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.

Det här är ett examensarbete som går ut på att konstruera ett modulerbart matarverk för bandstålsindustrin. Examensarbetet görs på företaget CamCoils förfrågan. Som underlag och inspiration fanns ett matarverk som tagits fram i examensarbetet ”Matarverk för Camcoil” som tidigare gjorts åt CamCoil. CamCoil är ett nystartat produktbolag som bygger på deras haspelsystem med samma namn. CamCoil vill komplettera detta haspelsystem med ett matarverk för att bland annat bli mer konkurrenskraftiga på marknaden. Matarverket har som uppgift att dra bandstålet av haspeln, som håller en rulle med bandstål, och dra bandet genom någon sorts bearbetning och mata på det nybearbetade bandstålet på en haspel i andra änden av bearbetningen. Ett matarverk består i enkelhet av roterande valsar som driver fram bandstål antingen med hjälp av att valsarna trycks ihop och på det sättet skapar friktion. Eller så drivs bandstålet fram av friktionskraften som bildas av den stora kontaktytan som bildas när bandet dras runt valsarna vilket då förstärker den kraften bandet redan dras med. En maskinfamilj, med flertalet olika sorters matarverk, skulle i examensarbete tas fram. Detta så att CamCoils kunder själva kan välja det verk som är bäst anpassat för dem. Mätbara krav att konstruera efter: Produktionshastighet: 0-100 m/min                            Banddrag: 0-2 ton ≈ 0-20 kN Antal band i bredd: 1-2 st. Plåttjocklek: 0,3-1,5 mm Bandbredd: 20-350 mm Examensarbetet resulterade i slutändan i sju koncept med matarverk som består av valsar med diametrar på 200 och 600 mm. De olika valsstorlekarna kombineras på olika sätt i enkelmatarverk, dubbelmatarverk och S-verk och skapar på detta sätt en hel maskinfamilj. Enkelmatarverk och dubbelmatarverk driver fram bandstålet genom att trycka ihop valsarna och då skapar friktion mellan vals och band, friktionskraften är då beroende på tryckkraften. Vid enkelmatarverk och dubbelmatarverk är den största begränsningen ytbeläggningen som läggs på valsarna. Ytbeläggningen är till för att skapa större friktion mellan bandet och valsarna. Ytbeläggningen valdes till Slitan 95 Shore A och är ett gummi av sorten polyuretan. S-verk driver fram bandstålet genom att bandet dras runt valsarna och skapar stor kontaktyta där friktion bildas. Vid S-verk begränsas banddraget av vilket drag man har i bandet efter matarverket. S-verket förstärker banddraget som finns efter matarverket med en faktor av 3,514 vid en kontaktvinkel då bandet är lindat ett halvvarv runt två valsar. Matarverkens konstruktion består i slutändan främst av en övre och en undre modul. Den undre modulen varierar i höjd beroende på vilka valsar som används, medan överdelen i stort endast varierar beroende på om matarverket har en eller två drivna valsar. / This is a thesis that is based on construction of a modular adaptive strip feeder for strip steel industry. The thesis is done as a request from the company CamCoil. As a base and as inspiration existed a strip feeder developed in the thesis "Strip feeder for Camcoil " incurred prior to this thesis for CamCoil. CamCoil is a newly created product-company based on their decoiler system with the same name. CamCoil want to supplement this decoiler-system with a strip feeder in order to become more competitive. The strip feeder has the task of pulling the steel strip from the decoiler system, that holds a roll of coiled steel strip, and pull the strip of steel through some sort of processing and feed on the newly processed steel on to a decoiler system at the other end of the process. The Strip feeders consists in its simplicity of rotating rollers that feeds a strip of steel either by the way of that the rollers are pressed together and by that method creates friction. Or the steel strip is fed forward by the friction created by the large contact area created when the steel strip is pulled around rollers which then amplifies the force the steel strip already is pulled with. Several different kinds of strip feeders should in this thesis be developed. This so the clientele of CamCoil themselves can choose the kind of feeder that is best suited for the them. Measurable requirements to design from: Production speed: 0-100 m / min Strip pulling force: 0-2 tons ≈ 0-20 kN Number of bands in width: 1-2 Thickness of the strip: 0.3-1.5 mm Width of the strip: 20-350 mm The thesis resulted in the end of the seven concepts of strip feeders that consists of rollers with the diameters of 200 and 600 mm. The different sized rollers are combined in various ways in the single-feeding strip feeder, the dual-feeding strip feeder and the S- feeder. Single-feeding strip feeder and the dual-feeding strip feeder both feed the steel strip forward by pressing the rollers together. In single-feeding strip feeder and the dual-feeding strip feeder the biggest constraint is the coating placed on rollers. The coating has the task of creating friction between the steel strip and rollers. The coating that was selected was Slitan 95 Shore A and is a polyurethane material. The S-feeder feeds the strip by pulling the strip around the rollers and creates a large contact area where friction is formed. In the S-feeder the pulling force is bounded by the force in the steel strip after the strip feeder. The S- feeder reinforces the pulling force that the production after the strip feeder is already is pulling the steel strip with by a factor of 3.514 at a contact angle when the strip is wound a half revolution around two rollers. The strip feeders construction consist ultimately mainly of an upper and a lower modulus. The lower module varies in height depending on the rolls used, while the upper part in general only varies depending on whether the feeder has one or two driven rollers.

Arbetet har utförts i kursen Examensarbete för högskoleingenjörsprogrammet i Innovations-teknik och design (MSGC12) vid Karlstads universitet. Handledare har varit universitetsadjunkt Lennart Wihk och examinator professor Leo de Vin. Uppdraget har bestått i att genomföra en designstudie på CamCoil, ett haspelsystem inom främst tillverkande industrin. Anledningen till detta är att uppdragsgivaren, Camatec Industriteknik AB, vill att produkten ska göras mer konkurrenskraftig och öka chanserna att kunna sälja maskinen utanför Sveriges gränser. Målet är att skapa en varumärkessignifikativ konceptlösning som är kompatibel med haspelsystemets många olika utföranden. Handledare hos uppdragsgivaren har varit Mikael Hallenborg. Studien är utförd enligt produktutvecklingsprocessen. Genomförandefasen består av en inledande funktionsanalys, intervjuer med kunder och produktspecialister samt en undersökning kring maskindirektivet för möjligheten att CE-märka kåpan som säkerhetsdetalj. Även studier inom ämnet Kansei Engineering har genomförts, för att undersöka maskinens och slutkonceptets semantiska korrelationer. Resultatet mynnade efter idégenereringen ut i en gedigen konceptbank enligt uppdragsgivarens förfrågan. Ett av förslagen vidareutvecklades genom en layoutkonstruktionsfas. Detta koncept formades för att passa in på haspelsystemet i olika utföranden. Projektet ledde till ett konkluderande koncept som svarar mot problemformuleringen: ”Hur ska en kåpa utformas för att berätta om det egna varumärket, samt göra arbetsmiljön säkrare för en operatör utan att begränsa haspelsystemets funktioner?”. Slutprodukten är kompatibel med olika optionskonfigurationer och utvecklat för att bibehålla en hög underhållsvänlighet. Stort fokus lades på att definiera en tydlig produktprofil för att differentiera problemägarens haspel. / The project has been carried out as a bachelor thesis in the Innovation and Design Engineering Programme at Karlstad University. For this project, Lennart Wihk has been the supervisor and Professor Leo de Vin acted as examiner. The task has been to conduct a design study on CamCoil, a reeling system for strip steel in the manufacturing industry. The reason for this is that the principal, Camatec Industriteknik AB, would like this machine to be made more competitive in the european market. The goal is to create a unique and brand specific concept solution compatible with the many different options of the reeling system. Mikael Hallenborg acted as supervisor from the client. The study has been conducted on the product development process. The implementation phase consists of an initial functional analysis, interviews with customers and product specialists, an investigation into the Machinery Directive for the opportunity to CE mark the housing as a security feature. The concept is also studied on the semantic correlations between CamCoil and the housing. The result culminated into a solid concept database as the client requested. One of the proposals was selected for further development. The conclusion of the project resulted in a concept that responds to the question: "How should a housing be designed to tell of its brand, and make the work environment safer for an operator without limiting the reel systems features? “. This resulted in a saftey feature compatible with different configurations of the machine and with a major focus on defining the product profile.