No description available.

This Thesis has been carried out as a final part of the Mechanical Engineering programme (180 credits) at Karlstad University during the spring semester 2022 and comprises 22.5 credits. The work is carried out on behalf of Valmet AB in Karlstad.At the beginning of a tissue machine, a mixture of fibres and water is fed into the machine and formed into a sheet using a forming wire and felt. During maintenance work, the wire sometimes needs to be detached from the machine. In order to release the forming wire, the breast roll retraction system needs to be opened up, which is done using an arm with the breast roll attached to it. This arm can rotate upwards, taking the breast roll with it, and when this is opened, the forming wire can be removed. In the hinge that this arm is attached to there is a gap, in addition to the gap the arm can be bent slightly. When the arm is returned to its original position after replacing of the forming wire, this gap and bending creates some problems. The problem is that the arm needs to return to its original position with great precision to avoid unnecessary adjustments. This is currently done using keys with angled walls and to lock the position eye bolts with associated nuts. The manufacturing of this solution has been identified as expensive due to tight tolerances and the angled walls of the keys and keyways. The aim of this project is to make the design cheaper to manufacture through design modification of this positioning and locking mechanism.Through a feasibility study regarding the current design and manufacturing method a deeper understanding of the function and machining was gained. The project has followed a structured product development process, from pre-study through requirements specification, concept generation and evaluation to detailed design. A requirement specification was developed using the results of the feasibility study together with information from Valmet employees. Two concept generation sessions were conducted, the 6-3-5 method and morphological matrix, these were done together with people at Valmet with different experiences. For concept evaluation and selection, Harris profile and relative decision matrix were used, these were conducted after consultation with experienced people at Valmet.The best concept is a design change that eliminates the milled angled walls in the keyway on the arm. These are replaced by a cylindrical pocket and a threaded hole. A corresponding change is made to the bracket against which the arm rests. Instead of the keys used today, two turned parts with a conical contact surface between them are proposed. This solution achieves all the requirements of the requirements specification as well as all the wishes except that it should fit similar fastening elements in other sections of the machine. The explanation for this is that the other fastening elements have slightly different functions which the proposed solution does not take into account. The price difference between the current design and the design proposed by the project has been obtained by a subcontractor providing price proposals for both. / Detta Examensarbete har genomförts som en avslutande del av maskiningenjörsutbildningen (180 hp) vid Karlstads universitet under vårterminen 2022 och omfattar 22.5 hp. Arbetet utförs på uppdrag av Valmet AB i Karlstad. I början av en tissuemaskin förs en blandning av fibrer och vatten in i maskinen och formas till ett ark med hjälp av en vira och filt. Vid underhållsarbete behöver viran ibland tas ut från maskinen. För att lossa viran behöver bröstvalsen öppnas upp, detta görs genom att bröstvalsen sitter fastspänd på en arm. Denna arm kan rotera upp och tar då med sig bröstvalsen, när denna är öppnad så kan viran tas ut. I gångjärnet som denna arm sitter på finns ett glapp, förutom glappet kan armen böjas något. När armen, efter att viran bytts ut, ska återgå till sitt ursprungliga läge skapar detta glapp och böjning viss problematik. Problemet är att armen behöver återgå till sitt ursprungliga läge med stor precision för att undvika onödiga justeringar. Detta görs idag med hjälp av kilar med vinklade väggar samt för att låsa fast positionen fäll skruvar med tillhörande mutter. Tillverkningen av denna lösning har identifierats som dyr på grund av snäva toleranser och de vinklade väggarna på kilen och kilspåret. Syftet med detta projekt är att genom designändring av denna positionering och låsningsmekanism få konstruktionen billigare att tillverka. Genom en förstudie gällande den nuvarande designen och tillverkningsmetoden skapades en djupare förståelse av funktion och bearbetning. Projektet har följt en strukturerad produktutvecklingsprocess, från förstudie genom kravspecifikation, koncept -generering och -utvärdering till detaljkonstruktion. En kravspecifikation togs fram med hjälp av resultatet från förstudien tillsammans med information från anställda på Valmet. Två konceptgenereringssessioner genomfördes, 6-3-5 metoden och morfologisk matris, dessa gjordes tillsammans med personer på Valmet med olika erfarenheter. För konceptutvärdering och val användes Harris profile samt relativ beslutsmatris, dessa genomfördes efter konsultation med erfarna på Valmet. Det bästa konceptet är en konstruktionsändring som eliminerar de frästa vinklade väggarna i kilspåret på armen. Dessa ersätts av en cylindrisk ficka samt ett gängat hål. Motsvarande ändring görs på konsolen som armen ligger mot. Istället för de kilar som används idag föreslås två svarvade parter med konisk kontaktyta mellan varandra. Denna lösning uppnår alla krav i kravspecifikationen samt alla önskemål förutom att den ska passa liknande förband i andra delar av maskinen. Förklaringen till det är att de andra förbanden har något annorlunda funktion som den föreslagna lösningen inte tar hänsyn till. Prisskillnaden mellan den nuvarande och den av projektet föreslagna designen har tagits fram genom att en underleverantör lämnat prisförslag på båda.

Husums plant has a selection of different pulp pumps at bleaching plant 4 and 5. The displacement- (HC-pump, Sund Defibrator PTD-60) and centrifugalpumps (MC-pump, MCA 42-200, MCP 30/20) are of interest in this report. The centrifugal pumps are controlled by throttle valves, which result in an energy loss. Chemical mixers are used to mix ClO2 into the pulp before proceeding into a holding tower where the bleaching process occurs. The energy demand of the different positions has been measured or calculated to be used in comparisons against new equipment. Quotations were requested and delivered from Valmet and Sulzer. The quotations were made with a production increase of 10 ADMt/h and plant compared to current equipment. Therefore energy need of the equipment in the quotation had to be recalculated to the same production output as when measurements were conducted to be comparable. Quotation of the pumps assumes the use of frequency inverters. A deeper investigation was made for 441PU255 which is located at bleaching plant 4. The drop leg level of the pump is controlled via a throttle valve. A frequency inverter is installed but not utilized to maintain constant pulp level in the drop leg. This was due to physical changes in the process not being compensated for in the control system. This caused the drop leg level to oscillate when automatic control was used. As a workaround the drive had been set at a constant speed. To investigate the potential savings, an attempt was made in which the speed was lowered from 1520 rpm to 1100 rpm, resulting in a power reduction of 82 kW or 342,081 Sek per year at a production of 36 ADMT/h. The experiment was done with slightly lower production output than desirable; because of this, savings will decrease slightly at higher outputs. Comparisons showed that considerable amounts of energy could be saved at all positions. However the investment cost is high and therefore favorable payback times can only be seen for some of the positions. The MC-pumps are oversized and in need of constant throttling therefore the majority of the energy savings is made through the installation of frequency inverters and not the pump upgrade. / Metsä Board Husum har idag ett flertal olika modeller av massapumpar vid blekeri 4 och 5. Dessa är av deplacerande typ (HC-pump, Sunds Defibrator PTD-60) samt centrifugalmodell (MC-pump, MCA 42-200, MCP 30/20), centrifugalmodellen regleras med strypventiler vilket innebär en extra förlust, speciellt märkbar är denna då produktionen tas ned. Vid blekeriet finns även kemikaliemixrar för att mixa in ClO2 innan pappersmassan pumpas till ett uppehållstorn där blekprocessen sker. Anläggningens nuläge genomgick en mindre kartläggning där specifikationer och mätdata samlades in för att ge en bakgrund till det energibehov som finns idag. Tillgänglighet för reservdelar har varit av intresse för de äldre HC-pumparna. Tillsammans med Sulzer har uppfordringshöjd beräknats för positioner utrustade med PTD -60 då uppgifter för denna saknades. Sulzer och Valmet har offererat ny utrustning för dessa positioner som jämförs mot uppmätta värden för att beräkna återbetalningstid. Inkomna offerter förutsätter frekvensomriktare och baseras på en önskad produktionsökning till 50 ADMt/h för blekeri 4 och 60 ADMt/h för blekeri 5. Detta är en ökning på 10 ADMt/h och blekeri. Erforderlig effekt för drifter i inkomna offerter och uppmätt effekt är ej angiven vid samma driftpunkt. De offererade pumparnas driftpunkt har därför räknats om för att motsvara driftpunkt vid tillfället för insamling av data. Detta för att enkelt kunna jämföra offerter mot nuläge. På blekeri 4 återfinns en MC-pump av modell MCA 42-200 med posnummer 441PU255. Vid denna position gjordes en djupare undersökning då nivåregleringen ej fungerar som tänkt. Nivåhållning sker via reglerventil och varvtalsreglering med frekvensomriktare. För att kunna köra driften har frekvensomriktaren manuellt ställts i ett fast varvtal och reglerventilen lagts i automatik. Ventilen styr därmed nivå i fallröret och har vid normal drift en öppningsgrad på 40-50 %. Vid genomgången upptäcktes att parametrar i styrsystem gällande de varvtal motorn skall arbeta vid inte korrigerats efter en ombyggnation. Detta har medfört att nivån inte gått att reglera i automatik utan att systemet börjat självsvänga. För att undersöka skillnad mellan varvtalsstyrning och strypreglering gjordes ett försök där varvtalet sänktes från 1520 rpm till 1100 rpm vilket resulterade i en effektminskning på 82 kW eller 342 081 kr per år jämfört med strypreglering; detta var vid en produktion av 36 ADMt/h. Försöket gjordes med något lägre produktion än önskvärt; på grund av detta kommer besparingen minska något vid högre produktion. Samtliga positioner uppvisar minskat energibehov med ny utrustning. Dock gör hög investeringskostnad och krav på kort återbetalningstid att endast några få positioner är lämpliga kandidater för ombyggnad i dagsläget. För MC-pumparna kan däremot majoriteten av besparingen uppnås genom att bygga om dagens strypreglering till varvtalsreglering. Detta sker till en betydligt lägre kostnad än vid uppgradering av pump. Arbetet visar att det finns stor potential att minska energikonsumtion vid blekning av pappersmassa, detta gäller speciellt för de befintliga MC-pumparna som är kraftigt överdimensionerade och regleras med strypventil. De gamla kemikaliemixrarna använder stora mängder energi för att mixa in ClO2, nya mixrar använder mindre än hälften av energin och ger överskådliga återbetalningstider.

Inom kartong- och pappersindustri binds massabalar med ståltrådar för enkel transport. Dessa trådar tas bort med automatiska avtrådningsmaskiner innan balarna förs vidare i processen. Detta arbete har genomförts i uppdrag av Norconsult för deras kund Valmet. Arbetets syfte var att ta fram ett koncept för nästa generations avtrådningsmaskin. Målet var att öka kapaciteten genom att skapa ett nytt rörelsemönster. Arbetet utfördes genom att följa den vedertagna metoden designmetodik som delas in i tre faser: analytisk fas, kreativ fas och presentationsfas. För att analysera problemet vid dagens maskin utfördes en aktivitetsanalys. Aktiviteterna som visades orsaka påverkningsbara tidsfördröjningar var rotation av bal samt krock av robotvagnar. Ytterligare information samlades från en marknadsanalys och från relevanta arbeten för att få en stadigare grund och förståelse i arbetet. Här studerades utvecklingen av en befintlig processmaskin samt en utveckling av arbetsmiljön vid transporten till en processmaskin. En kravspecifikation samt en funktionsanalys kunde framställas med den insamlade kunskapen. Den kreativa fasen började med idégenerering under två workshoppar för att hitta fler olika infallsvinklar till rörelsemönster. För bättre förståelse kring hur maskinen kan röra sig testades och filminspelades olika mönster med en nerskalad modell i hårdskum. Därefter skapades ett antal skisser. Utifrån skisserna skapades 3D-modeller som med hjälp av kunniga på Norconsult simulerades för att visa de tilltänkta rörelsemönstren. Dessa simuleringar utvärderades med Pughs beslutsmatris i flera omgångar. Det slutgiltiga konceptet presenteras som en avtrådningsmaskin med en ökad kapacitet. Detta uppnåddes då konceptet undviker krock och utesluter rotation av massabalar.

This exam report includes a survey of surface treatment materials and their associated surface treatment methods for application in a tissue machine commissioned by Valmet AB. The tissue machine produces 24 hours a day in a demanding environment consisting of water, heat, oils, glue, dust and various chemicals. The demanding environment makes it difficult to maintain the machine clean due to the limited access at various machine parts when the machine is operating, which can lead to both personal risks and risks for production stoppages. These factors form the basis for the build-ups that takes place at various machine parts. Mostly, it’s about paper fibres that either are loose and dry or clustered into lumps. They also appear as lumps of fibres held together by oil, glues or other chemicals. Over time, they can loosen and, in the worst case, are due to breakages and production failures. The build-ups can also destroy the function of moving machine parts or lead to corrosion. The commission was assigned by Bengt O Andersson and Mickey Lindevall at Valmet AB. The project was conducted as the examining part in the course Degree Project for the Bachelor of Science in Mechanical Engineering, MSGC17, at the faculty of health, science and technology at Karlstad university. The project was carried out individually by a student at the Bachelor of Science program in Mechanical Engineering at Karlstad university. This degree project has taken precedence where the previous degree project at Valmet AB completed its work. The previous degree project has served as a reference document in this report to work out a requirement specification and identifying machine parts that are desired to undergo some form of surface treatment. The acting environments that exist at the various machine parts that are desired to be surface treated have also been examined from the previous degree project. This report has taken a different approach compared to the previous thesis work and is instead directed towards finding suitable surface treatment materials and associated application methods using the material database, CES EduPack. The purpose of the degree project has been to present suitable surface treatment materials and associated surface treatment methods. These are to solve the existing problems, thus facilitating cleaning and maintenance of the tissue machine. To achieve this, a list of suitable materials and associated surface treatment methods has been presented. From this list, conclusions are drawn to find as good surface treatment materials and its associated application methods as possible. With these, the problem should be eliminated or reduced drastically for the number of build-ups regarding the treated machine parts. The objective for this project thesis has been to analyse and proposing suitable methods and materials for surface treatments. With the chosen method and material for the surface treatment, the surfaces upon application are to achieve such properties that build-ups do not adhere to them. The project also contains a requirement specification that has been translated into restriction terms that all investigated material candidates have had to fulfil to be classified as suitable material candidates. The report has also taken a stand to the literature and theory available in the subject area to further investigate what materials are currently used in similar industrial applications. The information that has been processed has, in a final phase, been used as a basis for the list of suitable surface treatment materials and their associated surface treatment methods presented in the report. / Denna examensrapport innefattar en undersökning av ytbehandlingsmaterial samt tillhörande ytbehandlingsmetoder för applicering i en mjukpappersmaskin på uppdrag av Valmet AB. Mjukpappersmaskinen producerar 24 timmar om dygnet i en krävande miljö bl.a. bestående av vatten, värme, oljor, lim, damm samt diverse kemikalier. Den krävande miljön gör att det är svårt att hålla maskinen ren eftersom att det är svårt att komma åt överallt under drift, vilket kan medföra både personrisker och risker för produktionsstopp. Dessa faktorer ligger till grund för att uppbyggningar uppstår vid diverse maskindelar. Mestadels handlar det om pappersfibrer som endera är lösa torra eller fasttorkade i klumpar men de förekommer även som klumpar av fibrer som hålls ihop av olja, lim eller andra kemikalier. Med tiden så kan dessa lossna och ligger i värsta fall till grund för banbrott och produktionsbortfall. Uppbyggningarna kan även förstöra funktionen på rörliga maskindelar eller leda till korrosion. Uppdraget är utgivet av Bengt O Andersson och Mickey Lindevall på Valmet AB. Projektet utförs som den examinerande delen i kursen Examensarbete för högskoleingenjörsexamen i Maskinteknik, MSGC17 vid fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap vid Karlstads universitet. Projektet har utförts enskilt av studerande vid Högskoleingenjörsprogrammet i Maskinteknik vid Karlstads universitet. Detta examensarbete har tagit vid där föregående examensarbetare vid Valmet AB avslutade sitt arbete. Dennes examensrapport har fungerat som ett referensdokument i denna rapport för att kunna arbeta fram en kravspecifikation samt identifiera maskindelar som önskas genomgå någon form av ytbehandling. De verkande miljöerna som existerar vid de maskindelar som önskas ytbehandlas har även undersökts från det tidigare examensarbetet. Denna rapport har tagit ett nytt tillvägagångssätt gentemot föregående examensarbetare och riktas istället mot att identifiera lämpliga ytbehandlingsmaterial samt tillhörande applikationsmetoder med hjälp av materialdatabasen, CES EduPack. Syftet med detta examensarbete har varit att presentera lämpliga ytbehandlingsmaterial samt tillhörande ytbehandlingsmetoder som löser de befintliga problemen och därmed underlättar rengöring och underhåll av mjukpappersmaskinen. För att kunna göra detta har en lista av lämpliga material samt tillhörande ytbehandlingsmetoder tagits fram. Ur denna lista med material och ytbehandlingsmetoder dras slutsatser för att hitta ett så bra ytbehandlingsmaterial och tillhörande ytbehandlingsmetod som möjligt. Med dessa skall problemet elimineras eller minskas drastiskt gällande antal uppbyggningar vid behandlade maskindelar. Examensarbetet har som mål att analysera och ge förslag på lämpliga metoder och material för ytbehandlingar. Med vald metod och material för ytbehandling skall ytorna vid applicering få en sådan egenskap att uppbyggningar inte vidhäftar vid dessa. Projektet innehåller även en kravspecifikation som översatts till restriktionsvillkor som samtliga undersökta materialkandidater varit tvungna att passera för att klassas som lämpliga materialkandidater. Rapporten har även tagit ställning till den litteratur och teori som funnits tillgänglig inom ämnesområdet för att vidare undersöka vilka material som används i dagsläget inom liknande industriella tillämpningar. Informationen som tagits fram har i ett slutskede legat som grund för den lista av lämpliga ytbehandlingsmaterial samt dess tillhörande ytbehandlingsmetoder som presenteras i rapporten.

En segmentbytesrigg kan ofta användas vid segmentbyte för raffinörer. Raffinörer har stora hållare som det sitter segment i för att mala ned träflis till pappersmassa. Eftersom dessa nöts ut med tiden är det viktigt att de byts ut, och där är segmentbytesriggen ett viktigt användarverktyg. På uppdrag av Valmet i Sundsvall undersöker detta kandidatarbete möjligheten att förenkla en av Valmets nuvarande segmentbytesriggar. Detta för att göra den mindre dyr och komplex, och därmed mer lättillverkad och mer kostnadseffektiv. Arbetet har följt designprocessens tillvägagångssätt, vilket har bestått av tre stycken faser; analytisk, kreativ och en presentationsfas. Detta resulterade slutligen i ett nytt koncept för en segmentbytesrigg, som är mer simplifierad, billigare att tillverka, men fortfarande bibehåller samma huvud- och bifunktioner. Konceptet har fått kompromissa med viss praktisk bekvämlighet för att kunna nå målet om att göra riggen mer kostnadseffektiv och lättillverkad. / Adjunkt

Under de senaste decennierna har hantering av leverantörsrelationer blivit en viktig konkurrensfaktor för företag världen över. Denna uppsats kommer delvis att presentera teorin bakom hantering av leverantörsrelationer och integrera den med värdesamskapande vilket är ytterligare en viktig aspekt för företag som önskar att implementera ett vinn-vinn-tänk med sina samarbetspartners. Studien har genomförts på inköpsavdelningen på Valmet i Karlstad med syfte att identifiera vad som är värdeskapande i ett leverantörsförhållande. Den empiriska datan har analyserats för att sedan omvandlas till aktiviteter som kan appliceras i ett tidigt skede av en produkt/projektcykel. Detta leder in på Design to Cost vilket utgör den tredje och sista grunden för litteraturstudien av detta arbete.   Denna studie inleddes med en litteraturstudie, med fokus på de tre huvudämnena; hantering av leverantörsrelationer, värdesamskapande och Design to Cost. Denna studie sammanställdes sedan i ett teoretiskt ramverk som följdes upp med en kvalitativ datainsamling. Semistrukturerade intervjuer användes under två olika delar av studien, först intervjuades anställda på Valmet i Karlstad och därefter företagets leverantörer. Under analysen jämfördes insamlad data med det teoretiska ramverket.   Resultaten visar att värdesamskapande i studiens kontext främst bygger på kommunikation och tillit. Det är också viktigt att veta i vilken fas involveringen av leverantörer bör uppnås. Eftersom det här är en studie som fokuserar på Design to Cost, rekommenderas det att involvera leverantörerna i ett tidigt skede. Som ett resultat ökar antalet möjligheter och samarbetet är mindre begränsat av tekniska designbeslut etc.   De identifierade aktiviteterna från analysen har prioriterats i en matris och en rekommendation har skapats delvis till Valmet, men också till liknande branscher. Eftersom resultatet bygger på empirisk data analyserad ur ett teoretiskt perspektiv, kan det därför motiveras att lösningarna är generella i en viss utsträckning och därmed tillämpbara i andra kontext. Aktiviteterna har delats in i 4 teman; kommunikation, samarbete, informationsdelning och kategorisering. Förslagen på aktiviteter berör bland annat utbildning, uppföljning och återkoppling, intern benchmarking, utvecklingsplaner, tvärfunktionella team, kvalitetssäkring, prognostisering, kostnadsnedbrytning samt kategorisering av leverantörer/kund och produkter. / In recent decades supply relationship management have become a competitive factor for companies worldwide. This master thesis will partly address the theory of supply relationship management and integrate it with value co-creation, which is an additional important aspect for companies wanting to implement a win-win thinking with their collaborative partners. The study have been conducted at the purchasing department at Valmet in Karlstad with the purpose of identifying value creation in a supplier relationship. The empirical data have been analyzed to represent activities that can be applied in an early stage of a product/project cycle. This leads to Design to Cost, which constitutes the third and last foundation for the literature study of this work.   This study started with a literature review, focusing on the three main subjects; supply relationship management, value co-creation and Design to Cost. This review was then concluded by a theoretical framework and followed up with a qualitative data collection. Semi-structured interviews were used in two different parts of the study, first with employees at Valmet in Karlstad and then with their suppliers. During the analysis the data was compared to the established theoretical framework.   The results show that value co-creating in the study's context is based foremost on communication and trust. It is also important to know at what phase the involvement should be accomplished. As this is a study focusing on Design to Cost it is recommended to involve the suppliers at an early stage. As a result more opportunities are given and the cooperation is less restrained by any technical design decisions etc.   The identified activities from the analysis have been prioritized and a recommendation have been created partly to Valmet, but also to similar industries. As the result is based on empirical data analyzed from a theoretical perspective, it can therefore be justified that the solutions are general to a certain extent and thus applicable in other contexts. The activities have been divided into 4 themes; communication, collaboration, information sharing and categorization. For instance, the proposals for activities concern education, follow-ups and feedback, internal benchmarking, development plans, cross-functional teams, quality assurance, forecasts, cost breakdown as well as categorization of supplier/customer and products.