Detta examensarbete är utfört i samarbete med dumpertillverkaren Volvo CE i Braås. Då dumpern framförs i hård terräng är det nedersta insteget fäst i två stålvajrar vilket gör det flexibelt. Då flexibiliteten in mot maskinen idag är större än företaget önskar undersöks det i detta arbete alternativ till dagens lösning. Detta görs med hjälp av ingenjörsverktyget ”Eight Steps to Getting Design Right” vilket är en produktutvecklingsmetod som gör det lätt för läsaren att följa utvecklingen från idé till färdig produkt. Arbetet resulterade i att två nya lösningar togs fram. En lik dagens, som bygger på att lösningen är flexibel i två led samt har en styvare vajer jämfört med den på dagens lösning. Den andra lösningen, tänkt som tillvalslösning bygger på leder som innanför ett robust skal är kopplat till en kraftkälla som gör det möjligt för steget att fällas upp och ned.

This thesis was performed at Zetterbergs Industri AB. Zetterbergs is designing, building and mounts body systems for trucks, including dumpers and tippers. The assignment for the thesis was to design a door hinge for a spreader gate. The spreader gate is the top of the two tailgates on a dumper or tipper and opens back and outwards when tipping the cargo. The spreader gate controls the mass flow of the material being tipped. Zetterbergs want to offer their customers an opportunity to also open the spreader gate as a door and place it along the outside of the tipper to get easier access to the platform when loading equipment. They already have an existing solution for both the tipper and the dumper, but there is a need to improve and coordinate these solutions. The existing solution is not entirely rigid which causes problems of sagging when used, and a result of this is heavy lifting for the operator.   The process with designing a new hinge began with an initial study where, among others, the existing hinge and prototype solutions of the hinge at Zetterbergs were examined. To get to understand the process and which parts that needed to be taken into consideration when designing, a participation in the production was made. The initial study was finalized with the preparation of a user and technical specification.   Following the initial study several concepts was generated with a method called “ the five step method”.  Afterwards the concepts were evaluated and compared which lead to the selection of one of the concepts for a final design.   The result of this thesis is a door hinge with tree different configurations. Those three configurations were made to fit the combinations between tipper and dumper as well as aluminum and steel hatch. The hinges are similar to each other and only a few details separate them. All components in the door hinge are adjusted for the production at Zetterbergs. The door hinge is designed in a way that prevents the operator from using it improperly.

The thesis is a case study on the construction of a dropbox for wheel loaders. The thesis was carried out at Volvo Construction Equipment (VCE) who is one of the leading manufacturers of construction equipment. The data collection consisted of a pre-study, a literature review, and simulations and calculations, which was done at VCE. This led to the use of both primary and secondary data, as well as quantitative and qualitative data. The purpose of the thesis was to construct a dropbox which could be combined with a gearbox, for it to work in a wheel loader. The gearbox was a planetary gearbox used in articulated haulers and only some smaller adjustments were to be made on the gearbox. Part of the thesis was to investigate the possibilities to use a hydraulic or electric system in combination with the dropbox. This was to improve the fit of the planetary gearbox to the wheel loader and possibly improve the environmental impact from the wheel loader. The research questions in the thesis were: F1: How can a dropbox be constructed to enable a gearbox fitted for articulated haulers to work in wheel loaders? F2: What are the possibilities to affect the overall cost of the transmission and the environmental impact of the wheel loader with the construction of a dropbox? F3: Which outcomes regarding manufacturing and sales would occur when a articulated hauler and a wheel loader uses the same planetary gearbox? F4: What general factors can be identified to make a modular completion of a existing gearbox, to create a gearbox for better manufacturing and aftermarket management? The method that was used was a combination of Ullman’s and Ulrich and Eppinger’s product development processes. The work was divided in four general phases: planning, information gathering, concept generation, and further development. Appropriate techniques were used to ensure that every phase was completed. The result was a suggestion of a construction of a dropbox. This dropbox was to be combined with a planetary gearbox for articulated haulers to be adjusted to fit the wheel loader model L350. Six gears were chosen from the planetary gearbox for driving both forward and backward. The construction of the dropbox consisted of a cog chain which distributes the driving force and shift elements which changes the direction. The energy which the shift elements were to dissipate was calculated and the dimensions of the cogwheels in the cog chain were estimated. A CAD-model was made to generate an image of the concept. Important factors for the conclusive result included which gears that was used and how they were used. This is a result of the different driving cycles the working machines have, since the driveline has to be adjusted for every machine. A complementary system was an important factor regarding cost and environmental impact. However, it was shown to be hard to implement because of the wide range of the rotational speed in which the complementary motor had to work. Further investigations are required regarding the choice of torque converter, construction of power take-out for the work hydraulic, integration of a complementary system, and the construction of the dropbox case. / Examensarbetet är en fallstudie på konstruktionen av fördelningsväxellåda till hjullastare. Examensarbetet utfördes hos uppdragsgivaren Volvo Construction Equipment (VCE) som är ledande inom tillverkningen av entreprenadmaskiner. Datainsamlingen bestod av en förstudie, en litteraturstudie samt simuleringar och beräkningar som genomfördes på VCE. I och med detta har både primärdata och sekundärdata, samt kvalitativa och kvantitativa data, använts. Syftet med arbetet var att konstruera en fördelningsväxellåda som kunde kombineras med en antagen växellåda för att fungera i en hjullastare. Den antagna växellådan var av planetväxeltyp anpassad för dumprar och mindre ändringar på växellådan fick genomföras. I arbetet ingick även att undersöka möjligheterna att använda hydraul- eller elsystem i kombination med fördelningsväxellådan. Detta för att förbättra anpassningen av planetväxellådan samt möjligtvis förbättra miljöpåverkan från hjullastaren. De forskningsfrågor som ställdes upp var följande: F1: Hur kan en fördelningsväxellåda konstrueras för att möjliggöra att en växellåda primärt anpassad för dumprar ska fungera för hjullastare? F2: Vilka möjligheter finns att påverka kostnaden för transmissionen och miljöpåverkan från hjullastaren när en fördelningsväxellåda konstrueras? F3: Vilka utfall kring tillverkning och försäljning skulle uppstå då en dumper samt hjullastare nyttjar samma planetväxellåda? F4: Vilka generella faktorer kan identifieras om man vill göra en modulär komplettering av en existerande växellåda, för att skapa en växellåda för bättre produktion samt för hantering av eftermarknad? Den metod som valdes var en kombination av Ullmans och Ulrich och Eppingers produktutvecklingsprocesser. Arbetet delades in i fyra övergripande faser: planering, informationsinsamling, konceptgenerering och vidareutveckling. I dessa faser användes lämpliga tekniker för att kunna säkerställa att varje fas avklarades. Arbetet resulterade i ett förslag till en konstruktion av en fördelningsväxellåda. Denna fördelningsväxellåda skulle kombineras med en planetväxellåda för dumprar för att kunna passa en hjullastare av modell L350. Sex växlar valdes ifrån planetväxellådan för både framåtoch bakåtkörning. Konstruktionen av fördelningsväxellådan bestod av en kuggkedja som sköter fördelningen av drivkraften samt skiftelement som vänder riktning. Energin som skiftelementen skulle ta upp beräknades fram och storlekarna för kugghjulen i kuggkedjan uppskattades. En CAD-modell skapades för att kunna generera en bild över konceptet. Viktiga faktorer för det slutgiltiga resultatet inkluderade vilka växlar som används samt hur de används. Detta eftersom entreprenadmaskinerna har olika körcykler där drivlinan måste anpassas efter varje entreprenadmaskin. Ett kompletterande system var en viktig faktor med hänsyn till kostnad och miljöpåverkan. Dock visade det sig att kompletterande system var svårhanterat på grund av de varvtalsområden som den kompletterande motorn behöver arbeta med. Vidare undersökningar bör göras för val av momentomvandlare, konstruktion av uttag för arbetshydraulik, integrering av ett kompletterande system och konstruktionen av fördelningsväxellådshuset.

Mining and construction industry is due to its specialization an environment that provides opportunities for application of innovative approaches and solutions. Thanks to the increase of human needs, this sector meets the increasing demands. This thesis responds to the development of industry and solves the design of specialized field tilting vehicle for soil transport. It also has set an appropriate form to familiarize the public with the problems and demands, which this type of vehicle meet in practice.

Syftet med arbetet är att undersöka hur bullernivån kan minskas eller elimineras genom att utveckla en lösning som förhindrar bakluckan på Volvos A45 dumper från att studsa. Genom en utvecklad och noggrann produktutvecklingsprocess redovisades 14 olika koncept. Tillsammans med Volvo CE valdes ett koncept som var en vidareutveckling från en tidigare lösning. Resultatet är en robust och funktionssäker lösning som minskar bullernivån samtidigt som det inte påverkar hållfastheten på dumpern negativt.

El texto completo de este trabajo no está disponible en el Repositorio Académico UPC por restricciones de la casa editorial donde ha sido publicado. / In the mining industry, the mining cycle is a very important part in the operating stage of every mining unit. Through the exploitation method used, the mining cycle provides mineral ore, which subsequently undergoes various metallurgical processes and its commercialization and thereby generates profits to the mining company. Currently, within this cycle, the hauling and transportation stages are those that have a lower efficiency with respect to the drilling and blasting stages. Therefore, the sector is always seeking effective ways to optimize these processes, reduce downtime and increase productivity. Six Sigma is a technique that allows for the continuous process improvement. In this study, the factors that generate inefficiency in the hauling cycle are determined, and alternatives are implemented to solve the main problem and improve the operations cycle.

This report describes a master thesis in Industrial Design Engineering performed at Kiruna Wagon towards Luleå University of Technology in the spring of 2018. The task of the project is to develop a new locking mechanism to the doors of one of Kiruna Wagons planned product releases, the Side Dumper. To find the ideal solution, an iterative and prototype focused design process is used, which is split up into four main phases. Initially, an immersion into the context of the project is performed, followed by a literature study upon which the theoretical fundament of the project is set. A design specification is stated, which functions as support for design and evaluation during the whole project.   In the ideate phase, existing forces of the unloading station was used as a base for ideation. A large bank of ideas was created, which continuously was diverged and converged by many iteration cycles of designing, evaluation and learning. When five concepts had been developed, their functions needed to be verified in the develop phase, where several challenges arose. These were coped with, mainly through calculations, prototyping and by resetting concepts into solution principles. At last, in the deliver phase two remaining solutions, solution B and solution C, were verified through calculations, CAD-modeling and by a scale-wise functional prototype in steel. The prototype was tested, evaluated and finally delivered to Kiruna Wagon. The report ends with discussion and conclusions about method, process and results, and describes necessary further work for an implementation of the solution. / I denna rapport beskrivs ett examensarbete inom teknisk design som utförts på Kiruna Wagon mot Luleå Tekniska Universitet under våren 2018. Projektet gick ut på att utveckla en ny låsningsmekanism till dörrarna till en av Kiruna Wagons kommande produkter som kallas för Side Dumper. För att hitta den ideala lösningen användes en iterativ och prototypfokuserad designprocess, som delas upp i fyra huvudfaser. Initialt genomfördes en fördjupning i kontexten som rör projektet, följt av en litteraturstudie där den teoretiska grunden för projektet fastställs. En designspecifikation fastslås som fungerar som stöd för design och utvärdering under hela projektet.    I ideate-fasen utnyttjades befintliga krafter på lossningsstationen som en bas för idéarbetet. En stor idébank skapades, som kontinuerligt divergerades och konvergerades genom många iterationscykler av design, utvärdering och lärande. När fem koncept hade utvecklats, behövde deras funktioner verifieras. Detta genomfördes i develop-fasen, där flera utmaningar uppstod. Utmaningarna hanterades huvudsakligen genom beräkningar, prototyper och genom att återställa koncept till lösningsprinciper. Slutligen verifierades två återstående lösningar, lösning B och lösning C, i deliver-fasen genom beräkningar, CAD-modellering och en genom att tillverka en skalenlig funktionell prototyp i stål. Prototypen testades och utvärderades för att slutligen kunna levereras till Kiruna Wagon. Rapporten avslutas med att diskutera och ge slutsatser kring metodval, process och resultat, och beskriver fortsatt arbete för att kunna implementera produkten i framtiden.

Tese de mestrado. Engenharia de Segurança e Higiene Ocupacionais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

The main intent of the thesis is design of articulated mining dumper. The contet of own designed mining dumper respects technical, aesthetic and ergonomic requirements. The thesis brings a new perspective of design solution in category of currently the most powerful articulated mining dumpers.

The purpose of this thesis is design of five-cylinder in-line diesel engine with rubber dumper, with given main parameters, powerstrain design, balancing inertia forces and its moments, modal analysis, calculation of torsion vibrations and design of rubber dumper.