Pudotustestauslaitteen suunnittelu, kokoonpano ja testaus

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella, kokoonpanna ja testata pudotustestauslaite Novatron Oy:n käyttöön. Pudotustestauslaitteen avulla kohdeyritys pystyy toteuttamaan suunniteltaville elektroniikkalaitteilleen ISO 16750-3 -standardin mukaisen pudotustestauksen. Yksilöllisiin tarpeisiin tuotettu pudotustestauslaite on ominaisuuksiltaan ja laitevaatimuksiltaan sekä helppokäyttöinen että kustannustehokas.

Pudotustestauslaite suunniteltiin SolidWorks 3D -suunnitteluohjelmistolla ja osaan 3D-malleista tehtiin FEA-analyysejä. Pudotustestauslaitteen kehityksessä laskettiin ja varmennettiin lineaariliikkeen osien kestävyyttä niihin kohdistettaessa impulssimaisia rasituksia. Kehitysosiossa käsiteltiin pneumatiikan laskentoja, lineaarisen pystyliikkeen toteuttamista sähkömoottorilla ja hihnakäytöllä, hammaspyörän akseloinnin ja laakeroinnin mitoittamista sekä sähköohjauksen suunnittelua.

Laskentojen ja FEA-analyysien perusteella varmistettiin testauslaitteen toimintavarmuus ja kestävyys, kun testauslaitteella suoritetaan pudotustestauksia. Lopullinen pudotustestauslaite täytti sille asetetut vaatimukset rakenteellisen kestävyyden ja toivottujen toiminnallisuuksien osalta.

Pudotustestauslaitteen kehitys- ja kokoonpanotöiden jälkeen kohdeyritys sai käyttöönsä testauslaitteen, jota yritys voi tarvittaessa muokata tarpeen mukaan testauslaitteelle tehtyjen laskentojen, 3D-mallien ja piirustusten pohjalta. Opinnäytetyöprosessissa laadittujen käyttöohjeiden ja dokumenttien avulla kohdeyritys pystyy itsenäisesti toteuttamaan standardoidut pudotustestaukset suunnittelemilleen laitteille.

The aim of the thesis was to design, assemble and test a drop tester for Novatron Ltd. With the drop tester, it is possible for the target company to perform drop tests according to ISO 16750-3 standard for their products. The drop tester produced for the company’s individual needs is easy to use and cost-effective in terms of features and requirements.

The drop tester was designed with 3D modeling software SolidWorks. For a few modelled parts were made FEA analysis. During the design of the drop tester, the durability of the linear movement parts was calculated and verified when impulsive loads were applied to them. Pneumatic calculations were also utilized during the design process and linear vertical movement was implemented with an electric motor and a belt drive. In addition, the belt pulley shaft and bearings were calculated, and the electrical control was designed.

The durability and reliability of the operation during the drop test was ensured with calculations and FEA simulations. The final product fulfilled all the requirements in terms of structural durability and desired functionality.

After completing the development and assembly work, the target company has a drop tester that they can modify, if necessary, based on the calculations, 3D models and drawings made in the thesis. With the manuals and documents created during the process, Novatron Ltd will be able to perform a standardized drop test for the products they design.