Tübingen, Univ., Diss., 2002.

Techn. Universiẗat, Diss., 2002--Braunschweig.

This degree project describes a hydraulic system for a brake-carriage to simulate different terrain for BvS 10, and combat vehicle 90. Which makes it possible to do climate endurance tests of these vehicles cooling systems, which is not possible today.The report describes component selections and relationships, how they work and how they can be used to achieve a braking effect to simulate different terrains. The report also describes the limits these components put on the brake-carriage. As well as at what speed the carriage is suitable for use.Pictures for the hydraulic scheme of the process are presented in the report. The report also contains 3D images on how the hydraulics have been adapted to the brake-carriage.Failure mode and effect analysis (FMEA) indicates that the brake-carriage needs better cooling to the pump housing, but also that the cooling radiators are sensitive to hard terrain. This may be a base for future development of the brake-carriage.

Bosch Rexroth i Mellansel, Sverige arbetar med utveckling, förbättring och tillverkning av Hägglunds hydrauliska drivsystem. I ett drivsystem ingår drivenhet och hydraulmotor. I drivenheten används en kompletterande tillämpning vid namn ID 123 som används när höjdskillnaden mellan hydraulmotor och drivenhet överstiger tio meter. Lösningen hindrar att oljetanken blir överfull när hydraulmotorn stängs av. Företaget vill kunna erbjuda en billigare lösning än ID 123 och vill ha hjälp med detta, vilket också är syftet med detta examensarbete. Resultatet med en mer kostnadseffektiv lösning blir att företaget kan öka försäljningsintäkterna och få ett mer lättsålt drivsystem. Inga komponenter kommer att inhandlas eller testas på grund av leveranstider och tidsramen av projektet. Detta examensarbete kommer att resultera i en teoretisk utvärdering av olika tekniska lösningar på problemet. Därav kommer inga identifierade komponenter att inhandlas eller testas, mest pågrund av långa leveranstider och med hänsyn tagen till tidsramen för projektarbetet. Efter den inledande projektplaneringen utfördes en läckagemätning av pumpar i etthydraullaboratorium för att hitta en möjlig placering av en optimal lösning. Därefter studerades nuvarande lösning ID 123 och faktainsamling inom ämnet innan komponentsökandet påbörjades. I hydraullaboratoriet testades tre olika storlekar på pumpar. Det visade sig att två av fyra portar läckte förhållandevis mer på alla testade pumpar. En möjlig lösning kan vara att placera komponenter efter dessa portar, alternativt kan de även placeras mellan pump och hydraulmotor, men då blir komponentkostnaden högre på grund av en striktare kravspecifikationpå ingående komponenter som ska tåla höga tryck. Laborationen bidrog även till att identifiera en kostnadsbesparing av komponenter då läckaget i en port var nära noll och tillräckligt lågt för att denna skall fungera att tas bort på befintliga hydraulaggregat. Flera förslag till tekniska lösningar med olika komponenter presenteras. Ett av förslagen har endast en kostnad på 15 % av ID 123 och är placerad efter portarna som hade högre läckage. Nackdelen med denna lösning och dess placering är att den påverkar hustrycket i pumpen, vilket inte får inte överstiga fem bar.

Examensarbetet utfördes på Atlas Copco Rock Drills och det gick ut på att uppdatera en borrenhet med Rig Control System. Det är ett datastyrt hydrauliksystem som möjliggör automatisk borrning. För att få automatisk borrning behöver borrmaskinens position mätas med hög noggrannhet och en lösning kunde presenteras som uppfyller det kravet. Projektet startade med att ta fram olika förslag i form av koncept som sedan utvärderades med personal från Atlas Copco. Resultatet blev ett förslag som sedan vidareutvecklades och kompletterades med produktionsritningar och strukturer.

In this thesis, a calculation model for oil coolers has been worked on for Ursviken Technology AB press brakes Optima and Optiflex. Analysis of the theory behind physical phenomena has shown that a series of factors in a hydraulic system give rise to heat increase of hydraulic oil. To keep the service life, efficiency, and quality of oil as high as possible, cooling is needed.  A difficulty in calculating the cooling demand in a press brake is how much the temperature increases in the oil during operation. A simpler test of how much the temperature increases during a defined operating time and press cycle program has been conducted and it exhibited a linear temperature increase over time. The test was carried out with and without a drive (Eco pump) that allows the main motor to run only when press cycles are performed and thus not during idling. The tests gave an indication of how much heat rose at each press cycle. The difference between Eco pump on and turned off was very small. This is believed to be because the press program used never allowed the impact of the main engine and thus more tests are recommended to detect difference in temperature rise during the given time.  Coolers are dimensioned based on the amount of heat in the oil that needs to be cooled and is the cooling power P required by the cooling machine. It is calculated using:     is the temperature change in the oil below  ,   is the heat capacity the oil has,   is the density of the oil and   is the volume of the oil. The equation for P gives an amount of heat in kW that can be compared to the cooling capacity and flow of coolers from manufacturers' data sheets. One difficulty is to obtain one   during a given time where tests of press brakes may be needed for better calculation.    The most important parameter for determining whether a compressor cooler or fan oil cooler is best suited is the ambient air temperature. The best cooling effect of a fan oil cooler is obtained if the ambient air is as cool as possible, which gives greater temperature difference to the hot oil. If the ambient air temperature is close to the required oil temperature, the cooling capacity will be lower, and a compressor cooler will perform better in that environment. A disadvantage of fan oil coolers is noise from the fan and in those environments where the noise level is important, a compressor cooler should be chosen instead. A fan oil cooler has a low purchase price (compressor coolers are up to five times more expensive) and the fan oil cooler's energy consumption is so small that it has no major economic effect. High heat supply is conditions that give rise to wear on a hydraulic oil and therefore the highest temperature the oil is exposed to is important to limit. Increased heat in the hydraulic oil leads to reduced viscosity and this causes the shear resistance to decrease. The press brakes work indoors, which makes it easier to regulate the temperature compared to outdoor applications. The recommended operating temperature range is 30°C-60°C but the temperature sensitivity to lower temperatures has been difficult to verify in theory. In this study, the service life and durability of the oil has mainly been studied and not how engine components are affected by the temperature of the oil. / I detta examensarbete har en beräkningsmodell för oljekylare arbetats fram till Ursviken Technology AB kantpressar Optima och Optiflex. Analys av teori bakom fysiska fenomen har visat att en rad faktorer i ett hydrauliskt system ger upphov till värmeökning av hydraulolja. För att oljas livslängd, effektivitet och kvalitet ska hållas så hög som möjligt behövs kylning.  En svårighet med att beräkna kylbehovet i en kantpress är hur mycket temperaturen ökar i oljan vid drift. Ett enklare test av hur mycket temperaturen ökar under en definierad drifttid och presscykelprogram har genomförts och det uppvisade en linjär temperaturökning med tiden. Testet utfördes med och utan en frekvensomriktare (Eco-pump) som låter huvudmotorn gå endast när presscykler utförs och därmed inte under tomgång. Testerna gav en indikation på hur mycket värmen steg vid varje presscykel. Skillnaden mellan Eco-pump på-, och avslagen var mycket liten. Det tros bero på att pressprogrammet som användes tillät aldrig huvudmotorns inverkan och därmed rekommenderas fler tester för att påvisa skillnad i temperaturstigning under given tid.  Kylare dimensioneras utifrån värmemängden i oljan som behöver avkylas och är kyleffekten P som krävs av kylmaskinen. Den beräknas med:     är temperaturförändringen i oljan under  ,   är värmekapaciteten oljan har,   är oljans densitet och   är oljevolymen. Ekvationen för P ger en värmemängd i kW som kan jämföras med kylares kylkapacitet och flöde från tillverkares datablad. En svårighet är att få fram ett   under en given tid där det kan behövas tester av kantpressar för bättre beräkning.  I de fall en fläktoljekylare övervägs att användas kan en kompletterande ekvation behövas för att få en kyleffekt per grad Kelvin.  En fläktoljekylare kyler med omgivande luft och datablad från tillverkare visar vanligtvis kyleffekt per grad Kelvin. Kyleffekten divideras med den önskade temperaturen i oljan subtraherat med omgivande luftens temperatur.    Den viktigaste parametern för att avgöra om en kompressorkylare eller fläktoljekylare är bäst lämpad är den omgivande lufttemperaturen. Bäst kyleffekt hos en fläktoljekylare erhålls om den omgivande luften är så sval som möjligt vilket ger större temperaturdifferens till den varma oljan. Om den omgivande luftens temperatur är nära den önskade oljetemperaturen blir kylkapaciteten lägre och en kompressorkylare kommer att fungera bättre i den miljön. En nackdel med fläktoljekylare är buller från fläkten och i de miljöer där ljudnivån är viktig bör en kompressorkylare väljas i stället. En fläktoljekylare har lågt inköpspris (kompressorkylare är upp till fem gånger dyrare) och fläktoljekylarens energiförbrukning så pass liten att den inte har någon större ekonomisk effekt. Hög värmetillförsel är betingelser som ger upphov till slitage på en hydraulolja och därför är den högsta temperaturen oljan utsätts för viktig att begränsa. Ökad värme i hydrauloljan leder till minskad viskositet och det gör att skjuvningsmotståndet minskar. Kantpressarna arbetar inomhus vilket gör att det är lättare att reglera temperaturen jämfört med utomhusapplikationer. Rekommenderat arbetstemperaturområde är 30°C-60°C men temperaturkänsligheten för lägre temperaturer har varit svåra att verifiera i teori. I denna studie har främst oljans livslängd och hållbarhet studeras och inte hur motorkomponenter påverkas av oljans temperatur.

Denna rapport utgör den skriftliga delen av ett examensarbete inom ämnesområdet maskinteknik, vid Högskolan Väst i Trollhättan. Ett koncept avsett för test av hydraulik-komponenter i bilmodellerna Rolls-Royce Silver Shadow och Bentley T-series har tagits fram och arbetet är utfört i samarbete med Rohdins Automobile Service AB i Trollhättan. Företaget är specialiserat på service, reparationer och renoveringar av bilmärkena Rolls-Royce och Bentley. Några av de vanligast förekommande bilmodellerna på företaget är Rolls-Royce Silver Shadow och Bentley T-series, vilka har ett relativt avancerat hydrauliskt system för nivåreglering. Systemet är konstruerat för att hålla bilens höjd konstant oavsett lastmängd. Det är dock vanligt förekommande med problem i nivåregleringssystemet, vilket kan resultera i nedsatt bromsförmåga. Felsökning med nuvarande tillvägagångssätt tar ofta lång tid och en effektivare metod efterfrågas. Ett koncept till en produkt som skall underlätta felsökning av hydraulikkomponenter har därför tagits fram. Metoden för det genomförda arbetet är upplagd som en del av en produktutvecklingsprocess och bygger på insamling av bakgrundsdata, informationsbearbetning, konceptutveckling samt sammanställning och presentation av valt koncept. Konceptet innebär möjlighet att kunna funktionstesta samtliga komponenter i nivåregleringssystemet. Möjlighet finns även koppla in testutrustningen till bilens hydraulsystem och prova hela nivåregleringssystemet på plats. Testprincipen bygger på att trycksätta de olika hydraulikkomponenterna och mäta flöden och tryck på en eller flera punkter. Varje komponent har sina specifika egenskaper och genom sammanställning av mätvärden kan funktionen kontrolleras. Testutrustningen består av mätutrustning för tryck och flöden samt ett pumpsystem för att kunna förse hydraulikkomponenterna med hydraulvätska. Utrustningen är tänkt att användas i verkstadsmiljö och drivs elektriskt. Potential finns att uppgradera testutrustningen med ett styrsystem som möjliggör automatiserade testprogram. / This document is my bachelor’s thesis at The University West, Trollhättan, Sweden. The project is made as a part of a product development process in cooperation with Rohdins Automobile Service AB, Trollhättan, Sweden. The company’s speciality is service, repairs and renovations of Rolls-Royce and Bentley motor cars. Some of the most common cars in the workshop is Rolls-Royce Silver Shadow and Bentley T-series. These cars have a relatively advanced hydraulic height control system and the purpose is to keep the height of the car constant, independent of load conditions. Malfunction in the height control system is a fairly common problem and can result in reduced brake capacity. Present methods for fault diagnosis will often be time consuming and there is a demand for a more efficient way. Therefore, a concept for a hydraulic test equipment has been developed. The most important parts of the development process are research, identify needs, concept development and presentation. The concept will make it possible to test all height control components. The test equipment can also be connected to the car to test the complete height control system. The principal function builds on pressurizing hydraulic components to measure flow- and pressure characteristics. All components in the height control system has their own specific values of flow and pressure, which makes it possible to indicate the condition. The test equipment is electrically driven and is intended to be used in the workshop. It is possible to upgrade the product with a software based control system, so that automatic test programs can be used.

Olofsfors AB tillverkar bland annat boggiband för skogsmaskiner. Dessa band kräver en extern spännare vid montering som i dagsläget finns i manuellt och skruvdragardrivet utförande. För att göra spänningsmomentet mindre fysiskt krävande tar detta arbete fram ett konstruktionsförslag på en spännare med hydraulisk drift som montereras på bandets ovansida. Arbetet presenterar även ett komponentförslag för manövreringsenheten. Först tas några konceptförslag fram för spännaren och utifrån ett förslag, modifierat med bra egenskaper från de andra koncepten, ritas spännaren upp med hjälp av computer-aided design (CAD). En friläggning görs av spännarens delar till grund för de dimensioneringskalkyler och finita element-analyser som utförs. Komponentförslaget till manövreringsenheten tas fram genom en liten marknadsundersökning. Komponentförslaget för manövreringsenheten innefattar ett mobilt hydraulaggregat som drivs med ett 12 V batteri och kan fjärrstyras. Den resulterande spännaren uppfyller inte hela kravspecifikationen, framför allt är spännaren för tung. Slutsatsen är att en spännare som kan möta kravspecifikationen behöver vara tvådelad så att de två delarna var för sig inte överskrider viktgränsen. / Olofsfors AB manufactures, among other things, bogie tracks for forestry machinery. These tracks require an external tensioner during installation, which currently exists in manual and drill-driven versions. In order to make the tensioning process less physically demanding, this work presents a design proposal for a tensioner with hydraulic operation and mounting on the upper side of the track. The work also presents a component proposal for the control unit. Several concepts are developed for the tensioner. Based on one concept, but modified with good features from multiple of the developed concepts, the tensioner is designed with computer-aided design. A free body diagram of the tensioner's parts is used as a basis for the dimensioning calculations and finite element-analysis that are carried out. The component proposal for the control unit is developed through a small market survey. The component proposal for the control unit includes a mobile hydraulic unit powered by a 12V battery with remote control capabilities. The resulting tensioner does not meet all specified requirements, especially in terms of weight. The conclusion is that to meet the specifications, the tensioner needs to be divided into two parts so that each part individually does not exceed the weight limit.

Inom valsverksindustrin används bandmaskiner av olika slag för att emballerastångbuntar, trådringar eller plåtrullar innan de ska förvaras eller transporteras. Debandmaskiner som Sund Birsta i dagsläget erbjuder är hydrauliskt drivna. Det haruppkommit ett behov att kunna erbjuda kunder elektriska motsvarigheter. Det här examensarbetet utfördes på uppdrag av Sund Birsta, mestadels på distans frånUmeå. Huvudsyftet med examensarbetet var att eliminera den brandrisk som hydrauloljamedför. Det skulle uppnås genom att elektrifiera det matarverk som används ibandmaskinerna. Målet med examensarbetet var att ta fram och presentera minst ettdesignkoncept för ett elektrifierat matarverk. Arbetet inleddes med en funktionskartläggning av matarverket. Sedan utfördesfunktionskritiska kraft- och momentberäkningar. Utifrån funktionskartläggningen ochberäkningarna sammanställdes en kravspecifikation för matarverkets komponenter.Elektriska motorer och linjära ställdon valdes ut. Till sist ritades funktionskonceptet upp i SolidWorks. Projektresultatet visar att en elektrifiering är möjlig. Två utväxlade servomotorer kanersätta hydraulmotorerna och två linjära ställdon kan ersätta hydraulcylindrarna.Slutsatsen är att de utväxlade servomotorerna kan vara lämpliga ersättare medan delinjära ställdonen inte ger en optimal lösning. Examensarbetet avgränsades bland annat genom att kostnadsanalyser och djupare analysav komponenternas beständighet mot kontinuerlig värmestrålning inte utfördes. / In the rolling mill industry, different kind of strapping machines are used to strap rod bundles, wire coils and strip coils before storage or shipping. The strapping machines that Sund Birsta offers today are hydraulic. There is now a need for an electrically driven alternative that can be offered to the customers. This thesis was executed at Sund Birsta. However, most of the work was done in Umeå, enabled by teleworking. The main purpose of this thesis was to eliminate the fire hazard associated with hydraulic fluids. This should be achieved by electrification of the feeding unit used in the strapping head. The goal of this thesis was to produce and present at least one design concept for an electric feeding unit. At first, the functions of the feeding unit were identified. Then, force and torque calculations for critical functions were performed. A list of requirements for the feeding unit components was then created based on the established functions and performed calculations. Electric motors and linear actuators were selected. Once everything was established, the design concept was then designed in SolidWorks. The results prove that an electrification of the feeding unit is possible. Two geared servomotors can replace the hydraulic motors, while two linear actuators may replace the hydraulic cylinders. The conclusion is that geared servomotors may be suitable substitutes, while the linear actuators did not provide an optimal solution. Two of the most important limiting factors of the thesis were that no economic analysis was performed, nor an analysis of the component’s durability in continuous heat radiation.

För att se till att en produkt ständigt är konkurrenskraftig krävs en kontinuerlig utveckling av densamma. Därför har detta examensarbete undersökt möjligheterna att öka flödes- och sprängtrycksprestandan hos en av Rototilts 1/2"-hydrauliska snabbkopplingsventiler. Arbetet behandlar planering, behovsanalys, konceptgenerering och utvärdering. För att kunna välja det mest lämpade konceptet simulerades både flöde- och hållfasthet med FEM-analyser. Det mest lovande konceptet vidareutvecklades ytterligare och underlag för tillverkning av en prototyp skapades. Denna prototyp tillverkades sedan och utvärderades med två tester. Simuleringarna visade att hållfastheten mot sprängning skulle förbättras med minst 5-6 % och flödesprestandan skulle öka med 15 %. Detta visade sig stämma ganska bra överens med verkligheten. Kopplingen kunde motstå 11-48 % högre tryck och flödet ökade med 15 % jämfört med nuvarande version. Däremot så kunde inte simuleringen påvisa små skillnader i flöde. De mest lovande koncept förutspåddes ha 2 % lägre tryckfall än ett av Rototilts tidigare koncept, men visade sig ha 3 % sämre flöde. Sammantaget kan man genom smart utformning och simuleringar åstadkomma signifikant bättre prestanda hos en komponent, men att precisionen i simuleringsresultat alltid måste beaktas. Den här förbättrade flödesprestandan leder till minskad energiförbrukning, vilket är bättre både för kundens plånbok och för miljön.