search query: @keyword runko-ohjaus / total: 3
results-list
reference: 3 / 3
« previous | next »
Author:Lehtinen, Tuukka
Title:Electromechanical steering for an articulated mobile work machine
Sähkömekaaninen ohjaus runko-ohjattuun työkoneeseen
Publication type:Master's thesis
Publication year:2013
Pages:vii + 94 s. + liitt. 6      Language:   eng
Department/School:Koneenrakennustekniikan laitos
Main subject:Auto- ja työkonetekniikka   (Kon-16)
Supervisor:Juhala, Matti
Instructor:Sainio, Panu
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions
close

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  4254   | Archive
Keywords:steering
frame-steering
electromechanical
actuator
hybridization
ohjaus
runko-ohjaus
sähkömekaaninen
toimilaite
hybridisointi
Abstract (eng): This thesis studies alternative electromechanical solutions for the traditional hydraulic cylinder that is used to actuate the articulation joint of a frame-steered vehicle.
The reason for preparing this thesis is the interest to lower the energy consumption of an underground work machine and to acquire better controllability and steer ability.
The conversion to electromechanical actuation is studied as a part of the hybridization of the Sandvik EJC 90 load-haul-dumper.

The advantages and disadvantages of frame-steering, hybridization of heavy vehicles and electromechanical actuators are discussed first.
Articulated vehicles as a vehicle category are shortly presented.
The Sandvik EJC 90 case machine is also presented.
A closer look is taken at linear and rotary electromechanical actuator technologies in the appropriate size range.
Linear electromechanical actuators based on three screw technologies, the trapezoidal, ball and roller screw, are presented.
Two main designs, based on the spur and worm gear, of rotary actuators are presented.

The reliability of linear electromechanical actuators is shortly discussed.
It appears plausible to replace hydraulic frame-steering with an electromechanical solution.
Electromechanical actuators of today have improved due to advances in electric motor technology, electronics and material science etc.
They still have some distance to cover when force density is considered but offer numerous other benefits, the most important of which are their controllability and effortless and flexible implementation.
Unbiased literature about electromechanical actuators is, however, not readily available, which may lead to distorted notions about their true capabilities.

For the concept of this thesis a rotary electromechanical device is selected for its higher interest value in a research sense.
The selected device provides self-locking ability, which should significantly reduce energy consumption during operation.
Electromechanical actuation is also a smart companion for hybridization as it may increase the energy savings of an actuation system.
Hybridization of heavy vehicles and machinery is a fair decade behind that of the passenger car industry but is catching up due to tightening emission regulations.

A concept for the implementation of the selected electromechanical actuator is presented at the end of the thesis.
The concept is designed to be as simple as possible and design is performed on an outline level leaving detail design for consideration.
Outline instructions for installation of this concept structure are also included.
Abstract (fin): Tässä opinnäytetyössä tutkitaan vaihtoehtoisia sähkömekaanisia ratkaisuja perinteisesti runko-ohjauksessa käytetylle hydrauliselle sylinterille.
Työn motivaationa toimi tavoite vähentää maanalaisen työkoneen energian kulutusta ja parantaa sen ohjattavuutta.
Siirtymistä sähkömekaanisen toimilaitteen käyttöön tutkitaan osana Sandvik EJC 90 kaivostyökoneen hybridisointiprojektia.

Työssä paneudutaan runko-ohjauksen hyötyihin ja haittoihin, raskaan kaluston hybridisointiin ja sähkömekaanisiin toimilaitteisiin.
Työkonepuolella käytetyt nivelohjatut ajoneuvot käydään lyhyesti läpi ja samalla esitellään työn kohdekone, Sandvik EJC 90.
Tarkemmin tutustutaan sähkömekaanisiin lineaari- ja rotaatiotoimilaitteisiin, jotka ovat suorituskyvyltään samassa kokoluokassa kuin kohdekoneen hydraulissylinteri.
Lineaaritoimilaitteista esitellään kolmeen eri voimansiirtoruuviin perustuvat ratkaisut.
Nämä kolme ovat trapetsi-, kuula- ja rullaruuvi.
Rotaatiotoimilaitteista esitellään kaksi toimintaperiaatetta: matoruuvi- ja lieriöhammaspyörävälitykseen perustuvat.

Sähkömekaanisten lineaaritoimilaitteiden luotettavuutta käsitellään myös lyhyesti.
Sähkömekaaniset toimilaitteet tuntuvat kehittyneen sille tasolle, että niillä voidaan korvata hydraulisia ohjauskonstruktioita.
Laitteiden suorituskyvyn parantumiseen on myötävaikuttanut sähkömoottoreiden, elektroniikan ja materiaalitieteiden kehitys.
Voimatiheydessä hydraulisjärjestelmät ovat vielä edellä, mutta sähkömekaaniset toimilaitejärjestelmät tarjoavat joitakin ylivoimaisia etuja, kuten ylivoimaiset säätö- ja ohjausominaisuudet sekä implementoinnin helppous ja joustavuus.

Tässä työssä sähkömekaaniseksi toimilaitteeksi valittiin matoruuvivälitykseen perustuva rotaatioratkaisu.
Sen suurin etu on itsepidättyvyys, jonka ansiosta energiaa voidaan säästää merkittävästi käytön aikana.
Sähkömekaaninen toimilaitejärjestelmä on järkevä osa työkoneen hybridisointia, silla sen avulla voidaan edesauttaa energiasaastojen syntymistä.
Raskaan kaluston hybridisointi on reilun vuosikymmenen autoteollisuutta jäljessä, mutta kehitys on malliltaan kiihtyvän luonteista jatkuvasti kiristyvien päästösäännösten vuoksi.

Työn lopussa esitellään konsepti, jonka avulla valittu sähkömekaaninen rotaatiotoimilaite voidaan asentaa kohdekoneeseen.
Konseptisuunnittelu on toteutettu pääpiirretasolla tavoitteena mahdollisimman yksinkertainen tarkoituksenmukainen konstruktio.
Mukana ovat myös asennusohjeet pääpiirteittäin ja ideoita yksityiskohtien suunnitteluun.
ED:2013-10-22
INSSI record number: 47388
+ add basket
« previous | next »
INSSI