Denna rapport kommer att redovisa ett examensarbete på D-nivå som är genomfört av två studenter på Mälardalens högskola i Eskilstuna. Arbetet omfattar en produktutvecklingsprocess som användes för att utveckla och ta fram en eldriven hydraulikpump. Rehobot Hydraulics är ett svenskt företag som arbetar med att utveckla, producera samt marknadsföra sina produkter som är baserade på högtryckshydraulik. Sortimentet är stort och bjuder på bland annat pumpar, domkrafter, liftsystem, räddningsverktyg och cylindrar. Fokus med arbetet kommer att ligga på att utveckla en produkt som ska utöka sortimentet av pumpar. Författarna kommer således att utveckla en hydraulikpump som ska vara driven med hjälp av en elektriskmotor. Kunden som har efterfrågat denna produkt är Porsche. Idag har Rehobot Hydraulics ingen egenutvecklad elmotordriven pump utan den som finns i sortimentet köper företaget in och säljer vidare. Den nya produkten ska då vara en elmotordriven version som ska kunna passa in i samma oljebehållare som används idag i 2500-serien av hydrauliska pumpar. Eftersom produkten ska vara för intermittent bruk och inte kontinuerlig drift så ville författarna utveckla en produkt som är anpassningsbar för alla användare. Vid arbetets uppstart ställde sig författarna tre stycken frågor: 1.      Hur ska produkten vara utformad för att rymma alla komponenter i oljebehållaren som används idag i 2500-serien? 2.      Hur kan man säkerställa att produkten uppfyller kraven i kravspecifikationen? 3.      Vilket material är lämpligast för konstruktionen med avseende till hållbarhet och vikt? För att kunna besvara dessa frågor började författarna att inleda arbetet med informationssökning kring hydraulsystem för olika hydraulikpumpar och vilka tekniska komponenter som ingår i dem. Utifrån den tidiga insamlingen av information kunde författarna i ett tidigt stadie bilda ett underlag kring hur den befintliga produkten fungerar och redogöra potentiella problem som kan uppstå under projektets arbetsgång. Det slutgiltiga konceptet är resultatet av en PU-process som till sist har avslutats med en slutgiltig konceptlösning. Under utvecklingsfasen av koncept har författarna säkerställt att konceptet kan utföra sina funktioner. Dessutom att de kan fungera optimalt gentemot materialvalet som författarna anser är lämpligt.   Resultatet består av ett pumphus anslutet till två stycken pumpelement på vardera sida. Utifrån materialvalet har författarna med hjälp av hållfasthetsberäkningar kunnat bevisa att pumpsystemet kan klara av alla tänkbara påfrestningar som det tänkas utsättas för. Konceptet uppfyller kravspecifikationen med hjälp av teoretisk analys och metodisk produktutveckling och anses därför vara en godkänd lösning. Den totala vikt reduktionen uppkom till cirka 33%.

<p>This report treats a Master Thesis performed at Scania CV AB. The task was to create a computer model of a hydraulic actuator system in the software AVL Hydsim. The system consists of two spring-loaded masses with surrounding hydraulic components. </p><p>The purpose of the model is to study phenomenon and problems in the system, as well as to be a support in the development of the system. It is not supposed to be used to study absolute values in its current form. The reason for this is that the system so far is to unspecified, which requires some approximations. When the system is finished, the model can serve as a good foundation for a more exact model. </p><p>The only measurements used for calibration and validation are measurements of the velocity for the two masses. To be able to refine the model, additional measurements need to be performed in other parts of the system, in order to allow calibration in more than one place. </p><p>The simulation results show that the model works with consideration to the above mentioned conditions. It also works as a proof of that the software can be used for these types of applications.</p>

<p>When models are used to describe physical phenomenon during development or modification of a technical system, it is often possible to reduce both the time needed and the overall development cost. With the use of models it is also possible to investigate the potential of the selected solution, without the need for any expensive details and testrigs. In many cases it is also not possible to test all the aspects regarding the functionality that are desired from the system, without using the complete and final product.</p><p>In this case a model based approach has been used to optimize the different parameters in the new snubbing mechanism for the Nose Landing Gear Retract Actuator on the JAS39 Gripen.</p><p>During the simulations, upper and lower boundaries were calculated for the length of the spring and the diameter for the restrictor. The governing constraints were given by the requirements for the retraction time during cold conditions and that the amplitude of the alternating loads in the uplock mechanism were brought to an acceptable level.</p><p>The most promising results from the simulations were then used in a limited number of trials in the hydraulic rig to verify that the configurations comply with the requirements.</p><p>The final parameters for the snubbing mechanism were chosen to 35±1mm for the spring and 0.4-0.5 mm diameter for the restrictor.</p>

<p>I detta arbete har vi med en litteraturstudie försökt påvisa vad en inblandad gas i oljan i ett hydrauliksystem har för betydelse för funktionen. Vi har använt information i traditionell facklitteratur samt i tidskrifter och vetenskapliga rapporter och upptäckt att problemen som uppkommer av inblandade gaser inte är väl kända. Dagens lösningar på problemen är nästan alltid kostsamma och handlar om att behandla symptomen. Vi har tittat på de olika fysikaliska data som gasen inverkar på i oljan, utifrån detta har vi analyserat vilka effekter detta har för ett hydrauliksystems funktion. Vi kommer att diskutera grundproblemet till kavitation och vanliga problem som ett hydrauliksystem ofta har. Vi har lyckats presentera resultat på att inblandad gas i oljan har en mycket stor inverkan på ett hydrauliksystem. Vi har kommit fram till att mycket av dagens problem med hydrauliksystem helt skulle kunna byggas bort om man tog större hänsyn till oljans förmåga att lösa in luft.</p>

I detta arbete har vi med en litteraturstudie försökt påvisa vad en inblandad gas i oljan i ett hydrauliksystem har för betydelse för funktionen. Vi har använt information i traditionell facklitteratur samt i tidskrifter och vetenskapliga rapporter och upptäckt att problemen som uppkommer av inblandade gaser inte är väl kända. Dagens lösningar på problemen är nästan alltid kostsamma och handlar om att behandla symptomen. Vi har tittat på de olika fysikaliska data som gasen inverkar på i oljan, utifrån detta har vi analyserat vilka effekter detta har för ett hydrauliksystems funktion. Vi kommer att diskutera grundproblemet till kavitation och vanliga problem som ett hydrauliksystem ofta har. Vi har lyckats presentera resultat på att inblandad gas i oljan har en mycket stor inverkan på ett hydrauliksystem. Vi har kommit fram till att mycket av dagens problem med hydrauliksystem helt skulle kunna byggas bort om man tog större hänsyn till oljans förmåga att lösa in luft.

This report treats a Master Thesis performed at Scania CV AB. The task was to create a computer model of a hydraulic actuator system in the software AVL Hydsim. The system consists of two spring-loaded masses with surrounding hydraulic components. The purpose of the model is to study phenomenon and problems in the system, as well as to be a support in the development of the system. It is not supposed to be used to study absolute values in its current form. The reason for this is that the system so far is to unspecified, which requires some approximations. When the system is finished, the model can serve as a good foundation for a more exact model. The only measurements used for calibration and validation are measurements of the velocity for the two masses. To be able to refine the model, additional measurements need to be performed in other parts of the system, in order to allow calibration in more than one place. The simulation results show that the model works with consideration to the above mentioned conditions. It also works as a proof of that the software can be used for these types of applications.

When models are used to describe physical phenomenon during development or modification of a technical system, it is often possible to reduce both the time needed and the overall development cost. With the use of models it is also possible to investigate the potential of the selected solution, without the need for any expensive details and testrigs. In many cases it is also not possible to test all the aspects regarding the functionality that are desired from the system, without using the complete and final product. In this case a model based approach has been used to optimize the different parameters in the new snubbing mechanism for the Nose Landing Gear Retract Actuator on the JAS39 Gripen. During the simulations, upper and lower boundaries were calculated for the length of the spring and the diameter for the restrictor. The governing constraints were given by the requirements for the retraction time during cold conditions and that the amplitude of the alternating loads in the uplock mechanism were brought to an acceptable level. The most promising results from the simulations were then used in a limited number of trials in the hydraulic rig to verify that the configurations comply with the requirements. The final parameters for the snubbing mechanism were chosen to 35±1mm for the spring and 0.4-0.5 mm diameter for the restrictor.

In der Hydraulikindustrie gibt es einen großen Bedarf, mit einer einfachen Methode Volumenstrompulsationen messen zu können. Diese Arbeit beinhaltet die Entwicklung einer neuen Technik, die auf Differenzdruckmessung zwischen zwei Punkten der instationären Strömung basiert. Um die dynamische Antwort des Sensors zu bestimmen, wurde der Zusammenhang zwischen Volumenstrompulsation und Druckdifferenz bestimmt. Die niedrige Eigenfrequenz der vorherigen Sensorversionen wurde mit Hilfe eines optischen Druckwandlers erhöht. Dieser Wandler wurde zu diesem besonderen Zweck adaptiert, einschließlich die Analyse der reflektierenden Membran, die die Druckdifferenz in mechanische Bewegung umwandelt. Es wurde eine kompakte Positionierung der Optik entwickelt, die es ermöglicht, die Verformung der Membran zu messen. Nach der Konstruktion des optischen Sensors wurde er in einem hydraulischen Versuchstand eingebaut. Der Sensor kann die Frequenz des Erregersignals gut messen, jedoch ist die dynamische Antwort des ganzen Systems anders als erwartet. Die Ursache dafür wurde mit einem Rohrleitungsmodell untersucht, das viskose Verluste beinhaltet, aber auch dieses Modell konnte keine hundertprozentige Systemantwort liefern. Die Messungen wurden durch Lufteinschlüsse der Messflüssigkeit und Resonanzfrequenzen des Versuchstandes gestört. Dennoch konnte die Funktion des Sensors bei der Erkennung eines gebrochenen Zahnes einer Zahnradpumpe nachgewiesen werden.

At Uddeholm AB, they today use two overhead cranes with chains to move and tilt steel sheets for visual inspection of surface defects. The tilting is done to give the operator a better view of these defects using reflection of light. The problem with this approach is that it is combined with danger of life with hanging load, in case a chain breaks. Therefore Uddeholm AB would like to develop a tilt table that can be mounted on their lift table they use today. To solve this problem, 5 concepts was developed using a product development process. The chosen concept was further developed into a product that met the defined load case to tilt the sheets, weighing up to 20 tonnes, 55 degrees. The design that was selected use two points of rotation and is driven by three hydraulic cylinders. The structure has been calculated by hand and with the structural mechanics software Ansys. To tilt the table a complete hydraulic system was developed and dimensioned. The hydraulic system has been calculated by hand and simulated by a computer program called Hopsan developed at Linköping University. / På Uddeholm AB använder man idag två traverser med kedjor för att flytta och tilta stålplåtar för syning av ytdefekter. Tiltningen sker för att operatören lättare ska kunna se dessa defekter med hjälp av ljusreflektioner. Problemet med detta arbetssätt är att det är förenat med fara för liv med hängade last då en kedja skulle kunna gå av. Därför vill Uddeholm AB ha hjälp att utveckla ett tiltbord som kan monteras på deras lyftbord som används idag. I detta arbete togs det fram 5 koncept med hjälp av en produktutvecklingsprocess för att lösa problemet. Ett koncept valdes som utvecklades till en produkt som klarar det definierade lastfallet att tilta plåtar som väger upp till 20 ton 55 grader. Den valda designen som valdes använder två rotationspunkter och drivs av 3 hydraulcylindrar. Konstruktionen beräknades för hand och med strukturmekanikprogrammet Ansys. För att driva konstruktionen utvecklades och dimensionerades även ett komplett hydraulsystem. Hydraulsystemet har beräknats för hand och simulerats av ett datorprogram som kallas för Hopsan som utvecklats vid Linköpings universitet.

Techn. Universiẗat, Diss., 2000--Berlin.