Trimmerin kapasiteetin kasvattaminen dynamiikan mallinnuksen avulla

Abstract

Työn tavoitteena oli kasvattaa sahan dimensiolaitoksella käytettävän trimmerin rakenteellista kapasiteettia. Tavoitteeseen pyrittiin modernisoimalla trimmerin teräyksikköä käyttävää toimilaite ja teräyksikön säätö dynamiikan mallinnuksen avulla. Trimmerin teräyksikön dynamiikka mallinnettiin MATLAB-matematiikkaohjelmistolla kaksiulotteisena kinematiikkamallina ja kolmeulotteisena kinetiikkamallina. Dynamiikkamallien tulosten perusteella valittin teräyksikköä käyttävä toimilaite komponentteineen. Kinetiikkamalliin mallinnettiin trimmeriä käyttävä hydraulipiiri valittuine komponentteineen keskittyneiden paineiden ja puoliempiirisen mallinnuksen periaatteita käyttäen. Teräyksikön työkiertoa säätämään mallinnettiin suljettu takaisinkytketty säätöpiiri. Tuloksien perusteella valittiin optimaalinen toimilaitteen asemointigeometria ja todettiin mallinnetun järjestelmän täyttävän asetetut vaatimukset. Järjestelmää testattiin muuttamalla jarjestelman parametreja ja tutkimalla muutosten vaikutuksia jarjestelman toimintaan. Lisaksi tutkittiin lyhyesti terayksikon rakenteen keventamisen vaikutuksia.

The objective of the work was to improve the constructional capacity of a trimmer used at sawmills. The goal was intended to reach by modernising the actuator of the trimmer and the control system by using modelling of dynamics. The dynamics of the trimmer's blade unit was modelled by MATLAB- mathematical program as a two-dimensional kinematic model and as a three-dimensional kinetic model. The actuator and its components were selected on the basis of the results of the dynamics models. The hydraulic circuit with the selected components was modelled using the principles of concentrated pressures and semi-empirical modelling. A closed-loop control system was modelled to control the work cycle of the blade unit. According to the results, an optimal geometrical position of the actuator was determined and satisfactory results of the modelled system respecting to the set standards were met. The operation of the system was tested by parameter variation and examining the effects on the system. The effects of lightening the construction of the blade unit were also examined.