Kylmälaitekoneikon runkorakenteen kehittäminen
Hartikainen, Mikko (2015)
Diplomityö
Hartikainen, Mikko
2015
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201503231984
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201503231984
Tiivistelmä
Kylmälaitekoneikot ovat kylmäkomponentteja sisältäviä rakenteita, joiden avulla toteutetaan suurten tilojen, kuten elintarvikemyymälöiden sisäilman jäähdytys. Lisäksi koneikkojen avulla jäähdytetään matalampiin lämpötiloihin pienempiä kylmähuoneita. Osa koneikoista ottaa talteen kylmäprosessissa syntyvän lämmön, jota hyödynnetään tilojen lämmityksessä.
Tämän diplomityön tavoitteena oli suunnitella ja mitoittaa kahdeksalle eri kylmälaitekoneikolle entistä kustannustehokkaammat runkorakenteet, jotka ovat niin kestäviä, että koneikkoja on mahdollista pinota tilan säästämiseksi kolme päällekkäin. Lisäksi runkorakenteilta vaadittiin helppoa kuljetettavuutta, hyviä kiinnitysominaisuuksia ja korroosionkestävyyttä.
Aluksi työssä selvitettiin runkorakenteisiin kohdistuvat vaatimukset, jonka jälkeen materiaalin valinta tehtiin materiaaliin kohdistuvien vaatimusten perusteella. Rakenteiden palkit mitoitettiin tarvittavan taivutusvastuksen ja kiepahduksen mukaan. Pilarit puolestaan mitoitettiin nurjahduksen ja kaksiaksiaalisen taivutustilan perusteella. Tämän jälkeen mitoitettiin eri sauvojen väliset hitsi- ja ruuviliitokset siten, että rakenne hajoaa ylikuormitustilanteessa mahdollisimman turvallisesti. Työssä tehdyt laskelmat varmennettiin elementtimenetelmän avulla ja lopullisille rakenteille tehtiin elementtimenetelmällä vielä ominaistaajuusanalyysejä. Lopuksi työssä suunniteltiin runkorakenteille sopiva korroosionsuojaus. Refrigeration units are structures containing refrigeration components. They are used to cool down the air in large indoor spaces such as grocery stores. In addition they can be used to reduce temperatures in smaller cold storage rooms. Some of the refrigeration units recover waste heat created by the cooling process and it is reused for heating purposes.
The aim of this thesis was to design and dimension a more cost-effective structure for eight different refrigeration units. The structure had to be strong enough so that three units could be stacked on top of each other in order to save some floor space. In addition the structures were required good transportability, good fastening features and corrosion resistance.
At first the requirements for the frame structures were analyzed and on the basis of that the material was selected. The beams were dimensioned according to needed section modulus and lateral-torsional buckling. Pillars in turn were dimensioned according to buckling and twin axial bending. After that the weld and screw connections were dimensioned so that structures would act safely in overload situations. The calculations were verified using finite element method, and harmonic analyses were made to the final structures. In the end suitable corrosion protection method was chosen for the frame structures.
Tämän diplomityön tavoitteena oli suunnitella ja mitoittaa kahdeksalle eri kylmälaitekoneikolle entistä kustannustehokkaammat runkorakenteet, jotka ovat niin kestäviä, että koneikkoja on mahdollista pinota tilan säästämiseksi kolme päällekkäin. Lisäksi runkorakenteilta vaadittiin helppoa kuljetettavuutta, hyviä kiinnitysominaisuuksia ja korroosionkestävyyttä.
Aluksi työssä selvitettiin runkorakenteisiin kohdistuvat vaatimukset, jonka jälkeen materiaalin valinta tehtiin materiaaliin kohdistuvien vaatimusten perusteella. Rakenteiden palkit mitoitettiin tarvittavan taivutusvastuksen ja kiepahduksen mukaan. Pilarit puolestaan mitoitettiin nurjahduksen ja kaksiaksiaalisen taivutustilan perusteella. Tämän jälkeen mitoitettiin eri sauvojen väliset hitsi- ja ruuviliitokset siten, että rakenne hajoaa ylikuormitustilanteessa mahdollisimman turvallisesti. Työssä tehdyt laskelmat varmennettiin elementtimenetelmän avulla ja lopullisille rakenteille tehtiin elementtimenetelmällä vielä ominaistaajuusanalyysejä. Lopuksi työssä suunniteltiin runkorakenteille sopiva korroosionsuojaus.
The aim of this thesis was to design and dimension a more cost-effective structure for eight different refrigeration units. The structure had to be strong enough so that three units could be stacked on top of each other in order to save some floor space. In addition the structures were required good transportability, good fastening features and corrosion resistance.
At first the requirements for the frame structures were analyzed and on the basis of that the material was selected. The beams were dimensioned according to needed section modulus and lateral-torsional buckling. Pillars in turn were dimensioned according to buckling and twin axial bending. After that the weld and screw connections were dimensioned so that structures would act safely in overload situations. The calculations were verified using finite element method, and harmonic analyses were made to the final structures. In the end suitable corrosion protection method was chosen for the frame structures.