- Kari kolehmainen Samaa tarkoittava suhdelaskenta

These pages are for

Strength of Materials
Studying products
Visual Geometry
Physiology
Physics
History


Nämä sivut ovat:

Näkemisen geometriaa
Tuotteiden tarkastelua
Lujuuslaskentaa
Fysiologiaa
Fysiikkaa
Historiaa

Visitors - Kävijät

Käyntejä kotisivuilla:415801 kpl

Muita tuotteita

 1.   Nostokorvat nosto-orsiin

 2.   Elementtimuotit tehtaisiin

 3.   Huoltotasojen suunnittelu

 4.   Laivatelakka sisävesille

 5.   Mekaaniset putkiliittimet

 6.   Nosturiluukun koneisto

 7.   Pinonkääntäjät

 8.   Siirrettävä asennusnosturi

 9.   Puolipukkinosturi

10.   Pukkinosturi

11.   Päätykannattaja  - poikkileikkaus

12.   Riippuvarakenteinen siltanosturi

13.   Rautatierakennukset Irakissa

14.   Siltaelementit ajoneuvoille

15.   Ruuvikuljetin tuotteena

16.   Ruuvikuljetin tuotearvoavaruudessa.

1.   Nostokorvat nosto-orsiin

Nostokorva on terästä, näkyvää ja käsin kosketeltavaa, välittäen voiman nostokoukusta nostettavaan kappaleeseen. Nostettavan painoa ei näe, mutta sen voi laskea. Nostettaessa kappaleen paino muuttuu potentiaalienergiaksi, jolloin nostoon kuluva energia on noston potentiaalienergiaa + koneiston häviöt.

 

2020-04.jpg

 

Muodonmuutos nostokorvakkeessa on suhteessa kappaleen painoon, siitä pystymättä määrittämään nostoon käytetyn tehon määrää. Tämä, sillä tuntemalla voiman aikayksikössä, kokonaisaikaa ja -matkaa ei tiedetä. Aika ei vaikuta nostokorvakkeen lujuuteen, sillä siihen vaikuttaa toistojen määrä. Toisaalta sitäkään ei voi määrittää korvaketta tarkastelemalla.

Historiaa taaksepäin: Alkuräjähdyksessä syntyi 80 % vetyä ja 20 % heliumia. Prosentteihin kannattaa kiinnittää huomio, suhteen liittyessä lukemattomiin asioihin. Vaikkapa oikea- ja väsenkätisten suhteena. Johdantona kertoimelle 1,25, yleisesti 20 % vastaa 80 % kaikista tapahtumista.

100/1,25 = 80                      40/80 = 0,25

Tähtien luhistumisten ydinfuusioiden kautta syntyi alkuaineita, kuten rauta, jota on kaikkialla universumissa. Alkuaine rauta, tarkasteluissa seostamaton teräs, liittyy matemaattinen suhteellisuus. Laskenta perustuu  S235 ja S355 lujuusluokan teräksiin, joiden lujuudellinen suhde on lähellä kerrointa 1,618. Myötöluudet S355 / S235 = 1,51.

Nostolaitteen tai lähes minkä tahansa laitteen suunnittelu on hyvä aloittaa nostokorvista. Kuulin kerran säiliövalmistajan työnjohtajan ohjeen; "suunnitelkaa ensin nostokorvat tuotteeseen". Tämä, suunnittelijan unohdettua nostokorvat, jolloin ongelmaksi syntyi, kuinka saada säiliö käännettyä, ilman tarvittavia korvakkeita. Edellinen kuulostaa humoristiselta, mutta miettikää tarkemmin. (73)

 

2.   Elementtimuotit tehtaisiin

Kahden Irakiin toimitetun muottikaluston suunnitteluun osallistuminen. Kymmeniä muotteja kaupunkien rakentamiseksi. Kuvassa valettu pilarimuotti ja takana muita muotteja eri tarkoituksiin. Asennuksen paikalle suorittivat miehet, jotka valmistivat muotit Hollolan Salpakankaalla vuonna 1981. Muottien suunnittelun lähtökohtana olivat piirustukset ja asetetut vaatimukset tasomaisuudesta pinnoissa ja suoruudet.

 

irak_muottikalustot.jpg

 

Kuiva ja lämmin ympäristö ei vaadi rakenteiden pystyttämistä muottikalustojen päälle. Hiekkamyrskyt ainoastaan voivat peittää muotit pölyyn ja hiekkaan. Haastavimmiksi muoteiksi kokemukseni ovat osoittaneet kierteiset porrasmuotit, jotka käsin piirrettäessä paperille tuottivat harmaita hiuksia ja harmia. Lujuuden määritystä muotit ovat lisänneet mm. esijännitysten ja muottipaineen vaikutusten huomioimisena. Myöhemmin säiliörakenteilla tekemieni mittausten pohjalta, jäykistetyt levykentät ovat jäykempiä, kuin laskemalla. Tämän kirjoitan tässä yhteydessä mustista teräksistä. Ruostumattomilla valkoisilla teräksillä on kylmämuokkautuminen, josta kirjoitan säiliörakenteiden yhteydessä. (48)


3.   Huoltotasojen suunnittelu

Rakenteet ovat sijoituspaikan mukaisesti suunniteltavia, suhteellisuuden sisältyessä niihin. Hoitotasorakenteen paino on usein etukäteen määritettävää, jolloin laskennasta on hyötyä tarjouslaskennassa. Portaiden nousu on mahdollista määrittää myös Pascalin kolmion mukaan.

Näillä sivuilla esitetään portaiden nousun määrittäminen. Taulukkolaskentana määritettävä portaiden nousu on tehtävän suoritusta, ilman suhteellisuuden käsitettä. Tuntemalla molemmat tavat, on tästä hyötyä monessa merkityksessä. (272)

hoitotaso_3d.jpg

4.   Laivatelakka sisävesille

Paineilmalla ja vesipumppujen avulla toimiva erikoisratkaisu. Konstruktio oli edistyksellinen ja edullinen valmistaa, sillä tarkoitus oli käyttää kierrätykseen tarkoitettuja materiaaleja. Kaupunki ei lähtenyt mukaan betonirakenteiden osalta, jolloin hanke raukesi. 

 

goliath_crane.jpg

 Kelluva telakka

Telakalla oli valmius nostaa autolautta, painoltaan noin 150 000 kg. Alus, jota erityisesti ajateltiin tälle telakalle, oli yhden talven eräässä kanavassa puutolppien päällä.  Kokemukset tästä eivät olleet rohkaisevia. Kanavan sulkuportit vuotivat vettä, jolloin pumppauskaluston ja niiden käytön kustannukset olivat suuret. Telakan sijasta valmistui luiskanostin veneille.  (51)

5.   Mekaaniset putkiliittimet

Putket   D42 -  D48

Miksi hoitotasorakenteita hitsata, mikäli vahvan rakenteen voi valmistaa ilman hitsausta? Olen mitoittanut hoitotasorakenteita, samalla kuullut suunnittelun ja valmístuksen kalleuden. En näe vaikeutta tämän ratkaisemiseksi, sillä lujuuden kanssa kaiteella on vähän tekemistä. Eräät kaiteet liitetään tällä hetkellä pop-niiteillä, enkä tarkoita tämän kaltaista liittämistapaa. Alumiini niitti voi syöpyä ja aiheuttaa vaaratilanteen.

pipe_fitting.jpgRakenneputkessa on tyhjä putken sisäosa, johon voi sijoittaa liitososan.  Tätä ei näe putken sisältä. Asentaminen ei vaadi hitsausta, jolloin asennustyö on nopea. Hoitotason pystytolpat voi kiinnittää vastaavalla tavalla, siihen tarkoitetulla liitostavalla. Ruostumattomat putkitarvikkeet voi tuoda irto-osina asennuspaikalle, joka vaatii vain putken katkaisemisen ja liittämisen. Mustat putket maalataan ennen toimitusta tai ne voi maalata asennuksen yhteydessä. Toimitustapa on tietysti valmistajakohtainen ja tuotteen mukainen. Lopputulos on molemmissa vaihtoehdoissa siisti ja tarkastelun kestävä. (144)


 

6.   Nosturiluukun koneisto

Nosturiluukku tekee mahdolliseksi ajaa siltanosturi ulos sisähallista. Osat valmisti ammattikoulun metalliosasto. Kevään myöhäisen ajankohdan seurauksena ne viimeisteli Lahden Aikuiskoulutuskeskus. Sain suunnittelun tehtäväksi, sillä olin suunnitellut joukon nostolaitteita. Myös hallissa oleva nosturi oli osittain suunnittelemani.

ex803_nosturiluukku.jpg

ex803_01_nosturiluukku.jpg

Nähtävä ilmarako yläreunassa

Saranoinnin ongelma on luukun väärä asento, tiivistämättä alareunaa. Valokuvassa on silmin nähtävä rako luukun ylänurkassa. Vastaava rako on myös luukun alareunassa. Virhe oli aikaisemmassa suunnittelussa, jota ei saatu poistettua. Luukussa on kolme noston vaijeria, sillä luukku on leveä ja varsin kevyt. Voiko tämän kaltaisesta suunnittelusta oppia jotakin? Kyllä, sillä kaikki kokemus täydentää toista.  Huomautuksena; Luukun suunnittelu ei ole käsialaani. (815)

7.   Pinonkääntäjät

Suomalainen yritys sanoi 80-luvulla olevansa pinonkääntäjien valmistaja, jollainen tulee olla jokaisen painotalon lattialla. Rotek pinonkääntäjisä tuli maailmanlaajuisesti tunnettu brändi painotalojen paperiarkkien käsittelyssä. Nämä tuotteet olivat ensimmäiset hydraulisesti toimivat laitteet. Kilpailijat halveerasivat näitä alussa väittämällä; kuka haluaa lattialle öljyä vuotavan laitteen. Tänä päivänä kaikki haluavat vastaavan tuotteen, vastakohtana mekaaniset suurikokoiset laitteet. Edella olevasta, osa on netistä luettavissa.

 

rotek.jpg

 

Suunnittelin modernisoinnin näille laitteille, myin tuotteet eri maiden edustajille ja huolehdin yli 800 toimitetun laitteen varaosahuollosta. Vuosien työn jälkeen, maininta tunnetusta brändistä lammittää mieltä. (287)

8.   Siirrettävä asennusnosturi

pukkinosturi_asentamiseen.jpg

Nämä ovat kevytrakenteisina nopeasti purettavia ja pystytettävissä toimintaan. Siirrettäviä asennusnostureita käytetään yleisesti käsitaljalla asentamisessa ja huoltotehtävissä.

Rakenne: valmistetaan teräksestä. Päärunkorakenne sivulla on jäykkä suljettu putkirakenne, mutta nostin kiinnitetään sopivaan päällä olevaan I-profiiliin. Nostokyky on yleensä 500 - 1000 kg, minkään estämättä niiden tekemistä paljon suuremmiksi. 

Kantopyörät: suurihalkaisijaiset pyörät nailonia, valurautaa tai kumia asennettuna laakeroituna kääntyviin pyöräpesiin. Tavallisesti kaksi pyöristä on varustettu jarrulla.

Siirtäminen: käytännössä nostolaitetta ei pitäisi siirtää kuormitettuna, laitteen ollessa tarkoitettu enemmän nostamiseen kuin siirtolaitteeksi. Kuitenkin on mahdollista siirtää kuormitettua nostolaitetta, laskemalla taakan mahdollisimman lähelle lattian pintaa, jolla vältetään nosturin kaatuminen.

9.   Puolipukkinosturi

Puolipukkinosturi on suositeltava ratkaisu, jos rakennus ei ole kykenevä kannattamaan sillan painoa tai nosturiradan kisko on vain toisella puolella rakennusta. Nostureiden nostokyky suhdelaskentaan on enintään 10 000 kg ja jänneväli noin 18 metriä.

Konstruktio on samanlainen kuin pukkinosturissa. Varsinkin ulkotiloihin sijoitettavan nosturin nostin suojataan, joko kiinteällä katoksella tai nostimen mukana liikkuvalla suojuksella säävaihteluja vastaan. Tarkastelemme tuotteen rakennetta ja sen painon muodostusta.

Siirtonopeus yksinopeuksisena 20-30 m/min

Kaksinopeuksisena esim. 20/5 tai 30/7,5 m/min.

Erikoisvarusteita; hydrauliset liikkeet estämään nopeuden muutoksia, kuorman heiluntaa ja antamaan parempi turvallisuus ja tarkkuus käsittelyyn. Joustavat kumipyörät, silloin kun toiminta-alusta on riittävän tasainen ja kykenevä kantamaan pyöräkuormituksen. Pysäköintivarusteet ulkokäytössä. Liikkeen rajoittimet ja automaattinen pysäytysautomatiikka. (176)

4-156_puolipukkinosturi.jpg

10.   Pukkinosturi tekninen kuvaus

Pukkinosturit ovat muunnoksia siltanostureista, joita käytetään pääasiallisesti ulkona, minne ei ole kätevää rakentaa yläpuolista nosturirataa tai rakennus on kevytrakenteinen.  Pukkinosturit suhdelaskentaan ovat enintään 10 000 kg ja 18 m.

 

goliath_crane.jpg

Kuva  sisävesitelakka projektista

 

Pukkinosturit voidaan jakaa neljään pääelementtin

Pääkannattaja tai pääkannattajat. Vakioitu teräsprofiili tai hitsattu kotelorakenne, sen mukaan, mikä on kuorman suuruus tai nosturin jänneväli.

Jalat: koneellisesti hitsatut teräsprofiilit tai hitsattu kotelorakenne, varmistaen päätykannattajan jäykkyyden.

Päätytelit: Päätykannattajat (tai pyöpäpesät) suhdelaskennan mukaisesti ovat vakioita. Koneellisesti hitsatut teräspoikkileikkaukset (suositus), sisältäen kaikki mekaaniset osat. Kantopyörät (teräksestä, kuula tai rullalaakereilla), hammasvaihdemoottoriyksiköt (yksi- tai kaksinopeuksisena, jotka ovat vasen- tai oikeakätiset rakenteeltaan) kumipuskurit, ohjauskotelo jne.

Nostokoneisto

Usein käytetään nostokoneiston katosta suojaamaan säältä

Ohjeelliset siirtonopeudet

Yksinopeuksisena   20 m/min   tai  30 m/min  - 

Kaksinopeuksisena:   30 m/min    ja    7,5 m/min

11.   Päätykannattaja  -  poikkileikkaus

Siltanosturin päätykannattaja kuvassa on esimerkki 80-luvulta. Siirtomekanismi on suoravetoinen kuulalaakeroitu laippapyörä. Ei avoin välitys, kuten laskennan päätykannattimissa.

2-285_end_carriage_b.jpg

Piirustus osoittaa yksinkertaisen nosturin rakenteen. Se, mikä täytyy osata, on laskea rakenteen lujuus, kantopyörän kuluminen ja sopiva käyttöteho. Tänään rakenne poikkeaa kuvassa esitetystä, mutta kuvan rakennetta olevia nostureita on edelleen käytössä. Erikoisuus laakeroinnissa on laakeripesä, joka on valmistettu kahdesta osasta. Tämän johdosta laakerit ja kantopyörä on tarvittaessa helppo vaihtaa. (598)


12.   Riippuvarakenteinen siltanosturi

Kuvassa 5 t nosturi, Lahden Lämpövoima Oy, Lahti

riippuvarakenteinen_sn.jpgSijoituspaikkana hiilikentän huoltohalli, mahdollistaen työkoneiden osien asennusnostot hallissa. Yksinkertaisimmassa muodossa silta muodostuu I-palkkirungosta tuettuna kahdeksalla pyörällä, yksi pyöräpäri jokaisessa nurkassa, jotka ovat alalaipan päällä juoksujohteena toimivalla I-palkilla. Nosturia siirretään käsin, akseliin kiinnitetyn ketjupyörän välityksellä.

Hammaspyörävälityksellä voima siirtyy kahdelle pyörän akselille. Päätykannattajat ovat kuulalaakereilla varustettuja ja irrotettavat akselit ja pyörät ovat muotoiltu toimimaan yksikannattimisilla poikkileikkausmuodoilla.

                   5 t /18 m:in jännevälille saakka (moottoroidut siirrot)

                   Erikoisrakenteet ruostumattomasta teräksestä

13.   Rautatierakennukset Irakissa

Toimittaja: YIT      Valmistaja:  SR-Kone Oy      Aika:  80-luku

Irakin rautateiden nykyaikaistamissuunnitelmien mukaisten asemarakennusten muottikaluston suunnittelu. Poikkeavaa on kattojen muoto, joka esitetään funktiomuodossa. (49)

 

irakin_rautatieasema.jpg

 

http://www.on-track-on-line.com/foto-iraq.shtml

14.   Siltalementit ajoneuvoille

Suhdelaskenta on matematiikkaa ja tutkimusta materiassa vaikuttavista voimista. Lisäksi selvitän, kuinka voimat ovat johdettavissa materiaalin ulkopuolella asioihin. Suunnittelin, myin ja valmistimme kuvan kaltaisia siltaelementtejä. Käytin aluksi piirustuslautaa, myöhemmin sähköistä 2d-suunnittelua ja lopulta 3d-suunnittelua. Ensimmäinen valokuva tuotteesta on 30 vuotta sitten. Voimat ja materiaali teräs säilyvät tulevaisuudessakin.

 

bridge_element_1.jpg

 

Siltaelementit kunnallisteknisiin töihin, ovat taloudellinen ja joustava tapa ajoneuvojen ja jalankulkijoiden ohjaamiseksi kaivantojen yli. Käyttämällä siltaelementtejä, kaivanto voi jäädä avoimeksi yön tai viikonlopun yli, ilman turvallisuuteen liittyvää ongelmaa. Kuvan valokuva on otettu 01.05 2008.

Rakenne

Kyynellevypintainen kansilevy jäykistettynä levykotelojäykisteillä. Elementtien leveys on 1220 mm. Ajoneuvoille tarkoitetut siltaelementit ovat kytketty toisiinsa kiinnitysyksiköillä. Irroitettavat kaiteet ovat valmistettu pyöreästä putkesta ja ovat varustettuja potkulistalla. Käytännössä potkulista korvataan putkella, sillä ajoneuvoille tarkoitetuilla silloilla ei ole jalankulkua. Keskellä kaidetta on jäykiste, jossa paikka siltaelementtiä käyttävän organisaation nimelle. Elementeissä on kaiteiden kiinnityskohdissa reiät, niiden nostamiseksi asennusten yhteydessä. Harmaa pintäväri. (408)

Käyttö

Elementit ovat nopeasti asennettavissa kuorma-auton lavalta. Tämän jälkeen elementit toimivat niin kesällä, kuin talvella liikenteen johtamiseksi kaivantojen ylitse. Varastoinnin aikana elementit ovat ladottavissa päällekkäin tilan säästämiseksi. Näin varastointi on vaivatonta ulkotiloissa.

15.   Ruuvikuljetin tuotteena

ruuvikuljetin_1.jpgTeknisesti ruuvikuljetin on yksinkertainen ja halpa, mutta haittapuolena on kuluminen ja tehontarve kuljetettavaan materiaalimäärään suhteutettuna. Kuljettimen kapasiteetti on yleensä 5 - 40 m3/h, jolloin suurimmat voivat olla yli 200 m3/h. Suurilla materiaalin virtauksilla, muut kuljetinratkaisut tulevat usein edullisemmiksi.

                                                        Ruuvikuljetin tuotervoavaruuden nosteessa

kuljetinruuvit.jpg

Laskennan malli

Laskenta antaa mallin, kuinka kuljettimen tiedon tuntemalla, muiden kuljettimien vastaava tieto tunnetaan. Tietäessä esimerkiksi ruuvikuljettimen painon, tämä on muutettavissa muiden vastaavien kuljettimien painoksi. Tuentaväli voi kasvaa tai lyhentyä jne. Laskemme kaikki kuljettimet sarjassa ja lisäksi tarkastelemme poikkeuksia. Laskenta tarkkuus on alle 5 prosenttia.

Vaihtoehtoinen määrittämistapa

Ilman suhdelaskentaa voi laskea tehon ja kapasiteetin kuljettimille, mutta painon määrittäminen on vaikeampaa. Kuinka moni hallitsee tämän tehtävän? Suhdelaskennan avulla, kaikki hallitsevat tämän. Laskenta varmistetaan vertaamalla kuljettimien toimittajien antamiin tietoihin. Lisäksi on laadittu laskentaohjelma standardeihin ja laskentaohjeisiin perustuen, liittäen tähän kokemukset  kuljettimista. Ruuvin levittäminen on myös eräs ruuvikuljettimeen liittyvä tehtävä. Opimme tavan mitoittaa ruuvin levitys oikein. Erään kirjallisuuden antama malli tekee käytännössä levyosasta väärän mittaisen.  (158)

16.   Ruuvikuljetin tuotearvoavaruudessa

ruuvikuljetin_1.jpgKuuntelen markkinointimiestä tuotteistamisesta, jolloin korvaan osuu lause: Ensimmäisen tuotteen yhteydessä tulee jo miettiä, tuleeko malleja lisää ja mihin tuoteavaruuteen tuote sijoittuu.

Tämä on kuin suhdelaskennan johdatus, sillä tuoteavaruuksia on yhtä monta kuin on tuotteita.

Esimerkiksi ruuvikuljettimet hakkeelle ovat omassa tuoteavaruudessa, ruuvikuljettimet kiviaineksen siirtoon omassa. Tämä, sillä jälkimmäiset ovat rakenteeltaan kuluttavaan käyttöön ja vahvempia rakenteeltaan.

sukellusvene.jpg

Kuvitellaan ruuvikuljettimen sijaitsevan tuoteavaruudessa. Siihen vaikuttaa vaikuttaa gravitaatiovoima, josta vähennetään keskipakoisvoima maapallon pyörimisestä. Jäljelle jää painovoima G 9,82 m/s2. Sekunnin neliö (m/s2) on mielenkiintoinen pinta-alan merkintä. Siitä seuraa laskennallinen noste, sillä pinta-alaan kohdistuu paine. Kuljettimen arvot nousevat laskemalla pintaan, kuten sukellusvene valokuvassa. Ajatus, jonka arkhimedes keksi, on tähänkin päivään sijoittuvaa.

21.6 2018*08:00
www.karikolehmainen.com
gr8pr0@suomi24.fi