Nosturin kuormauselimen liitynnän suunnittelu

Paperiteollisuuden prosessituotteista paperia varastoidaan erikokoisina rullina esim. pystyrullavarastoihin. Tämän diplomityön tavoitteena oli kehittää Konecranesin prosessinosturille liityntä paperirullia käsittelevän kuormauselimen ja nosturin välille. Tavoitteena oli löytää kiinnitysmenetelmä, joka mahdollistaa nosturien joustavan käytön mahdollisimman pienin muutoksin itse nosturin standardoituun rakenteeseen. Pääasiallisena syventymisen kohteena oli alipaineella paperirullia nostettavan kuormauselimen liityntä. Liitynnän on kyettävä joustamaan ja vaimentamaan paperirullia nostavaan kuormauselimeen nosturin liikkeelle lähdöstä ja pysähtymisestä syntyvät herätteet ja voimat. Nosturin liikenopeus on kyettävä pitämään mahdollisimman suurena lyhyen rullienkäsittelyajan saavuttamiseksi. Liitynnältä vaaditaan kykyä ottaa kuormauselin vastaan mahdollisimman suurella nostonopeudella. Lisäksi kuorman ja kuormauselimen oskillaatio on vaimennettava mahdollisimman nopeasti samalla rajoittaen heilunnasta aiheutuvaa maksimi siirtymää. Liitynnän suunnittelu pohjautuu nosturin, kuormauselimen ja paperirullan muodostaman systeemin teoreettiseen tarkasteluun. Systeemistä laadittiin dynaaminen malli, jonka avulla tutkittiin oskillaation ja syntyvien kiihtyvyyksien suuruutta. Näiden teoriaan perustuvien tuloksien pohjalta suunniteltiin vaimennukseen tarvittavat vaimennuselementit ja liitynnän rakenne. Suunnittelutyön tuloksena saatiin liitynnälle alustava rakenne, joka mahdollistaa käytettävien vaimennuselementtien vaihtamisen ja siten tehokkaan heilunnan vaimmennuksen. Suunnittelutyön lähtökohtana oleva teoreettinen tarkastelu vaatii tuekseen esim. prototyypin kokeellisten tulosten saamiseksi ennen lopullisen tuotteen valmistamista. Suunnitteluprosessissa noudatettiin järjestelmällisen tuotesuunnittelun vaiheita ja menetelmiä.

High roll storages can be used to store paper industry process products such as paper in tall rolls. The aim of this thesis was to design a connection for Konecranes’ process cranes loading device, which is handling the paper rolls. The goal was to find a connection method between the crane and the loading device that would enable the flexible use of the crane without or small changes to the standardized structure of the crane itself. The main focus of this study was in connection for the vacuum lifting devices. The connection has to be able to dampen the forces arisen from the acceleration and decceleration of the crane. Due to the short handling time requirement for the paper rolls, the crane has to move as fast as possible. It means also that the connection has to be able to dampen the impact caused by the fastly hoisted loading device arriving into the connection. In addition, the oscillation of the load and the loading device has to be damped as fast as possible. Moreover the maximum displacement of the load must be kept in certain limit. The desing of the connection is based on theoretical study of the system that includes the crane, loading device and the paper roll. The system behaviour was studied as in dynamic model, which gave estimates for oscillation and the arisen accelerations. These system variables were used then to design the necessary damping elements and the structure for the whole connection. Result of this design is a connection that enables the changing of the damping elements in such a way, that the oscillation of the load is damped effectively. Theoretical base for the whole study needs e.g. a prototype and some experimental results for its side before the final product can be made. The design was accomplished by following the steps and methods of the systematic product design process.