Materiaalikelkan tehonsiirto

Abstract

Tämän opinnäytetyön tilaajana toimi Pesmel, joka on erikoistunut automatisoitujen materiaalinkäsittely-, varastointi- ja pakkausjärjestelmien toimittamiseen metalli- ja paperiteollisuuden tarpeisiin. Työ käsittelee teräslevykelojen käärintään tarkoitetun materiaalikelkan tehonsiirtojärjestelmän uusimista siten, että siitä tulisi kapeampi ja paremmin suojattu, kuin käytössä oleva hihnavälitys.

Tehonsiirtojärjestelmäksi oli ehdolla hammaspyörät ja ketjuvälitys joko rulla- tai hammasketjulla. Kahden muun vaihtoehdon osoittauduttua toteuttamiskelvottomaksi, päätettiin tehonsiirtojärjestelmä toteuttaa hammaspyörillä. Tehtävänä oli käytännössä suunnitella ja mallintaa hammaspyörät, valita pyörille sopiva materiaali, voitelu ja laakerointi, sekä laskea laakereiden kestoiät. Lisäksi tuli suunnitella tehonsiirtojärjestelmän suojaksi kotelointi ja valita tiivisteet.

Työn tuloksena syntyi neljällä hammaspyörällä toteutettu tehonsiirtojärjestelmä. Hammaspyörien materiaaliksi valittiin tarkoitukseen sopiva hiiletysteräs, kun taas voitelu toteutettiin voitelurasvan avulla. Laakereiksi valittiin urakuulalaakerit, joiden elinikä laskettiin laakerivalmistajan kotisivuilla olevalla sovelluksella. Tiivisteiksi oli tarjolla kaksi vaihtoehtoa ja kotelosta mallinnettiin alustava ehdotus, joka lähetettiin Pesmelille jatkokehitystä varten.

This thesis was made for Pesmel which is a globally operating supplier of automated internal logistic, storing and packing systems for metal, paper and converting industries. The goal of this thesis was to design and model a new power transfer system for the material sledge, which is used for the packing of sheet metal coils. The new power transfer system was to be narrower and thus better protected than the current belt transmission.

The choices for the power transfer system were spur gears and chain-belt drive with either a roller chain or a tooth chain. After the other two options had turned out to be unfeasible, the spur gears were chosen for the power transfer system. The tasks were to design and model spur gears, to choose suitable material, lubrication and bearings for the gears and to calculate the bearing life. It was also necessary to design the casing for the protection of the power transfer system and to choose the seals.

The result of this work is a power transfer system with four spur gears. Carburizing steel was chosen for the material of the spur gears and mineral oil based grease was chosen for the lubrication. The bearings were implemented with the deep groove ball bearings whose bearing life was calculated with the application on the homepage of the manufacturer of the bearings. There were two options for the seals and the preliminary model of the casing was sent to Pesmel for further development.