Moottorivaihtoehtojen testauslaitteiston mekaniikkasuunnittelu

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli toteuttaa mekaniikkasuunnittelu moottoreiden testauslaitteistolle. Laitteistolla voidaan testata ennalta listattuja moottoreita, jotka olivat erilaisia lineaarimoottoreita ja AC-servomoottoreita sekä yksi kestomagnetoitu AC-tahtimoottori. Testauslaitteistolla voidaan määrittää moottoreiden paikoitustarkkuus, voima ja kiihtyvyys.

Testauslaitteistoa alettiin suunnitella tuotekehitykselle ominaisilla menetelmillä. Vaatimuslistan ja tuotespesifikaation laatimisen jälkeen laitteisto jaettiin osatoimintoihin, joita olivat esimerkiksi moottoreiden kiinnitys ja moottoreiden kuormitusjärjestelmä. Näihin osatoimintoihin kehitettiin toimivia ratkaisuja, minkä jälkeen niistä valittiin parhaimmat vaihtoehdot ja koottiin yhdeksi toimivaksi kokonaisuudeksi. Kokonaisuuteen suunniteltavaksi valittuja osatoimintoja olivat esimerkiksi moottoreiden kiinnitys räätälöityjen kiinnityslaippojen avulla ja pyörivien moottoreiden lineaariliikkeen toteutus hammashihnakäytöllä. Laitteistoon valittiin ja mitoitettiin siihen tarvittavat komponentit kuten laakerit, sakarakytkimet ja hammaspyörät. Tarvittavat rakenteet suunniteltiin ja kokoonpanoista tuotettiin 3D-mallit.

Opinnäytetyön tuloksia olivat laitteiston valmistamiseen tarvittavat tiedot, kuten kokoonpanojen 3D-mallit, valmistettavien osien 2D-piirustukset sekä komponenttien hankintalista. 3D-malleista tuotettiin myös konfiguraatiot eri moottorivaihtoehdoilla. Komponenttien hankintalista sisälsi kaikki laitteistoon tulevat sellaiset komponentit, jotka voidaan ostaa alihankkijalta, kuten laakerit, lukitusrenkaat ja lineaarijohteet.

The aim of the thesis was to implement mechanical design for the motor testing equipment. The equipment can be used to test pre-listed motors, such as vari-ous linear motors and AC servomotors. The test equipment can be used to de-termine the positioning, force and acceleration of the motors.

The designing process of the equipment was started by using methods typical for a product development project. Initially, a requirement list and a product specification were prepared, after which the equipment was divided into sub-functions. Functional solutions were developed for these sub-functions, after which the best alternatives were selected and assembled into a single func-tional entity. Some of the functions selected for the design was, for example, the attachment of the motors by customized fastening flanges and the linear motion of the rotating engines with the toothed belt drive. The components were selected and dimensioned for the equipment, including bearings, gears and timing belts. The necessary structures were designed and 3D models of the assembly were produced.

The results of the project were the information needed to produce the testing equipment, such as 3D models of assemblies, 2D drawings of the parts to be manufactured, and the list of the components that needs to be subcontracted. The configurations of 3D models consisting alternative motors were also pro-duced. The list of subcontracted components included all hardware that can be purchased from a subcontractor such as bearings, locking rings and linear guideways.