Rengaskoneen hydrauliikan kehittäminen

Abstract

Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan kaivinkonekäyttöisen hydraulisen rengaskoneen hydrauliikan kehittämistä rengaskoneen pääsylinterin liikenopeuden näkökulmasta. Nykyisen hydraulisylinterin toiminta on toivottua hitaampaa. Työssä tarkasteltavat mahdollisuudet liikenopeuden lisäämiseen ovat sylinterin uudelleenmitoitus sekä differentiaalikytkennän eli pikaliikkeen lisääminen sylinteriin. Teorian osalta työssä käsitellään kaksitoimisen yksipuolisella männänvarrella varustetun hydraulisylinterin tärkeimpiä ominaisuuksia ja mitoitukseen liittyviä tekijöitä sekä differentiaalikytkentä, jolla voidaan lisätä sylinterin liikenopeutta. Teoriaosuuden jälkeen esitellään tarkastelun kohteena oleva rengaskone, jota käytetään auton vanteen ja renkaan erottamiseen. Työn käytännön osuudessa esitellään vaihtoehtoisen sylinterin mitoitus, minkä tarkoituksena on selvittää, voidaanko rengaskoneeseen valita nykyistä pienempi pääsylinteri. Sylinterin mitoitukseen liittyy oleellisesti sylinteriltä vaadittu voima. Tämä voima ei ollut tiedossa työtä aloitettaessa, joten työhön sisältyy käytännön mittaus, jossa selvitetään sylinteriltä vaadittu voima. Käytännön osuuteen sisältyy myös rengaskoneen nykyisen sylinterin ja työssä mitoitetun vaihtoehtoisen sylinterin vertailu. Nykyisen ja vaihtoehtoisen sylinterin vertailun perusteella vaihtoehtoisen sylinterin liikenopeus ei ole oleellisesti nykyisen sylinterin liikenopeutta suurempi, mutta differentiaalikytkennän hyödyntäminen nykyisessä sylinterissä kasvattaa liikenopeutta huomattavasti. Nykyisen sylinterin liikenopeus on 0,064 m/s ja differentiaalikytkennällä kyseisen sylinterin liikenopeus on 0,160 m/s. Nykyisen ja vaihtoehtoisen sylinterin liikenopeudet differentiaalikytkennällä ovat yhtä suuret, koska sylintereiden männänvarren halkaisijat ovat yhtä suuret. Nykyisellä sylinterillä saavutetaan kuitenkin suurempi voima kuin vaihtoehtoisella sylinterillä. Vaihtoehtoisen sylinterin pienempi voima saattaisi rajoittaa rengaskoneen mahdollisuutta käsitellä joitakin renkaita. Työn lopputuloksena ehdotetaan paineohjatun pikaliikeventtiilin lisäämistä pääsylinterille, jolloin liikenopeus on nykyistä suurempi silloin, kun sylinteriltä ei vaadita paljoa voimaa. Jos voimaa tarvitaan enemmän, pikaliikeventtiili ohjaa automaattisesti sylinterin paluuvirtauksen järjestelmän painelinjaan.