Examensarbetet har som övergripande syfte att ta fram en kravspecifikation för en testrigg åt företaget Leax Falun AB. Arbetet är även avsett att ge en beskrivning av dimensioneringskriterier för kardanaxlar. I denna rapport beskrivs och kartläggs kardanaxelns dynamik och påfrestningar och utifrån dessa dras slutsatser om de krav som kan ställas vid testning och konstruktion av axeln. Femanalyser och beräkningar utfördes på Scanias största axel vilken riggen dimensioneras mot. Data från analyserna tillsammans med informationsinsamling och diskussioner med diverse företag, resulterar till en preliminär kravspecifikation med krav som kan härledas från tillgänglig data. Slutsatserna i arbetet presenterar förutom en kravspecifikation, de områden företaget behöver mer fakta inom, samt en diskussion om fortsatt arbete som behövs för att Leax ska kunna genomföra egna tester och konstruktioner.

Nästan alla kranar på marknaden som används till bl.a. skogsbruket, materialhantering och transport har någon form av länkar som standardutrustning. Länkarna är monterade mellan kranen och redskapet, vilket gör det möjligt för redskapet att pendla i två riktningar och på så vis kunna hålla sig horisontellt i alla lägen. Många av länkarna är även försedda med bromsar som dämpar oönskade pendlande rörelser och dessa bromsade länkar kallas då för svängdämpare. Indexator Rotator Systems är en stor tillverkare av bl.a. sådana länkar och deras produkter ligger i framkant på marknaden. För att kunna bibehålla och stärka sin position måste produkterna ständigt utvecklas och förbättras. För att på ett så bra sätt som möjligt kunna göra detta är det bra att ha möjlighet att testa produkterna under realistiska och kontrollerade former. Till detta behövs en testrigg, vilket i dagsläget saknas för testning av svängdämpare. Detta arbete syftar till att ta fram ett konceptförslag på en sådan testrigg. Arbetet har begränsats till att ta fram ett förslag på hur problemet kan lösas och därför har en mer ingående analys av vilka komponenter som är bäst att använda för konstruktionen utelämnats. Arbetet inleddes med att en kravspecifikation skapades tillsammans med företaget där vissa funktionella krav på testriggen sattes utifrån önskemål. Med kravspecifikationen som grund togs sedan ett flertal skisser på olika lösningar fram och presenterades varefter en lösning valdes att gå vidare med. Diverse beräkningar utfördes för att undersöka rimligheten i olika utföranden samt visa på de funktionella förutsättningarna och slutligen konstruerades och presenterades en 3D-modell för att illustrera konceptförslaget. Resultatet av arbetet har lett fram till ett förslag på ett koncept för en testrigg som uppfyller de ställda kraven i kravspecifikationen och som möjliggör testning av svängdämpare på ett realistiskt sätt.

Examensarbetet utfördes på Koteko AB som är ett ingenjörsföretag inom processautomation, elkraftteknik och industriell elautomation. Rapporten behandlar problematiken som finns idag med att kunna testa och utveckla processmaskiners styrning och reglerförmåga innan leverans samt test av nya koncept. Detta ska göras genom att konstruera en testrigg som ska kunna testa olika körningar med vissa avgränsningar. Rapporten behandlar även dimensioneringen av alla motorer och växellådor som behövs för att testa olika körningar som presenteras senare i arbetet, samt vad som behövs för att styra och köra motorer. / The work was performed at Koteko AB which is a consultant company in process automation, power engineering and industrial electrical automation. The report deals with todays´existing problems of testing and developing process machines’ controller and controllability before delivery and also tests new concepts. This will be done by constructing a test rig that will be able to carry out various test runs with certain limitations. The report also covers the sizing of all engines and gearboxes that are needed in order to test different runs that are presented in the report and also what is needed to control and drive motors.

This report presents a thesis done at Husqvarna Groups component department. The purpose was to redesign an electrical test rig for a Husqvarna chainsaws so that it was robust enough to withstand tests for at least 50 hours at a speed of 14 000 rpm. The electrical test rig is driven by an electric motor that sets the rotating system in motion. The current test rig is designed to demonstrate that the relevant load conditions are achieved and the next step is to redesign the test rig so that it is robust enough to cope with component testing. So far, the tests has lasted for at most 1 minute and the coupling has been creating problems for the system since it opens up during tests because of the centrifugal forces. The choice of coupling is therefore to be reviewed. In previous tests the test rig was noted to vibrate more than expected during acceleration up to 14 000 rpm. The test rig is currently rigidly fixed onto a steel table during tests and this reduce the recreation of the chainsaw natural movement. The thesis therefore includes a review of the possibility of a vibration damping system. Background for the choice of the coupling and vibration damping system was based on a study containing analysis of current test rig and a previous thesis done on the test rig before its development. Theories and data collection was done through literature study of relevant articles about power of transmission and vibration. Interviews was carried through with knowledgeable persons from Husqvarna with experience of test rigs. The study then continued with the development of relevant calculations and by a concept study with creation of construction criteria lists. The concept study was finished off with a Pugh’s matrix with a comparison of the concepts.   The result from the concept study for the coupling which was recommended was a coupling called flex shaft. This consists of a hard twisted spring and is beneficial for designs that require nonlinear transmission, are capable of tests at high speed and can transfer the desired torque. Flex shafts are specially ordered based on special criteria’s, making it suitable for structures with multiple and complex requirements. The vibration damping system recommended from calculations and the concept study consisted of four vibration damping elements of rubber. These should be attached under the aluminum plate that the test rig is fixated on. Each vibration damping element need to have a max stiffness of 20.55 N/mm and to be able to bear a weight of 6.55 kg. If the recommendations are followed to create a robust test rig with the flexible shaft coupling and the proposed vibration damping system testing of components and analyzes will be more easily implemented at Husqvarna. This will also help the research and development forward in both a cost and time effective manner. / Denna rapport presenterar ett examensarbete utfört på Husqvarna Groups komponentavdelning.  Syftet var att omkonstruera en elektrisk testrigg för en Husqvarnas motorsågar så att den blev tillräckligt robust för att klara av körningar i minst 50 timmar med ett varvtal på 14 000 rpm. Den elektriska testriggen drivs av en elmotor som sätter det roterande systemet i en motorsåg i rörelse. Nuvarande testrigg är framtagen för att påvisa att relevanta lastfall uppnås och nästa steg är att omkonstruera testriggen så att den blir robust nog för att klara komponentprovning. Hittills har tester i max 1 minut genomförts och den koppling som används skapar problem för systemet då klokopplingen öppnar sig vid körning på grund av centrifugallasterna. Valet av koppling önskades därför att ses över. Vid tidigare körningar märktes även att testriggen vibrerade mer än väntat vid accelerationen upp till 14 000 rpm. I nuläget är testriggen stumt fastmonterad i ett stålbord vid körningar och dessa begräsningar tros försämra återskapandet av motorsågens naturliga rörelsemönster. Examensarbetet innefattar därför även att se över möjligheten för ett avvibreringssystem och hur detta skulle kunna utformas. Bakgrund inför valet av koppling och avvibreringssystem baserades på en förstudie innehållande analys av nuvarande testrigg och ett tidigare examensarbete som utförts på testriggen innan dess uppkomst. Teorier och datainsamling gjordes genom litteraturstudie där relevanta artiklar om kraftöverföring och vibrationer studerades samt att intervjuer med insatta personer från Husqvarna med erfarenhet av testriggar genomfördes. Studien fortsatte sedan med framtagning av relevanta beräkningar och genom en konceptstudie där konstruktionskriterielistor skapades och koncepten sedan jämfördes genom Pugh’s matris. Resultatet som framkom från konceptstudien för koppling och rekommenderades var en koppling kallad flexaxel. Denna består av en hårt tvinnad fjäder och är fördelaktig vid konstruktioner som har ickelinjär kraftöverföring. Flexaxeln klarar även av körningar på höga varvtal samt att föra över det önskade vridmomentet. Denna typ av koppling specialbeställs utefter ställda kriterier, vilket gör den lämplig för konstruktioner som ställer flera och komplexa krav. Avvibreringsystemet som rekommenderades framkom från beräkningar samt konceptstudie och bestod av fyra stycken avvibreringselemnet i gummi. Dessa ska fästas under den aluminiumplatta testriggen är fastmonterad på och vardera avvibreringselement behöver ha en maxstyvhetet på 20,55 N/mm samt kunna bära en vikt på minst 6,55 kg. Om rekommendationerna följs för att skapa en robust testrigg med flexaxeln som koppling och det föreslagna avvibreringssystemet kommer tester av komponenter och analyser lättare kunna genomföras på Husqvarna. Detta kommer även kunna effektivisera forskningsarbete och utvecklingsprocesser framåt på ett både kostnads- och tidsmässigt sätt.

<p>This Thesis is performed in cooperation with Kalmar Industries in Lidhult, Sweden. The</p><p>projects main purpose was to develop a draft design of a test equipment. The equipment</p><p>will simulate and valuate the drive-train and brakes at Kalmar’s bigger forklifts.</p><p>The equipment will be designed so the wheels of the forklift are placed on two rollers;</p><p>these absorb and affect the forklifts brake- and driving force. With this characteristic an</p><p>up- and downhill can be simulated. Today, the forklifts are being tested on a test track.</p><p>This test method is both very time consuming and the repeatability is miscellaneous with</p><p>insecure values as result.</p><p>The thesis has consisted of determining base dimensions like axle load, torque, power</p><p>requirement, etc. Even roller, bearings and axle dimensions was created. Searching for</p><p>proper application to drive and brake the rollers was also done.</p><p>Under the project’s time mechanics- and strengths calculations were made. Even</p><p>investigations of available and existing equipment have been done. The result of the</p><p>project is proposition of a drive/brake equipment and a beginning of primary design.</p>

This Thesis is performed in cooperation with Kalmar Industries in Lidhult, Sweden. The projects main purpose was to develop a draft design of a test equipment. The equipment will simulate and valuate the drive-train and brakes at Kalmar’s bigger forklifts. The equipment will be designed so the wheels of the forklift are placed on two rollers; these absorb and affect the forklifts brake- and driving force. With this characteristic an up- and downhill can be simulated. Today, the forklifts are being tested on a test track. This test method is both very time consuming and the repeatability is miscellaneous with insecure values as result. The thesis has consisted of determining base dimensions like axle load, torque, power requirement, etc. Even roller, bearings and axle dimensions was created. Searching for proper application to drive and brake the rollers was also done. Under the project’s time mechanics- and strengths calculations were made. Even investigations of available and existing equipment have been done. The result of the project is proposition of a drive/brake equipment and a beginning of primary design.

This thesis was done for RUAG Space AB, which is a supplier of products in the space industry with distribution across large parts of the world. The company develops and manufactures a range of products in area such as electronics, mechanics, and mechatronics. These products are both developed and tested by the company. One of the tests that the company performs is friction tests, these are performed to obtain the coefficient of friction for different materials and different coatings.The frictions tests that are performed measures the coefficient of friction between two objects that are subjected to a high load, for this type of friction tests there is currently no ready to be purchased solution. The company has a self-constructed test rig to perform these types of tests,but this does not currently produce results within the company’s quality parameters and needs to be upgraded or replaced. The purpose of this thesis was to do this and present a solution to the company. Two research questions were asked during this thesis, and they were:Q1: What factors affect the accuracy of friction tests?Q2: How can an updated / new design of a friction test rig look like?Along with these questions some goals were set, these were to improve; Testing time, Ergonomics, and Results.The work of this thesis followed a modified product development process that was focused on concept development, this because the problem was provided, and the result was not to be put in production. During the work, interviews and studies were conducted to gather enough information to be able to develop a concept that fulfilled the goals and answered the researchquestions. The result was a redesign of the construction with an associated automation part. This resultedin a design that was improved in the areas of, Weight, Size, Ergonomics, and Time. The construction was designed by the thesis student and the automation part was designed in collaboration with various companies whose products was used in the solution. For the tests to produce results within the company’s quality parameters, cleanliness and climate must be controlled for the testing space and the test samples. The construction also requires a certain straightness as the forces acting on the friction test samples must not be at an angle of error; this leads to the coefficient becoming incorrect. All sensors involved also needs to be calibrated correctly. According to the calculations made, the new design has the potential to improve the company’s friction tests. Since the result was theoretical, the result was evaluated using tolerance calculations and ergonomic estimates.The thesis has opportunities for further development and investigation in various areas, if for example the test procedure changes, then changes can be made to the design. / Det här arbetet gjordes åt företaget RUAG Space AB, som är en leverantör av produkter inom rymdindustrin med spridning över stora delar av världen. Företaget utvecklar och tillverkar en mängd olika produkter inom områden så som elektronik, mekanik, och mekatronik. Dessa produkter både utvecklas och testas av företaget. En typ av tester som företaget utför är friktionstester för att få fram friktionskoefficienten för olika material och olika ytbeläggningar. Friktionstesterna som utförs mäter friktionskoefficienten mellan två objekt som belastas med stort tryck, för denna typ av friktionstester finns idag ingen färdig lösning utan företaget själva har en testrigg som utför dessa tester. Denna rigg producerar inte idag resultat inom företagets kvalitetsparametrar och behöver uppgraderas eller bytas ut. Syftet med arbetet var att göra detta och presentera en lösning till företaget. Två forskningsfrågor ställdes under arbetet och de var: F1: Vilka faktorer påverkar noggrannheten vid friktionstester? F2: Hur kan en uppdaterad/ny konstruktion av en friktionstestrigg se ut? Till dessa frågor ställdes även vissa mål med arbetet, dessa var att förbättra; Testtiden, Ergonomin, och Resultatet.   Arbetet följde en anpassad produktutvecklingsprocess där fokus låg på konceptutvecklingen då arbetet redan var definierat och inte slutade i en tillverkning. Under arbetet genomfördes intervjuer och undersökningar för att samla tillräckligt med information för att kunna utveckla ett koncept som uppfyllde arbetets mål och besvarade frågeställningarna. Resultatet av arbetet var en omdesign av testriggens konstruktion med en tillhörande automationsdel. Detta resulterade i en konstruktion som var förbättrad inom områdena; Vikt, Storlek, Ergonomi, och Tid. Konstruktionen designades av examensarbetaren själv och automationsdelen utformades i samverkan med olika företag vars produkter används i lösningen. För att testerna ska ge resultat inom företagets kvalitetsparametrar måste renhet och klimat kontrolleras för testutrymmet och testbitarna. Konstruktionen kräver även en viss rakhet eftersom krafterna som inverkar på friktionstestbitarna inte får vara felvinklade, detta leder till att friktionskoefficienten blir felaktig. Alla inblandade sensorer måste också kalibreras till korrekt angivelse. Enligt de beräkningar som gjordes har den nya konstruktionen möjlighet att förbättra företagets friktionstester. Eftersom resultatet var teoretiskt utvärderades resultatet med hjälp av toleransberäkningar och ergonomiska uppskattningar. Arbetet har möjlighet för vidareutveckling och undersökning inom olika områden, om till exempel testproceduren ändras i framtiden, kan designen av konstruktionen ändras.

Detta examensarbete har framtagit koncept för en testrigg ämnad till långtidstester av batteridrivna häcksaxar. Detta utfördes då Husqvarna AB var i behov av en testrigg som har möjlighet att belasta batteridrivna häcksaxar under körning, då befintlig testrigg enbart kan låta häcksaxen köra utan extern belastning. Denna testriggrigg skulle då kunna utföra långtidstester där en belastning ska kunna simulera verklig arbetsbelastning. Beräknade förslag på acceleration av testcyklerna har även framtagits för att minska tiden som krävs för att utföra ett långtidstest. För att fastställa hur de befintliga testriggarna är konstruerade och vad som skulle gå att förbättra utfördes observationer och intervju på Husqvarna AB som del av en förstudie. Ytterligare utfördes ett fälttest för att bestämma hur belastningen såg ut vid verklig körning. Detta låg som underlag för att accelerera testcykeln. För att generera koncept följdes designmetoden av H. Johannesson, J.-G. Persson och D. Pettersson. Detta innebar bland annat att en produktspecifikation togs fram i samarbete med Husqvarna AB för att säkerställa att alla krav och önskemål framkom. Därefter användes brainstorming för att ta fram en mångfald av idéer på hur häcksaxen skulle belastas som sedan sållades i en elimineringsprocess. Tre av fyra preliminära koncept behölls efter elimineringen och genomgick en riskanalys för att säkerställa att tillräckliga säkerhetsåtgärder vidtas. Detta agerade som säkerställning för att maskindirektivet uppfylldes. De åtgärder som valdes var en skyddsbur som inkapslar testriggen, samt att testriggen bultas fast i golvet. Testriggen kopplades även till ett befintligt elektroniskt säkerhetssystem som stoppar testerna vid inträde till testrummet. När de nödvändiga skyddsåtgärderna bestämts ritades slutgiltiga koncept upp i Solid works för att upptäcka eventuella problem som tidigare inte förutspåtts samt ge en tydlig illustration av koncepten. För att bestämma hur belastningen bör ökas för att korta ner testtiden från 400 timmar till 200, användes Basquins formel (4). Vidare beräkningar visade ett linjärt samband mellan utvecklad motoreffekt och livslängd. Detta användes för att påvisa att motoreffekten vid testning bör vara 14,86% högre än vid verklig körning för att uppnå den önskade testtiden.

Projektet, som har utförts på uppdrag av Cimco Marine AB i Ängelholm, har haft som huvudmål att ta fram en testrigg för att ”log stirke”-testa utombordsmotorer. Cimco Marine AB har utvecklat en dieseldriven utombordsmotor för främst professionellt bruk. Dieselmotorn som används är en motor från bilindustrin som marinkonverterats och monterats på ett egenutvecklat underhus, där kraften från motorn överförs till propellern via två kuggremmar. ”Log strike” är när en utombordsmotor försedd båt kör över en stock som flyter i vattenytan. När detta händer uppstår en kollision mellan den del av utombordaren som sticker ner i vattnet och stocken. Om detta sker i hög hastighet induceras stora krafter i utombordaren och båten. För att säkerställa att Cimco Marine AB:s utombordsmotor klarar de påfrestningar som detta innebär vill de kunna testa detta i en testrigg. Man kan likna detta test med de krocktester som utförs inom bilindustrin. Den inledande fasen i projektet var att undersöka tillgänglig information om liknande tester. Det bestämdes sedan att riggen skulle bestå av en vagn som sköts mot utombordarens underhus och att vagnen således motsvarade stocken. Utifrån detta delades konstruktionen upp i olika enheter och varje enhet behandlades var för sig innan de sattes samman till en helhet. Konstruktionsarbetet har följt Fredy Olssons konstruktionsmetoder, princip- och primär konstruktion. Resultatet av projektet är en konceptkonstruktion på en ”log strike”-testrigg anpassad efter Cimco Marine AB:s krav och önskemål. / The goal for this project, carried out with directions from Cimco Marine AB, has been to design a concept construction for a “log strike” testrig for outboard motors. Cimco Marine AB has developed a diesel powered outboard motor mainly for professional use. The diesel engine used is an engine from the automotive industry that has been converted for marine use. The engine is located on a gearbox and underhouse that transfer the power via two belts down to the propeller. A “log strike” occurs when a boat with an outboard motor runs over a log floating in the surface of the water. When this happens a collision between the part of the outboard motor under the waterline and the log is a fact. To ensure that the outboard motor manufactured by Cimco Marine AB manage the loads a high speed log strike produces, they want a test rig to test this. One can compare this test with the crash tests performed in the vehicle industry. In the beginning of the project, time was spent on research and information gathering. It was then decided that the rig should consist of a sled that is propelled against the underhouse of the outboard motor. After this, the project was split in smaller units and every unit was considered separately before they were put together again as a whole. The construction project has followed the design method developed by Fredy Olsson. The end result is a concept design of a “log strike”- test rig, adapted to the requirements set up by Cimco Marine AB.

Det här examensarbetet behandlar frågeställningen hur en testrigg kan utformas för att testa planetväxlar avsedda för industrirobotar. Ett sekundärt mål för testriggen är att i så stor utsträckning som möjligt vara modulär för att kunna testa olika storlekar av planetväxlar i samma testrigg. Arbetet presenterar en testrigg för att undersöka växlarnas enskilda egenskaper så som lost motion, hysteres, vridglapp, böj- och vridstyvhet samt verkningsgrad och livslängd. Slutligen genomförs beräkningar och konstruktion av det framtagna konceptet. Slutsatsen av arbetet är att det sannolikt går att tillverka en modulär testrigg som klarar av att testa samtliga egenskaper hos planetväxlar.