Hydrauliikkaprototyypin tutkiminen

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin ja kehitettiin S-two GmbH & Co. KG:n uuden minipowerpack:n prototyyppiä. Yri-tyksellä ei itsellään ollut prototyypin tutkimuksiin tarvittavia resursseja ja osaamista, joten tutkiminen tehtiin opin-näytetyönä.

S-Two GmbH kehittää omaa, itsenäisesti toimivaa minipowerpack mallia, jolla voidaan korvata keskitetty hydrauliikan voimantuottoyksikkö. Laivanrakennusteollisuudessa venttiilien toimilaitteiden osalta trendi on menossa kohti hajautettua voimantuottoa keskitetyn voimantuoton sijasta. Tutkimukset suoritettiin yksinkertaisesti ja tarkasti. Mitattavia asioita olivat prototyypin tuottaman kiertoliikkeen nopeus, väännön suuruus ja tasaisuus. Mittausvälineinä käytettiin sekuntikelloa, momenttiavainta, painemittareita ja -anturia sekä venymäliuskoja. Väännön epätasaisuuden vuoksi tutustuttiin myös hammaspyörien mittaamiseen. Mekaniikkasuunnittelussa käytettiin Solidworks 3D -suunnitteluohjelmaa ja ANSYS Workbench -ohjelmaa.

Opinnäytetyön tuloksena saatiin varmuus kehitetyn prototyypin toiminnasta ja voitiin jatkaa sen kehittämistä val-mistettavissa olevaksi tuotteeksi. Toiminnan varmuus saatiin perusteltua tehdyillä mittauksilla. Tehtyjen mittausten perusteella varmistettiin laitteessa käytetyt sähkömoottori ja hydraulipumppu käyttötarkoitukseen soveltuviksi. Aikaiseksi saatiin myös prototyypin tuottamaa vääntöä testaava laitteisto, jota voidaan käyttää tulevaisuudessakin. Lisäksi saatiin valmistuspiirustus moottorin kehikosta ja parannuksia muihin osiin.

The aim of this final year project was to research and develop the prototype of a minipowerpack made by S-two Gmbh & Co. KG. The company did not have the required know-how to research and measure the prototype and therefore the work was commissioned.

S-two Gmbh & Co. KG is developing its own independently functioning minipowepack which is able to replace a centralized hydraulic power unit. The trend of actuators of valves in shipbuilding industry is changing from centralized power units to decentralized power units. In this project the research was done simply and accurately. The measurements were done using a stopwatch, a torque wrench, pressure meters, a pressure sensor and strain gauges. Solidworks 3D CAD engineering software and ANSYS Work-bench software were used as tools for mechan-ical design.

As a result of this project it was proved that the prototype functions well. The prototype can be further developed to a manufacturable product. The reliability of functionality was gained by measuring the speed, magnitude and smoothness of torque produced by the prototype. Because the torque is uneven it was necessary to learn how to measure gears. It was verified by measurements that the electric motor and hydraulic pump used are applicable for the minipowerpack. As a result the work produced a stain gauge measuring system which can be used for measuring the torque produced by a minipowerpack. The manufacturing drawings of the motor housing and improvements to other parts were also made.