Kuormankäsittelylaitteen liukuominaisuuksien kehittäminen

Abstract

Koukkulaitteella käsitellään yleisesti erilaisia vaihtolavoja, joissa on niille sopiva tartuntakaari. Koukkulaite voidaan varustella myös ISO 668 1C ja 1CC konttien käsittelyä varten. Vaihtolavan ja kontin periaatteellisten erojen takia konttien käsittelyssä voi kuitenkin ilmetä ongelmia, joita normaalissa vaihtolavakäytössä ei synny. Tämän työn ensisijaisena tavoitteena oli tutkia laskennallisesti voimia, jotka syntyvät koukkulaitekonstruktion eri mekanismipisteisiin kontinkäsittelyn aikana. Työn toisena tavoitteena oli tutkia, voidaanko polymeerimateriaalilla korvata teräs kontinkäsittelysuksen liukupintamateriaalina.

Työ koostuu teoriaosuudesta sekä käytännön osuudesta. Teoriaosuudessa luodaan katsaus koukkulaitteeseen ja siihen liittyvään kontinkäsittelyvarustukseen. Lisäksi luodaan katsaus käytännön osuudessa tarvittavan laskennan teoreettiseen taustaan sekä tutkitaan neljän erilaisen polymeerimateriaalin ominaisuuksia erityisesti liukumiskitkan ja kulumisen näkökulmista.

Käytännön osuudessa kehitetään tarvittavat mekaniikan laskentamallit, joilla kuvataan koukkulaitteen käyttäytymistä erilaisissa kuormitustilanteissa. Lisäksi käytännön osuudessa sovelletaan QFD-menetelmää suksien liukupintamateriaalin valinnassa, jolloin myös asiakkaan näkökulma saadaan liitetyksi osaksi materiaalinvalintaa.

Tutkimuksen tulosten perusteella kitka on merkittävin tekijä, joka aiheuttaa ongelmia käsiteltäessä konttia koukkulaitteella. Tulosten perusteella on kuitenkin nähtävissä, että myös kuorman painopisteen paikalla on suuri merkitys, sillä se vaikuttaa erityisesti suksen liukupinnassa vaikuttavien kitkavoimien suuruuteen. Saatujen tulosten perusteella polymeerimateriaali on varteenotettava vaihtoehto suksen liukupintamateriaaliksi ja polymeerimateriaalin käytöllä voidaan saavuttaa matalakitkainen kontaktipari.

Hooklift is widely used to handle different kinds of flatracks equipped with a suitable bail bar. In some cases, the hooklift can also be equipped to handle class ISO 688 1C and 1CC freight containers. The handling principle when using the hooklift to handle the flatrack and a container varies and, in some cases, this can cause problems in the handling of the container. This thesis’ primary objective is computationally to study forces which occur in the different mechanism points of the hooklift during the container handling. The secondary objective of this thesis is to study is it possible to use polymer material to replace a wear plate of the container handling skid made of steel.

The thesis consists of a theory and a practical part. In the theory part the hooklift system and the container handling equipment are introduced to the reader. Further the theory background of the needed equations in the practical parts is introduced. In the last phase some detailed studies of four different polymer materials are made where the main weight is to understand the frictional and wear behavior of the materials.

In practical part the needed mathematical models of mechanic are developed to describe the behavior of hooklift during different loading situations. To help and to take account the perspective of a customer in skids wear plate material selection a QFD-analysis is also carried out.

As a result of this thesis, the friction between the skid and container is the major factor which causes problems during the load handling in container use. However, according to the results also the center of gravity of the container plays a markable role. This is the consequence of the friction forces between the skid and container which are dependent about the load distribution. This phenomenon can be reduced by choosing polymer material as the material of the wear plate of the skid.