Henkilönostimen puomiston hydraulisylinterien korvaaminen sähkömekaanisilla toimilaitteilla

Abstract

Diplomityön tavoitteena on tutkia kevyen henkilönostimen puomiston sähköistämistä, eli puomiston hydraulisylinterien korvaamista sähkömekaanisilla sylintereillä. Näkökulmana tutkimukselle ovat sähköiset- ja toiminnalliset muutokset, ympäristöhyödyt sekä kokonais-vaikutukset laitteen hintaan ja kannattavuuteen. Tavoitteena on luoda yritykselle tarpeeksi kattava selvitys tuotekehitysprojektin aloittamisen päätöksen tueksi. Täysin sähkökäyttöisiä laitteita tulee markkinoille hiljalleen, ja valmistajat ovat osoittaneet kiinnostusta Dinolift Oy:tä kohtaan kehitystyössä, joten selvityksen tekeminen on perusteltua.

Diplomityössä perehdytään Dinolift Oy:n DINO 280RXTII henkilönostimen puomiston neljän pääliikkeen hydraulisylinterien vaihtamiseen sähkömekaanisiin toimilaitteisiin. Näissä sähkömoottorin pyörimisliike muutetaan lineaariseksi liikkeeksi kuula- tai planeettaruuvin avulla. Diplomityössä tehdään katsaus komponenttivalmistajilta sekä Dinolift Oy:ltä saadun datan perusteella markkinoilla oleviin ratkaisuihin. Komponenttien vaihtaminen vaatii muutoksia rakenteeseen, eikä niiden pohtiminen syvällisesti kuulu tähän työhön. Valituissa komponenteissa tulee mukana sähkömoottori, toimilaite, johtosarja sekä ohjaus.

Diplomityössä osoitetaan, että sähkömekaaninen toteutus on mahdollinen. Energiansäästöä on mahdollista saavuttaa järjestelmän paremman hyötysuhteen ansiosta, ja laitteessa tarvittua öljyä ei voitelua lukuun ottamatta ole. Vaikka toteutus on sähkömekaanisten toimilaitteiden osalta pioneerivaiheessa lähes seitsemän kertaa niin kallis kuin hydraulinen toteutus, sähkökäyttöisten laitteiden määrä markkinoilla kasvaa, ja täysin sähköisen järjestelmän soveltuvuus henkilönostinkäytössä kannattaa selvittää. Alan sähköistyminen menee eteenpäin ja lähitulevaisuudessa prototyyppejä on tehtynä, ja luultavasti markkinoilla, joten käytännön testejä olisi hyvä tehdä jo nyt.

The object of this thesis is to study the electrification of the boom of a mobile elevating work platform (MEWP) by chancing booms’ hydraulic cylinders with electromechanical actuators. The research focuses on electrical and operational changes, gained environmental benefits and overall impacts on the price and profitability of the machine. The aim is to create a sufficiently comprehensive report for Dinolift Oy to support the decision starting a product development project. Fully electrified machines are slowly entering the MEWP markets, and actuator manufacturers have shown interest in to start a development project together with Dinolift Oy, so it is justified to conduct a study.

This thesis focuses on replacing the hydraulic cylinders of the four main movements of the Dinolift’s DINO 280RXTII boom with electromechanical actuators. In these, the rotational motion of the electric motor is converted into linear motion by means of a ball or a planet screw. Based on data from manufacturers and Dinolift Oy, the thesis will provide an over-view of different solutions available on the market. Replacing components will require structural changes, and those are not part of this thesis. The selected actuators include an electric motor, actuator part, wire harness and control part.

This thesis shows that electromechanical implementation of the machine is possible. It is possible to achieve energy savings due to the improved efficiency of the system. Also, no oil is needed in the machine, except for lubrication purposes. Although the implementation is almost seven times as expensive in terms of cylinders, the number of machines on the market will increase and the suitability of a fully electric system for MEWP should be investigated further. The electrification of the industry is advancing and soon prototypes have been made and are probably on the market, so it would be good to carry out practical tests now.