeinen. Kunnonvalvonta mahdollistaa sekä jarrun kulumisen ja avautumisen valvonnan.