Tuhkanlannoituskuupan konseptivaiheen suunnittelu

Abstract

Tämän diplomityön tarkoituksena on tehdä tuhkalannoituskuupan konseptivaiheen suunnittelua ja tutkia mitä eri asioita koneensuunnittelussa tulisi ottaa huomioon. Työn teettäjänä toimii ForestVital Oy, jonka käyttöön uusi tuhkalannoituskuuppa tulisi mahdollistamaan erilaista tuhkan hyötykäyttöä helikopterilla. Työn tavoitteena on tutkia mistä materiaalista ja millaisella toimintaperiaatteella tuhkanlannoituskuuppa voisi olla tehty. Aiemmin on kokeiltu eräänlaista avokuuppaa, joka ei ole toiminut toivotunlaisesti ollessa liian hidas avautumaan ja sulkeutumaan. Lisäksi materiaalin kiinni tarttuminen on ollut ongelma.

Diplomityöhön on tehty kirjallisuuskatsausta VDI 2221 mukaisesta koneensuunnittelun eri vaiheista, yleisesti materiaalivalinnasta, DFMA:sta sekä työhön mahdollisesti liittyvistä standardeista tai direktiiveistä. Tuhkakuupan alustavaa suunnittelua on tehty VDI 2221 ja muiden vaatimuksien mukaisesti.

Varsinaista tuhkalannoituskuupan suunnittelua ei saatu vielä valmiiksi, mutta työ loi hyvän pohjan jatkokehitykselle. Alustavalla suunnitellulla säiliön toimintaperiaatteella pitäisi mahdollistaa nopea ja tehokas liike säiliön toiminnalle. Jatkossa tulisi tehdä yhteistyötä valmistavan yrityksen kanssa mahdollistaen DFMA:n mukaista rakenteen optimointia valmistusnäkökulmat huomioiden. Tuhkakuupalle tulisi tehdä 3d mallinnukset ja tarkempia lujuuslaskelmia rasitukset huomioiden rakenteen optimointia varten esimerkiksi fem-mallinnusta hyödyntäen.

The purpose of this thesis is to design a concept-phase ash fertilization bucket and explore the various considerations required in machine design. The work is commissioned by ForestVital Oy, which aims to utilize the new ash fertilization bucket for new possibilities in ash spreading with a helicopter. The goal of the work is to investigate what material and with what operating principle the ash-fertilization bucket could be made of. Previously, a type of open bucket has been tested, but it has not performed as desired due to being too slow to open and close. Additionally, material sticking to it has been an issue.

The thesis includes a literature review on machine design according to the VDI 2221 standard, general material selection, DFMA, and relevant standards or directives potentially applicable to the project. The preliminary design of the ash fertilizer bucket has been done in accordance with VDI 2221 and other requirements.

Although the ash fertilization bucket design was not finalized, the thesis has established a solid foundation for further development. The preliminary planned operating principle of the bucket should enable fast and efficient movement for the operation of the bucket. Future work should involve collaboration with the manufacturing company, enabling optimization of the structure according to DFMA, considering the manufacturing aspects. 3D modeling and more detailed strength calculations should be done for the ash bucket. Considering the stresses for the optimization of the structure using, for example fem modeling.