Instrumentti-ilmayksikön suunnittelu

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin tuotekehitysprojektista Gardner Denver Oy:lle. Yhtiön Tampereen tehtaalla kehitetään ja valmistetaan ruuvikompressoreita Marine- ja Industrial-käyttötarkoituksiin. Marine-kompressorit on kehitetty täyttämään laiva- ja öljynporausteollisuuden asettamat vaatimukset ja Industrial-kompressoreilla pyritään vastaamaan asiakkaan tarpeisiin teollisuuden käyttötarkoituksissa. Tuotekehitysprojektissa suunniteltiin uusi versio teollisuuskäyttöön suunnatusta instrumentti-ilmayksiköstä. Vanhan instrumentti-ilmayksikön pääkehityskohteeksi valittiin kustannustehokas designin optimointi.

Vanhasta instrumentti-ilmayksiköstä ei ollut 3D-mallia, joten uuden yksikön 3D-mallinnoksen suunnittelu ja sen luominen olivat suuressa osassa projektia. 3D-mallintamiseen ja rungon FEM-laskentaan käytettiin Autodesk Inventor Professional -ohjelmistoa. Uudelleen suunnitellulla rungolla pienennettiin tarvittavaa lattiapinta-alaa sekä rungon uusi design mahdollisti tuotteen kokoonpanon jatkossa Tampereen tehtaan tuotantolinjalla. Rungon siirtelyä helpotettiin myös tekemällä trukille nostoreiät rungon etupuolelle. Lisäksi kovat putket korvattiin hydrauliletkuilla kokoonpanon nopeuttamiseksi. FEM-laskennan avulla rungon rakenne saatiin optimoitua mahdollisimman hyväksi, jotta se kestää rungon päälle tulevien komponenttien kuormat. Jatkokehityksenä instrumentti-ilmayksikköön voidaan suunnitella paineilman ohjaukseen tarkoitettu venttiililohko, joka myös helpottaa ja nopeuttaa kokoonpanoa.

Opinnäytetyön yhteydessä kokeiltiin modernien kokoonpano-ohjeiden tekemistä 3DPDF-teknologian avulla. Uuden instrumentti-ilmayksikön 3D-mallista tehtiin näkymät eri kokoonpanovaiheista. Kokoonpanon eri näkymät lisättiin yhdessä osaluettelon kanssa 3DPDF-työpohjaan. Lopputuloksena asentajille saatiin uudenlainen kokoonpano-ohje, jonka avulla 3D-mallia voidaan tarkastella eri kuvakulmista ja näkymistä mobiililaitteen tai tietokoneen näytöltä.

This thesis deals with a product development project done for Gardner Denver Ltd. The company's Tampere plant develops and manufactures screw compressors for Marine and Industrial applications. Marine compressors have been developed to meet the requirements of the marine and oil drilling industries, and Industrial compressors are designed to meet the customer's needs in industrial applications. In the product development project, a new version of Instrument Air Unit was designed for industrial applications. The main development target for the old version of Instrument Air Unit was the optimization of the design cost-effectively.

There was no 3D model of the old version of the Instrument Air Unit, so designing and creating a 3D model was in a major part of the project. Autodesk Inventor Professional software was used for 3D modeling and FEM calculation. The redesigned frame reduced the floor area required and made product manufacturing possible in the production line of the Tampere factory. The moving of the frame was also simplified by making holes for lifting with a forklift in the front of the frame. In addition, the hard pipelines were replaced with hydraulic hoses to speed up the assembly. FEM calculation ensures maximum optimization for the structure of the frame, so the frame can withstand the loads of components that come on top of it. As a further development, a valve block for compressed air control can be designed for the Instrument Air Unit, which also simplifies and speeds up the assembly.

As part of the thesis, creating of a modern assembly instruction was tested using 3DPDF technology. The 3D model of the new Instrument Air Unit was used to make views of the various assembly steps. The different views of the assembly were added to the 3DPDF template along with the parts list. As a result, the assemblers received a modern assembly instruction, which allows the 3D model to be viewed from different angles and views on a mobile device or computer screen.