Voimansiirtokomponentin suunnittelu paperikoneteollisuuteen : voimansiirtomenetelmän valinta ja mitoittaminen

Abstract

Opinnäytetyö on osa toimeksiantaja Valmet Technologies Oy:n tuotekehitysprojektia. Työn tarkoituksena on selvittää ja valita sopiva voimansiirtomenetelmä toimeksiantajan rajattuun käyttökohteeseen sekä sen perusteella suunnitella mekaaninen voimansiirtokomponentti hyödyntäen toimeksiantajan antamia lähtötietoja. Työn tavoitteena on tehdä tarvittavat mitoituslaskennat ja tarkastelut valitulle voimansiirtomenetelmälle.

Opinnäytetyö toteutettiin tutkimuksellisena kehitystyönä. Työ soveltaa konstruktiivisen tutkimuksen menetelmiä. Opinnäytetyössä kartoitettiin voimansiirtomenetelmät, jotka sopivat toimeksiantajan asettamiin toiminnallisuusvaatimuksiin. Toiminnallisuusvaatimuksia ja ominaisuuksia arvioitiin AHP-menetelmällä, jolla saatiin määritettyä niille painotuskertoimet. Voimansiirtomenetelmiä vertailtiin numeerisella pisteytyksellä, joiden tulokset painotettiin ominaisuuksien painotuskertoimilla. Voimansiirtomenetelmäksi valikoitui vinouskulmallinen ura-akseli. Voimansiirtokomponentti määritettiin ja mitoitettiin vertailun myötä saadun lopputuloksen mukaisesti. Voimansiirtokomponentin mitoitus jaettiin kahteen osaan, profiilin ja akselin mitoittamiseen, minkä lisäksi oli varmistettava kokonaisuuden yhteensopivuus. Profiilin mitoittamiseen käytettiin konservatiivista mitoitusmenetelmää, kun taas akselin mitoitukseen käytettiin dynaamisesti kuormitettujen rakenteiden mitoitusmenetelmää.

Työssä tehdyn selvityksen myötä tiedetään, millaiset kuormitukset rasittavat voimansiirtokomponenttia. Lopputuloksia voidaan hyödyntää sellaisenaan toimeksiantajan tuotekehitysprojektissa tai vaihtoehtoisesti niitä pystytään käyttämään laskentapohjana jatkosuunnittelussa. Työn luottamuksellinen luonne rajoittaa yksityiskohtaisten laskentapohjien ja ratkaisujen esittämistä, minkä vuoksi tulokset on raportoitu yleisellä tasolla salassapitoon liittyvät vaatimukset huomioon ottaen.