Parametrisen mallinnuksen kehittäminen sähkömoottoreiden suunnittelussa

Abstract

Sähkömoottoreihin suunnitellaan jatkuvasti uusia komponentteja, tai muokataan olemassa olevia asiakkaiden tarpeiden mukaan. Opinnäytetyön aiheena oli para-metrisen mallinnuksen kehittäminen sähkömoottoreiden suunnittelussa. Opin-näytetyö suoritettiin ABB Motors and Generators–yksikön suunnitteluosastolle.

Päätavoitteena opinnäytetyölle oli optimoida suunnittelutyön tehokkuutta, lyhen-tämällä sähkömoottoreiden komponenttien suunnittelutyöhön kuluvaa aikaa. Sähkömoottoreiden akseli valittiin pääaiheeksi, koska uusia akseleita joudutaan suunnittelemaan jatkuvasti, sekä niiden työlään mallinnusvaiheen vuoksi. Suun-nittelutyötä onnistuttiin lyhentämään automatisoimalla mallinnusvaihetta, teke-mällä vakioakseleiden 3D-malleista parametrisia. Muita tavoitteita oli tutkia pa-rametriselle mallinnukselle muita käyttökohteita ja tuoda esiin sen mahdolli-suuksia suunnittelijoille. Vakio akseleiden valmistuskuvat tehtiin yhdenmuotoi-siksi, koska niissä oli eroavaisuuksia, akselin suunnittelijasta riippuen. Tehdyt valmistuspiirustukset ja 3D-mallit tehtiin ABB:n uuden sisäisen suunnitteluoh-jeen mukaiseksi.

Opinnäytetyössä esitellään parametrisen mallinnuksen teoriaa ja hyötyjä, sekä käytettävyyttä erilaisiin aiheisiin.

Tehdyt parametriset 3D-mallit antavat mekaniikkasuunnittelijoille monimuotoi-set, mutta helposti muokattavissa olevat pohjat uuden akselin suunnittelua var-ten, sekä lyhentävät selkeästi mallinnusvaiheeseen vaadittua aikaa.

New components are constantly designed or existing ones are being modified for electrical motors according to customer needs. The subject of this thesis was to develop parametric modelling used in designing electrical motors. The thesis was performed for ABB Motors and Generators divisions engineering depart-ment.

The main goal of this thesis was to optimize the efficiency of the engineering work, by shortening the time needed to design new components. The shaft of the electrical motor was chosen as the main subject, because new shafts are con-stantly designed, and because the modelling process of the shafts is arduous. Shortening of the engineering work needed for new shafts, was done by making the standard 3D shaft models parametric. Other goals for this thesis was to study other possible usages for parametric modelling and to present its possibilities for the engineers. The manufacturing drawings of the standard shafts were made similar to each other, since they did differ from each other depending on the en-gineer who designed them. Manufacturing drawings and 3D-models that were made in thesis, were made according to ABB’s new internal engineering instruc-tion.

Theory, benefits and possible usages to different subjects are presented in this thesis.

The made parametric 3D models give mechanical engineers diverse, but easily modifiable bases for designing new shaft and shorten clearly the needed time for the engineering process