Lyftverktyg
Konstruktion av 3D-modell/modeller för lyftverktyg avsett för cylinderhuvud och emballage
LyftverktygCylinderhuvudCylinderhuvudenSkruvförbandSkalmodellBalkmodellFEMPolyuretanRobalonAluminiumprofilerMaskiningenjörMaskinteknikWellpappFriktionLinjärstyrningarPneumatik
Reservdelspaketering av cylinderhuvuden till personbilsmotorer för eftermarknaden sker idag för hand på ett företag i Skövde som tillverkar bilmotorer. Samtliga cylinderhuvuden lyfts för hand och placeras i wellpapplådor som levereras till återförsäljare. För att förbättra ergonomin för de anställda vid paketeringen samt att minska risken för skador på både anställda och cylinderhuvud har företaget efterfrågat ett lyftverktyg för att lyfta cylinderhuvudena med av konsultföretaget ÅF. Målet med detta arbete är således att utveckla en eller flera modeller av lyftverktyg som kan lyfta så många olika varianter av cylinderhuvud som möjligt samt wellpapplådan som dessa paketeras i. Som utgångspunkt för konstruktionen av lyftverktyget utförs en litteraturstudie inom området lyftverktyg. Denna litteraturstudie innefattar både generella lyftverktyg som finns på marknaden samt en undersökning av företagets befintliga lyftverktyg. Litteraturstudien visar att generella lyftverktyg varierar avsevärt gällande både externa kraftkällor och vilken princip som används för att gripa föremål som ska lyftas. Studien av företagets befintliga lyftverktyg visar att företaget applicerar en rad olika sätt att gripa både cylinderhuvuden och motorblock. För lyft av cylinderhuvuden används verktyg som använder friktion mellan lyftverktyg och ventilstyrningshålen och verktyg som använder mekanisk gripning som bygger på att cylinderhuvudets geometri utnyttjas. Grundkoncept för hur cylinderhuvud och emballage kan lyftas tas fram genom att ett flertal konstruktions- och designmetoder används. Tre grundkoncept på lyftverktyg för lyft av cylinderhuvudet i kombination med två lösningar på hur emballaget kan lyftas presenteras för företaget. Ett av grundkoncepten anses vara den bästa lösningen på hur cylinderhuvudet ska lyftas utifrån resultatet av en viktad konceptvalsmatris. Den bästa lösning på hur lådan ska lyftas anses vara att denna inte lyfts alls, utan transporteras via ett rullbord. Företaget väljer dock att ett de andragrundkoncept av lyftverktyg ska vidareutvecklas. Även den andra lösningen på hur lådan ska lyftas anses av företaget vara en bättre lösning. Till följd av cylinderhuvudenas variation i geometri konstrueras två olika lyftverktyg. Båda konstruktionerna bygger på att två ramkonstruktioner, uppbyggda av aluminiumprofiler och monterade till varandra med linjärstyrningar, sänks ner över cylinderhuvudet. Ramkonstruktionerna dras sedan ihop med en pneumatisk cylinder. Följden av detta blir att det ena lyftverktyget griper cylinderhuvudena genom kontakttryck överfört av puckar med polyuretanskivor fastvulkade i ena änden, mellan ram och cylinderhuvud. Det andra lyftverktyget griper cylinderhuvudet utifrån dess geometri. Båda lyftverktygen är utrustade med polyesterband med monterade lyftprofiler som passar emballagets fördefinierade lyftområden. Detta gör att lådan med det paketerade cylinderhuvudet inuti kan lyftas. Resultatet blir alltså två olika lyftverktyg, ett som lyfter med tryck och friktion och ett som lyfter genom mekanisk låsning utifrån cylinderhuvudets geometri. På konstruktionen av lyftverktyget som lyfter cylinderhuvudet med friktion görs Finita Element-analyser för att utvärdera verkande moment, effektivspänningar och deformation vid belastning. Utifrån analyserna i kombination med noggrant avvägda antaganden dras slutsatsen att de ingående skruvförbanden, linjärstyrningar och aluminiumprofilerna håller en tvåfaldig säkerhet mot begynnande plasticering. Utifrån det slutgiltiga resultatet ges förslag på framtida arbete i form av vidareutveckling av lyftverktyget till ÅF.