Rullamuovauskoneen rungon kehittäminen : Samesor Oy

Abstract

Tämän opinnäytetyön aiheena oli PreFab-tuoteperhettä laajentavan rullamuovauskoneen rungon kehitys Samesor Oy:lle. Kehitystyö tehtiin uudentyyppiseen ja esisuunniteltuun rullamuovauskoneeseen, joka tulee tuotantoon vuonna 2015. Työn tavoitteena oli selvittää FE-analyysien avulla koneen vaihtoehtoisten rakenneratkaisujen lujuusominaisuudet ja tuloksia hyödyntäen kehittää luonnoksia ja uusia ideoita koneen parantamiseksi valmistustekniikan, kustannusten ja lujuusominaisuuksien osalta. FE-analyysien suorittamiseksi työssä oli selvitettävä ja sovellettava rullamuovauksen synnyttämä monimutkainen kuormitustilanne. Rullamuovauskone oli rakenteeltaan erilainen kuin muut yrityksen valmistamat koneet, ja siksi sen lujuusominaisuuksiin haluttiin konkreettista näyttöä.

Työn alussa tehtiin rullamuovauksen kuormituksista kirjallisuusselvitys, jonka pohjalta luotiin soveltava kuormitustilanne FE-analyyseihin. Kuormitustilanteen selvittäminen ja soveltaminen oli työn haastavin osuus. Soveltamisen luotettavuutta olisi voinut parantaa suorittamalla kokeita valmiille koneelle. Työssä suoritettuihin FE-analyyseihin käytettiin Ansys Workbench 15.0 –ohjelmaa. Analyyseillä tutkittiin eri rakenneratkaisujen ja valmistustavan vaikutusta rullamuovauskoneen lujuusominaisuuksiin. Todenmukaisten tulosten saamiseksi suoritettiin useita erilaisia analyysejä selvittämään eri mallinnustapojen vaikutuksia tuloksiin. FE-analyysien tuloksia hyödyntäen työssä luotiin optimoituja toteutusvaihtoehtoja rullamuovauskoneelle.

Työssä saatiin mallinnettua rullamuovausprosessin kuormitustilanne ja selvitettyä esisuunnitellun rullamuovauskoneen lujuusominaisuudet. Tämä opinnäytetyö tuotti Samesor Oy:lle tietoa koneen lujuusominaisuuksista sekä luonnoksia, joita voi hyödyntää tuotekehityksessä sekä nyt että jatkossa.

The aim of this final year project was to develop the frame of a roll forming machine for Samesor Ltd. The development procedure was done to a completely new and predesigned roll forming machine to a product family called Pre-Fab. The purpose was to find out what are the strength properties of different options for the structures to be used in the machine by using FE-analyses. To accomplish the FE-analyses, the complicated load situation of the roll forming process needed to be found out and applied. This thesis also includes improvements in the design.

First, an extensive literature survey of load situation in roll forming process was done. Studying and applying the load situation was the most challenging part of this thesis. The Ansys Workbench 15.0 program was used in FE-analyses. Various analyses were performed in order to find out the most truthful way of modelling the case and different structures. The FE-results, the manufacturing techniques and expenses were used when developing the design.

As a result of this project the load situation of roll forming process was clarified and applied. The strengths of different structure options of the predesigned machine were also clarified. This thesis also includes a few improvements in the designs.