Uppdragsgivare var Camatec Industriteknik AB vars huvudkontor är stationerat i Karlstad. Projektet gick främst ut på att modulanpassa Camatecs patenterade haspelsystem CamCoil men det inkluderade även konstruktion av flertalet detaljer. Rapporten behandlar dimensionering av förband mellan axel och nav, konstruktion av ett passivt bromssystem, dimensionering av motor och lämpliga utväxlingar på drivlinan, beräkning av kritiskt varvtal för haspelsystemet, materialanalys av manteln, konstruktion för lateral rörelse samt konstruktion av en avskjutningsmekanism. Genom beräkningar och simuleringar har det säkerställts att vitala delar av behandlade konstruktioner är korrekt utformade och dimensionerade med avseende på hållfasthet, deformation och egenvinkelfrekvens. Modulanpassningen har gjorts löpande genom hela projektet och, i så stor mån det går, har standardkomponenter använts vid samtliga konstruktionslösningar. Förbandet mellan axel och nav består nu av ett kilförband vars dimensioner är standardiserade för hela modellprogrammet. Samma dimension på kilförband används även till att låsa bromsskivan till det passiva bromssystemet mot axeln. Det passiva bromssystemet har dimensionerats för att kunna bromsa haspeln på under fyra sekunder med full coil och en bandhastighet på 500 m/min vid förlorat hydraultryck. Ett motorfäste för lodrät montering av drivpaketet har konstruerats där en standardiserad motoreffekt på 22 kW används tillsammans med en växellåda med fem möjliga utväxlingar. Stativet som samtliga komponenter monteras på är nu uppdaterat, vilket medför att en typ av stativ kan användas till samtliga coilmassor. Det finns nu fästpunkter på stativets sidor vilket möjliggör montering av exempelvis pappershaspel eller tillhållararm vid ett senare skede. Det finns även plats för fästpunkter till bandpåläggare på den I-balk varpå avskjutningsmekanismen är monterad. Det konstateras, efter en materialanalys med CES EduPack att det låglegerade konstruktionsstål som idag används vid tillverkning av manteln är ett mycket lämpligt materialval. Mekanismen som konstruerats för att möjliggöra förflyttning lateralt av haspeln är baserad en linjärstyrning av glidlager där kraften appliceras av en dubbelverkande hydraulcylinder. Även avskjutningsmekanismen baseras på linjärstyrning med glidlager, kraften appliceras dock här av två flödesstyrda hydraulcylindrar. / Camatec Industrial Technology AB was the client of this project. Their headquarters are based in Karlstad, Sweden. The main task of the project was modular adaptation of Camatecs patented decoiler system, CamCoil. However, the project also included construction from scratch of various components. This report covers the design of joints between shaft and hub, the construction of a passive braking system, the design of motor and appropriate gear ratio of the drivetrain, calculations of the critical speed for the decoiler system, material analysis of the mantle, a design for lateral movement and the construction of a mechanism which pushes of a finished coil from the reel. Through calculations and simulations, it has been ensured that vital parts of the considered structures are properly designed with respect to strength, deformation and critical angular frequency. The modular adaptation process has been ongoing throughout the whole project and standard components have been used whenever possible, in all design solutions. The joint between the shaft and the hub now consists of a wedge connection whose dimensions are standardized for the entire model range. The same dimensions are used in the wedge connection which locks the brake disc to the shaft. The passive braking system has been designed to stop the decoiler system in under for four seconds with a full coil and a belt speed of 500 m/min, when the hydraulic pressure is lost. An engine mount for vertical attachment of the drive train has been designed for which a motor of 22 kW is used, in conjunction with a gearbox with five possible gear ratios. The frame, on which all components are mounted, is now updated and a single frame design is now used for all coilweights. Mounting points are now included on the frame's sides, which allows for attachment of components that are not included in this project. After an analysis with CES EduPack it was found that the low-alloyed steel, currently used in the manufacture of the mantle, was an appropriate choice of material for the application. A mechanism was designed which allows lateral movement of the reel, based on a linear guide system consisting of slide bearings. The force needed to move the system is applied by a double acting hydraulic cylinder. The design of the mechanism which pushes of a finished coil is also based on a linear guide system consisting of slide bearings, but here the force is applied by two flow-controlled hydraulic cylinders.

This assignment includes a development of a crutch approver that will test the physical strength of crutches. The project is assign by Johan Ljunger at Camatec Industriteknik AB located in Karlstad and is a bachelor thesis at Karlstad University and is performed during the spring term of 2017. Today several counties in Sweden reject returned crutches that have been used by patients, because they can’t ensure the patients safety if the crutches were to be reused. The used crutches might be defective because of bad handling by former user and therefor lost its physical properties. It is because of this the counties want a safe method that could test these properties and declare if the crutches still is reusable. These crutches are approved by ISO Standard 11334-1:2007 and if they were to be reused they have to be approved by this standard once again. This standard was studied and parts that are relative to this project are being presented in this report, as much as possible. Although it is necessary to obtain this standard to fully understand this report, because some content can only be obtained from the standard and not from this report. Delimitations were made or else the project would have been too big to handle with the time that was available. It has been limited to only use one model of crutches, which is the most commonly used by the counties. It’s also limited to only preform this sort of test on crutches that are still within their lifetime, which is two years for the model that is used. A construction that will test these crutches has been created by following the steps of product development. This machine will perform a static strength test on the crutches according to the standard, but it is not fully completed on certain parts. But it shows how a machine like this can be constructed and how it works. More ideas for further development on this machine are presented in this report.

Detta är ett examensarbete på 22,5 hp för högskoleingenjörer i innovationsteknik och design. Arbete tilldelades av Camatec Industriteknik AB i samarbete med Barilla Sverige AB. Projektet gick ut på att utveckla regleringsmöjligheterna för en av Barillas borststationer som borstar bort överflödigt mjöl från brödkakorna efter bakning. Idag är problemet att det tar lång tid och är mycket omständigt att göra en enkel reglering och det vill Barilla komma ifrån. Önskemål från Barilla var att kunna applicera den nya lösningen till flera maskiner då det finns liknande problem på andra produktionslinor. De metoder som använts under examensarbete är väl beprövade metoder inom produktutveckling. Dessa metoder har studerats och tillämpats under utbildningen gång och är därmed väl beprövade. Metoder som idégenerering, elimineringsmatriser och konstruktionsteknik är några av de som används i detta projekt. En teoretisk ställtidssimulering har tagits fram för koncepten för att kunna se om koncepten lyckats minska ställtiderna. Kostnadskalkyler för de främsta koncepten togs också fram för att kunna jämföra konceptens kostnad och dess simulerade omställningstider. Detta för att kunna ta ut ett bra koncept att jobba med. Den nya produkten har visat sig ge en minskad teoretisk ställtid med hela 43%. Detta då en minskning av andelen skruvar som måste lossas för att kunna göra omställningen, samt att de skruvar som var svåra att komma åt är nu lättåtkomliga, precis som Barilla önskat. Vid en omställning av den nya maskinen kan alla skruvar lossas från utsidan av sidoplåtarna. Den nya maskinen kommer att underlätta för operatören då alla skruvar som måste lossas innan en omställning kan göras är placerade på utsidan av gavelplåtar. Detta betyder att operatören inte behöver komma åt skruvar som är placerade på trånga och svåråtkomliga ställen. Den nya produkten har även standardiserats genom att enbart använda en typ av mutter. Detta gör att operatören inte behöver mer än ett verktyg för att göra en omställning av maskinen. / This project for students in Innovationsteknik och design, 22,5 ECTS credits is the final process of the education. This project has been assigned by Camatec Industriteknik AB in cooperation with Barilla Sverige AB. The project is all about to make it easier to make changeover on one of Barillas brushing machines. One of their requests was that the final solution could work on more than just one of their machine. The methods that has been used in this project has followed the product development methods that been a large part of the education. Processes like brainstorming, failure mode and effects analysis and two difference elimination matrix to choose a concept, this are some of methods that has been used in this project. To ensure that best concept is chosen the concept is tested in a theoretical changeover simulation to see if the changeover time has been reduced. There was an estimate of cost that was made in this project. Both the simulation and cost is compared to each other. Out of this result the best concept could be made. The new product has shown result from the theoretical changeover simulation that the changeover time has been reduced by 43%. The amount of bolts and nuts that need to be loosened to obtain a changeover has been reduced. The client ordered a new technical solution that will make it easier to make a changeover, by reducing the nuts that was hard to reach and make it possible to just loosened everything from the outside of the endplate the request has been solved. The new product will make it easier for the operator to make the changeover and adjust the machine. The biggest change is that all the nuts or bolt that you need to released to make a changeover is now located on the outside and the endplate. That means the operator doesn’t need the extra effort to get to the nuts or bolts that are hard to reach. The new product is only using one type and bolts and nuts which means that the operator only need one tool to make the changeover. This will reduce time and make it easier for the operator.

This report has examined the possibilities of stiffening and strengthening a ground stabilization mast, in a way that a small production company can manufacture. The soil stabilization technique in question is Jet-Grouting also called injection drilling, which involves drilling to the desired depth and then letting high-pressure water jets mixed with filling mass to erode the surrounding soil mass and form pillars below the ground surface. The study intends to explore the possibility of placing a simplified model in the simulation program ANSYS that uses the finite element method (FEM) to obtain its results. The product development method described by Karl T. Ulrich and Steven D. Eppinger in the book "Product Design and Development" is then used to produce improvement proposals that will strengthen the mast. The purpose of this study was to identify the strength of a ground stabilization mast and then produce and present an improvement proposal, based on the rotation head that is now mounted on the ground stabilization mast. This rotary head is named "RH24X HP 67 TS" and is produced by Eurodrill, and it generates a maximum torque of 24 kNm. The simulations on the mast with the given torque resulted in the highest stress of 158 MPa to which the mast body was exposed to. With the design that the mast current design, it entails a 2.3 factor of safety, which is considered acceptable since the recommended factor of safety for this type of heavy machine is about 2 (Khan, et al., 2016). When the torque was increased to the limit of the mast, i.e., when the factor of safety is close to 1, it resulted in a maximum torque of 54 kNm. Mounting a rotary head with a torque of 54 kNm is therefore not recommended due to the low safety margin that it would entail. Market research has been done and the proposals presented in this study presents similar manufactures and series as of the current rotary head. The recommended rotary heads come from the Eurodrill X-series and are called "RH32X HP 67 TS" and it produces a maximum torque of 32 kNm, alternatively "RH 4300 HP 48 TSS" which produces a torque of 34 kNm. The improvement proposals presented in this report are developed by evaluating the results of the simulations performed and then identifying the weakest areas. Then, based on the product development method, generate a proposal that can stiffen and strengthen the ground stabilization mast. The improvement proposal on the cradle showed with the rotary head "RH24X HP 67 TS" a 4.8 factor of safety, compared to the current cradle which has a 2.6 factor of safety, it is almost a doubling in strength. A new design of trusses was presented and resulted in a 35% increase in rigidity without the need to add any new material. This means that by re-examining the structure of the truss you can strengthen and possibly check the rigidity of the mast, which among other things leads to better manoeuvrability without any real extra costs being needed. / Denna rapport har undersökt möjligheterna att styva och styrka upp en markstabiliseringsmast på ett sätt som ett mindre produktionsföretag klarar av att tillverka. Markstabiliseringstekniken i fråga är Jet-Grouting även kallad injiceringsborrning, som går ut på att man borrar till önskat djup för att sedan låta högtrycksvattenjetstrålar blandat med fyllnadsmassa erodera den kringliggande jordmassan och bilda pelare under markytan. Studien ämnar utforska möjligheten med att placera en förenklad modell i simuleringsprogrammet ANSYS som använder finit elementmetod (FEM) för att få fram sina resultat. Därefter används produktutvecklingsmetoden som beskrivs av Karl T. Ulrich och Steven D. Eppinger i boken ”Product Design and Development”, för att ta fram förbättringsförslag som ska styrka upp masten.   Studien har haft som syfte att ta reda på hållfastheten hos en markstabiliseringsmast och sedan ta fram och presentera ett förbättringsförslag, utifrån det rotationshuvud som nu är monterat på markstabiliseringsmasten. Detta rotationshuvud har benämningen ”RH24X HP 67 TS” och är producerad av Eurodrill och genererar ett maximalt vridmoment på 24 kNm. Simuleringarna på masten med det givna vridmomentet resulterade i den högsta spänningen på 158 MPa som mastkroppen utsattes för. Med det utförande som masten är idag medför det en 2,3 säkerhetsfaktor, vilket är anses vara acceptabelt eftersom den rekommenderade säkerhetsfaktorn för denna typ av tungmaskin ligger på cirka 2 (Khan, et al., 2016).  När man sedan ökade vridmomentet till mastens bristgräns, det vill säga när säkerhetsfaktorn tangerar 1, resulterade det i ett maximalt vridmoment på 54 kNm. Att montera ett rotationshuvud med ett vridmoment på 54 kNm är därför inte att rekommendera på grund av den låga säkerhetsmarginalen som det skulle innebära. Därför presenteras förslag på rotationshuvuden som masten kan klara av, genom en marknadsundersökning gjord på liknade tillverkare och serier som dagens rotationshuvud. De rotationshuvud som rekommenderas kommer från Eurodrill X-serie och heter ”RH32X HP 67 TS” och den producerar ett maximalt vridmoment på 32 kNm, alternativt ”RH 4300 HP 48 TSS” som producerar ett vridmoment på 34 kNm.  Förbättringsförslagen som presenteras i denna rapport är framtagna genom att utvärdera resultaten av de utförda simuleringarna och sedan identifiera de svagaste områdena. Därefter genereras förslag utifrån produktutvecklingsmetoden som kan styva och stärka upp markstabiliseringsmasten. Förbättringsförslaget på släden visade med rotationshuvudet ”RH24X HP 67 TS” en 4,8 säkerhetsfaktor, jämfört med den nuvarande släden som har en 2,6 säkerhetsfaktor vilket är nästan en fördubbling i hållfasthet. En ny design av fackverk presenterades och resulterade i 35 % ökad styvhet utan att behöva addera något nytt material. Det innebär att man genom att ompröva fackverkets struktur kan stärka och eventuellt kontrollera mastens styvhet, vilket bland annat leder till bättre manövrerbarhet utan några egentliga extra kostnader behövs.

This project includes a thesis performed at Karlstad University in spring 2013. The thesis is included in the mechanical engineering program and contains 22.5 university points, which is equivalent to 480 hours of work including self-study.   This work has implemented by the student Luiz Ferreira in cooperation with the firm Camatec Industriteknik AB in Karlstad.   The purpose of this project has been that the company Camatec wants to offer their customers a standard vertical transporter. This transporter must be able to transport paper rolls, which can weigh up to 5 tons, between two floors. The objective with this project has been to prepare a complete set of drawings for a vertical transporter and a price estimate of all its components. This transporter must fit into a given elevator shaft but also be able to adapt into different dimensions.   A vertical transporter has been developed with help of different methods including 3D-modeling, Finite Element Method and strength calculations.   The total development of the transporter has been divided into several areas of constructions: Receiver for paper rolls An existing receiver for paper rolls has been redesigned and adapted into the new construction. Frame A frame has been developed including I-beams, flat bars and hollow structural sections which have been connected with welding and bolts to hold the receiver. Mechanism A mechanism of shaft and bearings, which allow the receiver to rotate so the paper rolls can relief in a facility way, has been designed. Guiding A guiding section has been developed, in which t-grids have been used to guide the transporter along the given elevator shaft. Vibration damper Two ANB 100 vibration dampers with a hardness of 70 Shore have been used to suppress one side of the receiver so it can rotate. Hoist An appropriate rope hoist for this transporter has been discussed with the firm ABUS Kransystem AB in Karlstad. This hoist carries almost the entire transporter.   Standard components are used through the entire project and these have been estimated at an amount of about 306 000 Swedish crowns, where prices for the existing solution of receiver, processing and installation are not included.