Pienmetsäkoneen takarungon suunnittelu
Olkkonen, Jussi (2025)
Katso/
Sisältö avataan julkiseksi: 18.06.2027
Diplomityö
2025
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025061871526
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025061871526
Tiivistelmä
Tämän diplomityön tavoitteena oli suunnitella Jarcrac Forest Finland Oy:n valmistamaan pienmetsäkoneeseen uusi takarunko hyödyntäen systemaattisen koneensuunnittelun menetelmää. Suunnittelun lähtökohtana olivat tilaajan rungolle asettamat vaatimukset ja toiveet. Rungon geometrian tuli osittain vastata nykyistä rakennetta. Suunniteltu rakenne mallinnettiin CAD-ohjelmistolla ja sen lujuutta arvioitiin elementtimenetelmän staattisella analyysilla.
Rakenne suunniteltiin teräslevyistä hitsaamalla kokoonpantavaksi. Suunnittelu perustui siihen, että metsäkoneen kiertonivelen sijainti ja telien kiinnityspisteet pysyvät ennallaan. Lisäksi suunnittelussa huomioitiin myös mahdolliset tulevaisuuden tarpeet. Lopputuloksena saatiin modulaarinen runkorakenne, jota voidaan soveltaa vain vähäisin muutoksin sekä kumitela- että pyöräalustaisten ajokoneiden ja kombikoneiden valmistukseen.
Mallinnus ja elementtimenetelmäanalyysi suoritettiin SolidWorks-ohjelmistolla ja sen Simulation-lisäosalla. Rakenne analysoitiin työssä määriteltyjen kuormitustapausten avulla, jotka sisälsivät erilaisia koneen käyttöön liittyviä kuormitusten yhdistelmiä. Analyysitulosten perusteella rakennetta muokattiin tarvittavilta osin vastaamaan asetettuja vaatimuksia. The objective of this Master’s thesis was to design a new rear frame for a compact forestry machine manufactured by Jarcrac Forest Finland Oy, utilizing a systematic machine design methodology. The design was based on the client’s requirements and preferences for the frame, including partial conformity to the geometry of the existing structure. The new frame was modelled using CAD software, and its structural strength was evaluated through a static finite element analysis.
The frame was designed to be assembled by welding together cut steel plates. The design preserved the existing positions of the machine’s articulation joint and bogie mounting points. Additionally, potential future requirements were taken into account during the design process. As a result, a modular frame structure was developed, which can be adapted for both rubber-tracked and wheeled forwarders and combimachines, with only minor modifications of structural components.
The modelling and finite element analysis were carried out using SolidWorks software and its Simulation add-in. The structure was analysed under predefined loading cases that represented various combinations of operational loads expected during use. Based on the analysis results, the structure was modified as necessary to meet the specified requirements.
Rakenne suunniteltiin teräslevyistä hitsaamalla kokoonpantavaksi. Suunnittelu perustui siihen, että metsäkoneen kiertonivelen sijainti ja telien kiinnityspisteet pysyvät ennallaan. Lisäksi suunnittelussa huomioitiin myös mahdolliset tulevaisuuden tarpeet. Lopputuloksena saatiin modulaarinen runkorakenne, jota voidaan soveltaa vain vähäisin muutoksin sekä kumitela- että pyöräalustaisten ajokoneiden ja kombikoneiden valmistukseen.
Mallinnus ja elementtimenetelmäanalyysi suoritettiin SolidWorks-ohjelmistolla ja sen Simulation-lisäosalla. Rakenne analysoitiin työssä määriteltyjen kuormitustapausten avulla, jotka sisälsivät erilaisia koneen käyttöön liittyviä kuormitusten yhdistelmiä. Analyysitulosten perusteella rakennetta muokattiin tarvittavilta osin vastaamaan asetettuja vaatimuksia.
The frame was designed to be assembled by welding together cut steel plates. The design preserved the existing positions of the machine’s articulation joint and bogie mounting points. Additionally, potential future requirements were taken into account during the design process. As a result, a modular frame structure was developed, which can be adapted for both rubber-tracked and wheeled forwarders and combimachines, with only minor modifications of structural components.
The modelling and finite element analysis were carried out using SolidWorks software and its Simulation add-in. The structure was analysed under predefined loading cases that represented various combinations of operational loads expected during use. Based on the analysis results, the structure was modified as necessary to meet the specified requirements.