HAMMASKEHÄN ASENNUSTYÖKALUN SUUNNITTELU

Abstract

Tämän insinöörityön tavoitteena oli kehittää malliratkaisu jousikiinnitteisen hammaskehäkäytön asennustyökaluksi, sekä tutkia siihen kohdistuvien kuormituksien vaikutuksia rakenteeseen. Myös asennustyökalun valmistuksen kulurakennetta haluttiin selvittää osana rakenteen kehitystä. Tutkimus tehtiin Moventas Santasalo Oy:n toimeksiannosta.

Työn aluksi perehdyttiin hammaskehäkäyttöihin yleisellä tasolla, niiden tärkeimpiin käyttökohteisiin ja erilaisiin rakenne- sekä kiinnitysvaihtoehtoihin. Tämän jälkeen käytiin läpi jousikiinnitteisen hammaskehäkäytön asennustyön kulku vaihe vaiheelta. Seuraavaksi käytiin läpi asennusvaiheessa ilmenneitä ongelmia, sekä asennustyökalun rakenteelle asetettuja vaatimuksia. Vaatimusten pohjalta valittiin kolme konstruktiota, joista yksi oli olemassa oleva ratkaisu. Konstruktioita verrattiin toisiinsa sekä taloudellisesta että teknisestä näkökulmasta.

Taloudellisessa vertailussa eri konstruktiosta laadittiin valmistuskuvat, jotka lähetettiin alihankkijoille valmistuskustannusten ja niiden jakautumisen selvittämiseksi. Tekninen arvostelu suoritettiin vertailemalla konstruktioiden ominaisuuksia käyttäen erilaisia analyysimenetelmiä. Tämän jälkeen kahdelle parhaalle konstruktiolle suoritettiin karkea lujuustarkastelu elementtimenetelmällä. Lopuksi käytiin läpi todellisen esimerkin avulla yksinkertaisen tuoteautomaatin luominen levyrakenteisen konstruktion pohjalta Vertex G4 CAD -ohjelman avulla.

Suoritettujen vertailujen ja lujuustarkastelujen pohjalta voitiin todeta, että levyrakenteinen asennustyökalu on konstruktiovaihtoehdoista ehdottomasti paras. Sen rakenne on helpoiten skaalattavissa vaatimusten mukaan, ja sen lujuutta voidaan lisätä helposti levyn paksuutta muuttamalla.

The purpose of this graduate study was to develop a model structure for the mounting tool of spring mounted type segmented girth gear, and to analyse the effects of the loads affecting the structure. Also the distribution of costs concerning the manufacturing of the mounting tool was to be analyzed as a part of the design process. The study was assigned by Moventas Santasalo Oy.

In the beginning of the study the girth ring drives were reviewed in general, and their most common use and mounting solutions were examined. After that, the work progress of the installation work for the spring mounted type segmented girth gear was reviewed step by step. In the next phase, the problems and demands for the assembly tool structure that occurred during the installation process were assessed. Based on those demands, three designs were selected. One of those was the existing design. Designs were then compared in both the economic and technical perspectives.

For the economical comparison of different designs, specified manufacturing drawings were sent to subsuppliers for determination of manufacturing costs. Technical review of the constructions was carried out by comparing the technical properties of the designs using different kinds of analyzing methods. Subsequently, a structural analysis using the finite element method was conducted for the two best designs. Finally, a simple product automation tool was produced from the sheet metal design on the basis of Vertex G4 CAD program.

From the basis of carried out comparisons and structural analysis, it could be determined that the sheet metal design is definitely the best of the three options. Its structure is the most scalable by the demands and its strength can be easily increased by changing the thickness of the plate.