Produktutveckling II 1 MI 077 Innehll i denna

Produktutveckling II, 1 MI 077

Innehåll i denna föreläsning • Allmänt om kursen och kursplan • Vilka kompetenser behöver en konstruktör • Individuell konstruktionsuppgift • S-koppling • Ledlager • Produktutvecklingsprojekt i grupp

Allmänt om kursen Mål • • Efter godkänd kurs ska studenten kunna tillämpa relevanta stödmetoder för effektivt produktutvecklingsarbete, beskriva hela kedjan från kundbehov/idé till färdigutvecklad produkt i tillämpat konstruktionsarbete angripa och lösa konstruktionsproblem på ett systematiskt sätt med hänsyn till såväl beställare som produktionstekniska förutsättningar lösa givna uppgifter som kräver självständigt förvärvande av ny kunskap. Föreläsningsserie + Studiebesök För att stödja projektuppgiften samt för att återge erfarenheter från industriell produktutveckling. Behandlar bl. a. projektledning av PU, konceptkonstruktion, formbunden konstruktion och form- och lägestoleranser. Individuell uppgift Konstruktion av ett grävaggregat till grävskopa Projektuppgift I grupper om ca 5 studenter. Senare halvan av kursen

Planering i grova drag v Dat. Omfattning 4 19 -23/1 Introduktion. Genomgång och utdelning av konstruktionsuppgift. Ledlager. Gästföreläsning om Industriell produktutveckling. 5 26 -30/1 Studiebesök. Frågestund konstruktionsuppgift. Föreläsning om svetssymboler. 6 2 -6/2 Arbete med inlämningsuppgiften. Handledningstillfälle. 7 9 -13/2 Utdelning av projektuppgift. Konceptkonstruktion. Laboration 8 16 -20/2 Att konstruera formbundet. Individuellt konceptmöte. Styrgruppsmöte 1. Introduktionsföreläsning examensarbete (Fr 21/2) 9 23/2 -27/2 Projektet fortsätter - Styrgruppsmöte 2. 10 2 -6/3 Toleranssättning – Form och läge, Projektet fortsätter - Styrgruppsmöte 3. 11 9 -13/3 Projektet fortsätter - Styrgruppsmöte 4. 12 19/3 Redovisning av projektarbeten. 13 23/3 -5/6 Exjobb

Att veta, kunna och vilja ”För att någonting skall bli gjort måste man veta, kunna och vilja. Vetande innebär att man observerar och samlar information, bygger en modell så att man för en föreslagen åtgärd vet resultatet. Kunnandet innebär att man vänder på vetandet så att man kan räkna ut vilken åtgärd som behövs för att nå ett resultat. Viljan innebär att man formulerar vilka resultat man vill uppnå, i tekniska eller ekonomiska termer. För en forskare är vetandet tillräckligt, för en produktionschef kunnandet och för en politiker viljan. För en produktutvecklare är alla tre nödvändiga, och för den som är skicklig och van ska allt kännas självklart” (Eric Sundström, 2005)

Vilka kompetenser behöver en konstruktör/produktutvecklare? • • • • Konceptkonstruktion (att skapa en funktion …) Kreativitet (kreativa verktyg) Tillverkningsteknik (sätter ramarna för storlek och form) Maskinelement (lager, växlar, tätningar, axlar, etc…) Materialval 3 D CAD Toleranssättning Mekanik och hållfasthetslära Industridesign (utseende, ergonomi, etc. ) Informationssökning (produktkataloger, internet, m. m. ) Leverantörskontakter Dokumentation (ritningar, specifikationer) Och professionella kunskaper som projektledning, samarbete i grupp, …

Individuell konstruktionsuppgift • Detaljkonstruktion av grävaggregatet (bom, skaft och skopa) till en grävmaskin • Resultatet skall bli ett komplett tillverkningsunderlag (några förenklingar får dock göras)

Dimensioner • Höjd- och längdmått för bom och skaft är givna. Se uppgiftsbladet. • Skopan skall passa på skaftet med en S-koppling. Men skopans geometri väljs i övrigt fritt.

Lagringar • Det behövs lagringar för kolvinfästningar och för lederna mellan två delar • Lagringen för skaftets rotation skall konstrueras med ett ledlager • Lagringen av länkarmarna, för skopans rotation, kan göras med bussningar • Skopan är fastsatt med en standardiserad S-koppling

Länkarmarna för skopan • Genomgående svetsad konstruktion • Notera låskolven för S-koppling • Smörjnipplar behöver inte vara med

Länkarmar för skopan • De flesta delarna till grävarmen är utformade från plåtämne, men det finns några undantag • Den vertikala mittdelen för skopans rotation är gjuten hos större maskiner • Och förstås axlar, bussningar, lager

Snabbfästen för skopor • Det finns en standard (S-standard) som är framtagen av maskinleverantörerna www. maskinleveranto rerna. se

Sandcos redskapsfäste • Lyftöglan har inget med skopinfästningen att göra • Det finns en låskolv integrerad i redskapsfästet • Den undre delen är fastsvetsad på skopan

Låsmekanism snabbkoppling • Låskolven sitter på en platta som är fastskruvad i redskapsfästet • Ni behöver inte välja låskolven som en standarddetalj • Större fästen har inga tryckfjädrar, ni behöver inte ha med fjädrar i er konstruktion

Blandade bilder på redskapsfästet • Det förekommer att låskolven skjuter fram en låsplatta, istället för två axlar. • Notera att det inte är ett fräst spår utan svetsade plåtar • Låsöglor på snabbfästets framsida

Mått och toleranser • Standardiserade storlekar finns (S 30, S 40, osv) • Eftersom skaftets bredd i er konstruktion inte följer någon standard får ni välja måtten D och I så det passar. • Följ annars standardens rekommendationer gällande mått och toleranser så gott det går

Dubbelverkande hydraulcylinder • Standardkomponent • Om leverantören inte tillhandahåller CADfiler så modellererar ni en ”dummy” (hölje+kolvstång) i SW. När den sätts in i huvudassemblyn måste alternativet flexible väljas • Det sitter ofta ett ledlager eller en bussning i fästörat

Glidlagerbussningar (bushings) • Glidlager av bussningstyp finns i många olika utföranden. Till höger visas en fjäderstålsbussning och oljebronsbussningar med smörjfickor. • Bilden till höger visar olika typer av bussningar från Lagermetalls sortiment (http: //www. lagermetall. se/)

Glidlagerbussningar • Till höger en axel med två bussningar och samma axel monterad. • Nedan en bronsbussning och en kolvstång med monterad bronsbussning (Sandco. AB) • Nedan till höger en stålbussning strax före montering

Toleranssättning för bussningar • Tillverkarna anger toleranserna för sina produkter. Finns någonstans på deras hemsida. • Ibland finns också rekommendationer för toleranssättning av lagerhus och axel. Exemplet hämtat från (lagermetall. se)

Ledlager (spherical plain bearings) Grunder och konstruktionsregler hämtat från SKFs och INAs produktkataloger

Begrepp 1. Ytterring 2. Glidytan 3. Tätning 4. Innerring 5. Smörjhål 6. Smörjspår

Fördelar med ledlager • Lagret kräver små utrymmen vilket tillåter en kompakt konstruktion som tål förhållandevis höga laster • Snedställning eller uppriktningsfel utgör inga problem. • Relativt stora tillverkningstoleranser på omkringliggande komponenter kan tillåtas, vilket möjliggör svetsande konstruktioner.

Hur monteras lagret ihop? 1. Ytterringen förses med en brottanvisning 2. Vid monteringen ”fjädrar den isär” (citat från SKF katalogen)

Olika typer av ledlager • Ledlager finns i ett antal olika utföranden beroende på bl. a: glidytskombinationer (stål/stål, stål-brons, etc. ) • med eller utan tätning/smörjning SKF har en lagertyp rekommenderad för svåra förhållanden (katalog på portalen)

Lagerarrangemang • • • Vid radiella och axiella krafter monteras lagren parvis i X eller O utförande. O är bättre ur belastningssynpunkt, klarar momentlaster bättre. Konstruktionslösningar med X är ofta mindre komplexa.

Lagerinbyggnad • Både inner- och ytterring låses axiellt • Robustast lösning är att ”svarva ner” hus och axel (se fig. ) • Mått för ra och rb på s 77 i SKFs ledlagerkatalog

Axiell fixering med låsringar • En enkel lösning • Mindre robust än alternativa lösningar • Ibland, av monteringsskäl, enda möjliga lösningen

Ytterligare exempel axiell fixering

Toleranssättning av axel och hus • Lagertillverkarna tillhandahåller rekommendationer • s 37 - i INA • s 72 - i SKF • Glidytskombination (stål-stål, stål-brons) påverkar toleranssättningen

Viktiga saker att tänka på • Krav på ledlager för skaftets rotation • Länkarmarna för skopans rotation kan lagras med bussningar och stålaxel • Geometrin på delarna skall vara ändamålsenlig med avseende på tillverkningsmetoden • En svetsad konstruktion är en assembly i CAD • Ritningar, toleranser, m. m. tar längre tid än ni tror (halva jobbet? )

Förenklingar • Hydraulikslangar och smörjning ingår ej • Inga djupdykningar i dimensionering, gör endast överslagsberäkningar • Geometrin hos bom och skopa får göras förenklad, t. ex. att modellera ihopsvetsade plåtar som en part • Men gränssnitt, från bom och skopa, mot andra delar måste detaljkonstrueras • Svetsfogar skall inte modelleras men använd svetssymboler på ritningarna

Komma igång tips • Vad är det du behöver lära dig mer om för att kunna lösa uppgiften? • Samla information. Leta standardkomponenter • Experter kanske ställer upp och svarar på frågor - VCE i Eskilstuna (dock görs grävarna i Korea) - SWECON i Uppsala • Frågestund och svetsbeteckningar på F 3 • Handledningstillfälle 5/2 En ”komplett” konstruktion bör vara modellerad till dess. Det tar mycket tid att göra ritningarna.

Kundens perspektiv?

Projektarbetet i grupp • Gruppindelning gör ni själva • Uppgiften delas ut den 9/2 • Första momentet är att varje enskild projektmedlem tar fram egna koncept • Ett individuellt möte och fyra styrgruppsmöten • Inlämning och redovisning av projektet 19/3

PU-projektets omfattning • Ert projekt i grupp startar med en användarkravspecifikation och genomgår sedan faserna konceptkonstruktion och detaljkonstruktion. Slutresultatet blir en digital prototyp (CAD-modeller, ritningar, testspecifikation, produktkravspecifikation)

Olika roller i ett produktutvecklingsprojekt • Huvudansvaret för ett PU-projekt brukar ligga hos konstruktion men deltagare från andra avdelningar* är ofta involverade. • De flesta projekt har en styrgrupp/beställare. Det kan vara företagsledningen eller en kund. I denna kurs är det Erik och Lars • Ni är konstruktionsteamet som också har ansvar för projektledningen av ert projekt * Marknad, Produktionsteknik, Produktion, Service/Eftermarknad