Katkokamerajärjestelmän kannatinrakenteen kehitys

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli katkokamerajärjestelmän kannatinrakenteen kehitys, optimointi ja analysointi. Katkokamerajärjestelmä on merkittävä valvontatyökalu paperikoneella erilaisten häiriöiden huomaamisessa ja ennaltaehkäisyssä prosessin yksittäisissä kohdissa. Tavoitteena oli kehittää uusi kannatinrakenne tai antaa ainakin ideoita erilaisista kannatinrakenteista, joita voisi hyödyntää tulevaisuudessa. Työ tehtiin Valmet Automation Oy:n toimeksiannosta.

Kehitystyö eteni tuotekehitysprosessin mukaan. Työssä pohdittiin muun muassa rakenteen arkkitehtuuria. Kannatinrakenteen kehitys eteni opinnäytetyön aikana ideointivaiheeseen. Jatkosuunnittelu ja viimeistely jäivät opinnäytteen ulkopuolelle. Työssä tehtiin myös koko kannattimen putkiosien putkikokojen optimointia eri pituuskonfiguraatioilla ja rakenteen värähtelyanalyysia. Työ oli luonteeltaan toiminnallinen. Tutkimusmenetelminä käytettiin kirjallisuuskatsausta, havainnointia ja simulointia. Aineistona hyödynnettiin aihealueen kirjallisuutta ja toimeksiantajan sisäisiä dokumentteja.

Opinnäytetyön teoriaosuudessa esiteltiin tuotekehitysprosessin eri vaiheita, spesifiointia tarkemmin, erilaisia tuotekehitysmenetelmiä ja teollisoikeuksia. Toisessa teoriakokonaisuudessa kartoitettiin tuotettavuuden kehittämisen aiheita suunnittelussa, kuten tuoteperhettä, tuotearkkitehtuuria, konfigurointia, modulaarista ja integraalista arkkitehtuuria ja modulaarisuustyyppejä.

Työn tuloksena syntyi ideoita erilaisista kannatinrakenteista ja samalla myös markkina-analyysin tuloksena ideoita erilaisista ratkaisuista. Lisäksi tehtiin koko kannatinrakenteen lujuuslaskentaa, joista saatiin tuloksia rakenteen jännityksistä, siirtymistä ja venymistä eri konfiguraatioilla. Laskennan tulosten avulla toteutettiin putkikokojen optimointia. Kolmantena työosiona tehtiin rakenteen värähtelyanalyysia.

The topic of the thesis was the development and optimization of the support structure of the Web Monitoring System. The Web Monitoring System is a significant monitoring tool in a paper machine for detecting and preventing various disturbances at individual points in the process. The thesis was commissioned by Valmet Automation Ltd.

The goal was to propose new support structures and ideas for future use. The development process progressed up to the ideation stage, considering architectural aspects as well. The pipe parts of the structure had to be optimized and a vibration analysis was done for different configurations.

The theoretical aspect of the thesis encompassed the product development process, specification, different development methods, and industrial rights. Another theoretical section delved into productivity development in design, exploring product families, architecture, configuration, and modularity types. The nature of the work was functional. The research methods used were literature review, observation, and simulation.

As a result of the work, various ideas about support structures were developed which have been influenced by extensive market analysis. The pipe parts of the support structure were optimized, and vibration analyses were performed for different configurations.