Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen Transporttechnologie
T.J. Boeschoten Asophangingen voor mobiele havenkranen.
Doctoraalopdracht, Rapport 95.3.TT.4508, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
De voorheen door Nelcon toegepaste hydraulische asophanging voor de zes-assige mobiele kraan blijkt problemen te geven, o.a. olielekkage. Voor de kranen in een nieuw te ontwikkelen kraanserie (2 t/m 8 assen) moet daarom een ander type asophanging worden ontwikkeld: een verbeterde hydraulische of een geheel mechanische.
Belangrijke eisen zijn dat de asophanging de vier hoekpunten van de onderwagen goed moet ondersteunen, terwijl per hoekpunt de belasting over de drie wielen (dubbellucht) moet worden verdeeld. Hierbij moet over een oneffen terrein kunnen worden gereden. Uit de eisen volgt dat de asophanging genoeg bewegingsmogelijkheden moet hebben. Bij te veel bewegingsmogelijkheden kan de kraan instabiel worden. Bij te weinig bewegingsmogelijkheden kan een oneffen wegdek niet goed worden gevolgd.
Door de asophanging te beschouwen als een ruimtelijk mechanisme, opgebouwd uit schakels met een eindige stijfheid, kunnen de vrijheidsgraden en bewegingsmogelijkheden worden bepaald. De betekenis hiervan moet goed worden onderzocht. Bijvoorbeeld een om zijn eigen as roterende duw/trekstang is wel een bewegingsmogelijkheid maar doet voor de positionering van de niet ter zake.
Vanwege de complexiteit van het ontwerp (rekening houden met inbouw stuurinrichting, fabricagekosten etc.) is niet direkt vanuit de eisen en
randvoorwaarden een concept-asophanging ontwikkeld. Volgens een ontwerpmethodiek is eerst de functie, het 'ondersteunen van de kraan', gesplitst in deelfuncties. Voor vervulling hiervan is een aantal deelconstructies ontwikkeld. Dit zijn constructies met bv. duw/trekstangen om 'krachten op de as in het horizontale vlak door te leiden' en deelconstructies met balansen en/of hydraulische cilinders om 'vertikale krachten over de assen te verdelen'. Deze deelconstructies zijn beoordeeld op krachtsdoorleiding en bewegingsmogelijkheden.
De twee geschiktste deelconstructies (ieder voor één van de twee deelfuncties) zijn gecombineerd, en uitgewerkt tot een mechanische concept-asophanging. Een kenmerk is dat in de asophanging geen krachten worden geïntroduceerd bij beweging van de assen. Dit vereenvoudigt het (uit)construeren. Dit laatste moet nog worden gedaan.
Op basis van het ontwikkelde concept en/of op basis van de andere deelconstructies kunnen relatief gemakkelijk nog andere concepten (ook hydraulische) worden ontworpen. Hieruit kan dan een keuze worden gemaakt. Naast de asophanging voor de M1600 is ook, op basis hiervan, een asophanging voor de M2000 (4+4 assen) ontwikkeld. Verder wordt de asophanging van de M700 (2+2 assen, door Nelcon ontwikkeld), kort
geanalyseerd, vooral op bewegingsmogelijkheden. Er is een aanbeveling gedaan (en uitgevoerd) om de toegepaste balans 'geknikt' uit te voeren. Ook in de asophangingen van de M1600 en M2000 wordt een licht geknikte balans toegepast.
Geconcludeerd wordt dat de mechanische asophanging voor de M1600 een alternatief is voor de huidige hydraulische asophanging. Verder is het ontwerpen via het eerst ontwikkelen van deelconstructies een goede methode omdat dit het ontwerpproces overzichtelijker maakt. Tenslotte wordt geconcludeerd dat een theoretische -kinematische- beschouwing van het aantal vrijheidsgraden van een asophanging alleen, niet voldoende is om de bewegingsmogelijkheden te kunnen beoordelen. Er moet worden onderzicht wat de betekenis is van de vrijheidsgraden voor de feitelijke beweging. Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
