<p>This degree project was conducted in collaboration with Gremo AB located in Ätran.</p><p>The aim of the project was to develop a solution to secure quality and to help assembling</p><p>the locknut holding the vertical hinge on the harvesters and foresters from Gremo.</p><p>At this time the nut is assembled manually by the aid of an overhead crane. The nut is</p><p>tightened differently from time to time, and there was no specified torque to which it is</p><p>tightened. Another present problem was the locking washer which sometimes gets</p><p>damaged during assembly, when this happens the procedure has to be started over from</p><p>the beginning. The current assembly procedure is very time consuming and lengthy for</p><p>the employees.</p><p>Our task was to design a machine that could tighten the nut to a specified torque with a</p><p>margin of error of ± 3%. The assembly procedure will be held simple and the time</p><p>required at a minimum.</p><p>The project started by developing several principle solutions, the one solution that best</p><p>matched our specifications were developed to a primary solution.</p><p>Today we have started manufacturing and assembling our prototype. Our goal is that the</p><p>equipment will be taken into use by Gremo.</p>

This degree project was conducted in collaboration with Gremo AB located in Ätran. The aim of the project was to develop a solution to secure quality and to help assembling the locknut holding the vertical hinge on the harvesters and foresters from Gremo. At this time the nut is assembled manually by the aid of an overhead crane. The nut is tightened differently from time to time, and there was no specified torque to which it is tightened. Another present problem was the locking washer which sometimes gets damaged during assembly, when this happens the procedure has to be started over from the beginning. The current assembly procedure is very time consuming and lengthy for the employees. Our task was to design a machine that could tighten the nut to a specified torque with a margin of error of ± 3%. The assembly procedure will be held simple and the time required at a minimum. The project started by developing several principle solutions, the one solution that best matched our specifications were developed to a primary solution. Today we have started manufacturing and assembling our prototype. Our goal is that the equipment will be taken into use by Gremo.

Detta projekt hade som syfte att undersöka möjligheten att konstruera en reaktiv ljuddämpare till Atlas Copco:s pneumatiska mutterdragare EP15-PTX250. Projektet bestod av ljudmätningar, databehandling, simuleringar och prototypkonstruktion. Syftet var att framställa en 3D-utskriven reaktiv prototyp. Många pneumatiska verktyg alstrar höga ljudnivåer i ett brett frekvensspektrum. Höga ljudnivåer under lång tid kan ge upphov till permanenta hörselskador. Det är därför önskvärt att använda ljuddämpare för att sänka alstrade ljudnivåer från pneumatiska verktyg.Projektet inleddes med ett besök på Atlas Copco. Därefter gjordes en litteraturstudie, efterföljt av ljudmätningar på mutterdragaren EP15-PTX250 enligt ISO standard. Mätningarna signalbehandlades i MATLAB, vilket åskådliggjorde vilka frekvenser som bör dämpas. Det blev tydligt att övertoner till varvtalets grundfrekvens dominerade ljudbilden och därav lades fokus på att dämpa den 1:a och den 4:e övertonen från verktygets grundfrekvens. Därefter simulerades olika typer av ljuddämpande element genom flödes och akustikprogrammet SIDLAB för att iterativt ta fram lämpliga ljuddämpare och deras dimensioner. Dessa dimensioner användes för att genom CAD-program konstruera prototyperna. Dessa prototyper skrevs sedan ut med hjälp av 3D-skrivare i PLA-plast och verktyget utvärderades med dessa på. Det visade sig att verktyget alstrar en ljudnivå på 86 dB(A) med standardljuddämpare av resistiv typ. Vid anslutning av reaktiv prototyp mellan verktyg och standardljuddämpare uppgick ljudnivån till 89 dB(A). I det lågfrekventa området kring 1:a och 4:e övertonen alstrade verktyget en lägre ljudnivå med prototyp, men presterade på en högre ljudnivå i det högfrekventa området. Detta betyder att en 3D-utskriven reaktiv ljuddämpare kan användas i samband med verktyget, men att ytterligare arbete bör utföras på prototypen för att i allmänhet erbjuda en totalt lägre ljudnivå.

As the demands for precision in nutrunners increases, the testing equipment at manufacturers of these tools also need to get better. At Atlas Copco in Tierp there are a number of test rigs that compare the torque that the nutrunners indicate, with the torque that a sensor records. In these AR-rigs a bolted joint is tightened with a nutrunner by the help of a solution containing a sensor, a telescoping component and sockets or adaptors to compensate for different torques. This is done as a finishing check for every nutrunner. In the current design of the rig, there are some known errors and trade-offs in the 20 year old base design. One of the known problems is the alignment between the nutrunner and the bolted joint. To further investigate this, and to lessen possible measuring errors due to misalignment of components, this master thesis was carried out at Rejlers AB. To start with, a number of requirements were done and five design concepts were generated that would fulfil the requirement specification. These concepts were then compared to each other in a Pugh’s evaluation matrix and after discussion with Atlas Copco, one of the concepts were further developed. This concept comprised a locking of the sensor’s rotation and an assembly of the sensor and telescoping component placed together. A detailed 3D CAD-model was done on the new design and solid mechanics calculations were performed on the bottom plate for the sensor. Also Eigen frequencies and theoretical alignment possibilities were calculated. Furthermore an experiment was carried out, were the impact from several components were investigated. This experiment was also used to compare the current design with the new concept. The solid mechanics calculations showed that the largest deformation, 0.0062 mm, had minimum impact on the alignment. Also the maximum stress of 1.53 MPa was of insignificant size, far from the yield strength of aluminium. The calculated Eigen frequencies of the concept exceeded the rotational speed of the nutrunner’s output shafts. An alignment method was proposed using a multi-dot laser, to achieve a maximum displacement of only 0.55 mm for the centerlines of the remaining subsystems. The experiment was used as a base for calculations comparing the new concept and the current design. In the end, future work, such as the building of a prototype and testing, was proposed. / I samband med att kraven på precision hos mutterdragare ökar, måste testutrustningen hos tillverkare av dessa också bli bättre. På Atlas Copco i Tierp finns ett flertal testriggar som jämför momentet som mutterdragarna indikerar, mot det som en givare registrerar. I dessa AR-riggar dras ett testförband åt med mutterdragaren via en konstruktion innehållandes givare, teleskop och hylsor eller adaptrar för att kompensera för olika moment. Detta görs som ett slutligt prov för varje mutterdragare. I den nuvarande konstruktionen finns ett antal kända problem och kompromisser i riggens grundkonstruktion som är 20 år gammal. Ett av dessa problem är linjeringen mellan mutterdragare och testförband. För att utreda det närmare och minska möjliga mätfel på grund av olinjerade komponenter utfördes detta examensarbete på Rejlers AB. Till en början ställdes ett antal krav upp och fem konstruktionskoncept genererades som skulle uppfylla kravspecifikationen. Dessa koncept jämfördes mot varandra i en Pughs matris och efter diskussion tillsammans med Atlas Copco togs ett av koncepten vidare för fortsatt utveckling. Detta koncept innehöll en låsning av givarens rotation och ett paket där givare och teleskopet sattes samman. På konceptet gjordes en detaljerad 3D CAD-modell och beräkningar på hållfasthet på bottenplattan som givarpaketet placeras på. Utöver det beräknades egenfrekvenser samt teoretiska linjeringsmöjligheter. Dessutom utfördes ett experiment där påverkan av flera komponenter i konstruktionen undersöktes. Detta experiment användes också för att jämföra konceptet med den nuvarande lösningen. Hållfasthetsberäkningarna visade att den största nedböjningen på 0,0062 mm av konstruktionen hade minimal påverkan på linjeringen. Dessutom var den maximala spänningen på 1,53 MPa som uppstod av givarpaketets vikt av obetydande storlek, långt under sträckgränsen för bottenplattans aluminium. De beräknade egenfrekvenserna för konceptet överskred rotationshastigheten för mutterdragarnas utgående axlar. En linjeringsmetod föreslogs med en flerpunktslaser, för att kunna uppnå en teoretisk förskjutning på centrumlinjer av delsystemen i konceptet på maximalt 0,55 mm. Experimentet och beräkningar låg till grund för en jämförelse mellan det nya konceptet mot den nuvarande konstruktionen och kravspecifikationen. I slutändan föreslogs framtida arbeten, såsom bygge av prototyp och testning.

Climate change is an existential threat to the world, causing environmental degradation and destruction of ecosystems. The EU acknowledges that several alarming tipping points are about to be reached, and the current level of action is not enough to avert global warming. Industries are a big part of the problem, and they must transition to fit in a low-carbon society. This thesis was conducted at an industrial company which have committed to reduce their carbon footprint; every new design must have a significantly lower carbon footprint than a comparable tool. The main task of this thesis was to investigate the carbon footprint of a nutrunner, and to compare it to a similar tool. In addition, the recycled material content in the nutrunner was investigated to provide an initial evaluation of circular aspects of the nutrunner. The climate impact was calculated by utilizing the life cycle assessment framework to perform a carbon footprint analysis. This provided the carbon footprint over the entire life cycle of the nutrunner. It was concluded that the raw material and use phase dominates the carbon footprint, accounting for 21 and 79 percent of the footprint, respectively. Further, it is suggested that new technology may have a reduced footprint, mainly due to reduced power consumption and the in-built controller function. However, this does not necessarily mean that new technology has less environmental impact. It was concluded that a holistic approach is needed when assessing environmental impact; carbon footprint reduction is not necessarily coherent with avoidance of resource depletion. The future might demand moving beyond product carbon footprint. / Klimatförändring är ett existentiellt hot som orsakar förstörelse av miljö och ekosystem. EU anser att flera oroväckande gränsvärden är påväg att nås, och att nuvarande åtgärder inte räcker till för att förhindra global uppvärmning. Industrier står för en stor del av samhällets utsläpp av växthusgaser och förändring behöver ske för att möjliggöra ett koldioxidsnålt samhälle. Detta examensarbete utfördes hos ett industriföretag som har har antagit utmaningen att minska sina utsläpp av växthusgaser; varje ny design måste ha ett betydligt lägre klimatavtryck än ett motsvarande verktyg. Huvuduppgiften i det här examensarbetet var att undersöka klimatavtrycket för en mutterdragare, samt att jämföra det med avtrycket från ett liknande verktyg. Vidare undersöktes även återvunnet material i produkten, för att ge en initial utvärdering av mutterdragarens cirkulära aspekter. För att beräkna klimatpåverkan användes en livscykelanalysmetod, där klimatförändring var enda miljöpåverkanskategorin. Resultatet visade att material- och användningsfasen dominerar klimatavtrycket och står för 21 respektive 79 procent av växthusgasutsläppen. Det föreslås att ny teknik kan ha mindre växthusgasutsläpp, främst på grund av minskad strömförbrukning och den inbyggda kontrollfunktionen i verktyget. Detta behöver dock inte betyda att ny teknik har mindre miljöpåverkan. Vid bedömning av en produkts miljöpåverkan krävs ett helhetsperspektiv och att man utvärderar flera aspekter, minskat klimatavtryck är inte nödvändigtvis förenligt med ansvarsfull resursförbrukning. Framtiden kan komma att kräva att man stäcker sig bortom klimatavtryck.

Upprepad användning av en mutterdragare under lång tid kan ge upphov till muskuloskeletala skador. Det skulle därför vara av stort intresse med en analytisk modell som förutsäger reaktionskrafter och rörelse av verktyget när det interagerar med operatörens hand-arm-system. Målet med detta arbete var att skapa en modell som kan approximera de krafter som mutterdragaranvändaren utsätts för genom att vidareutveckla tidigare modeller.  Mutterdragaren modellerades som en tidvis fast inspänd balk och deformationssamband användes för att bygga vidare på tidigare modeller. Modellen är konstruerad med antagandet att användarens hand-armsystem beter sig som ett fjäder-massa-dämparsystem. Två modeller konstruerades: ett enhandssystem och ett system där verktygsanvändning med två händer approximeras. Indata är mutterdragarens moment i tiden och parametervärden, tagna från tidigare forskning. Resultatet visade att enhandsmodellen inte kan prediktera kraften som överförs till operatörens hand-arm system på ett noggrant sätt, modellen gav kraften 70,1 N, 47% mer än mätdatan 47,6 N. Tvåhandssystemet ger en bättre approximation av kraften: 41,5 N. Detta är 13% mindre än mätdatan. Noggrannheten ökade för vissa åtdragningsmoment. Vissa miljöfaktorer gör det svårt att samla in mätdata som är representativa för alla användare. Bland annat spelar operatörens ålder, muskelstyrka och erfarenhet med verktyget en stor roll vid hanteringen av en mutterdragare. Det innebär att en jämförande analys med andra verktygmodeller

The design solution for angle selector attachment is developed and carry forward based on initial case study done by KTH Södertäjle students. This project is carried out to find the answers for few questions viz. potential concept design solution, considering the requirements given by Scania that needs to be fulfilled. The work is divided into sub-categories; Concept generation, Concept evaluation, Manufacturing of prototype and Testing. The existing tool solution data is used to compare results with new design while testing and analysing the results. The results show that with the help of new design, it is possible to achieve seamless rotation, locking with I/O signal, can hold torque up to 200 Nm and safety measures are also taken into account. So based on this, new proposition to change the way of tightening with angle selector is given in truck assembly line. / Konstruktionslösningen för ett rotationsvinkelfäste har tagits fram för ett koncept som tidigare har utvecklats i ett studentprojekt vid KTH Södertäjle. Detta projekt har undersökt potentialen hos det föreslagna konceptet och vidareutvecklat det i enlighet med Scanias krav. Arbetet har utförts enligt en vida accepterad systematisk konstruktionsprocess, bestående av följande arbetssekvens; Formulering av systemkrav, Konceptgenerering, Konceptutvärdering och –val, Dimensionering av valt koncept, Prototyptillverkning och Provning (verifiering). Den konstruktionslösning som utvecklats jämförs sedan med den lösning som används på dagens monteringslina. Resultatanalysen visar att den nya lösning, som tagits fram i detta project, möjliggör steglös rotation, och genom låsning med I/O-signal är det möjligt att hantera ett vridmoment på 200 Nm, med bibehållen säkerhet för operatören. Det framtagna rotationsvinkelfästet föreslås att införas på monteringslinan för lastbilar.

This master thesis deals with the estimation of magnet losses in a Permanent Magnet(PM) motor inserted in a nut-runner. This type of machine has interesting featuressuch as being slot-less and running at a very high speed (30000 rpm). An extensiveliterature review was performed in order to investigate the state of the art in estimationof the losses in magnets of a PM machine. Analytical models to calculate the no-loadback-emf and the magnetic ux density in the air-gap due to the currents in the statorare presented rst. Furthermore, several of the analytical models for calculating lossesin magnets described in the literature were tested and adapted to the case of a slotlessmachine with a parallel-magnetized ring. Then, a numerical estimation of thelosses with nite element method (FEM) 2D was carried out. In addition, a detailedinvestigation of the eect of simulation settings (e.g., mesh size, time-step, remanentmagnetic ux density in the magnet, superposition of the losses, etc.) was performed.Finally, calculation of losses with 3D FEM are also included in order to compare thecalculated losses with both analytical and FEM 2D results. The estimation of thelosses includes the variation of these with frequency for a range of frequencies between10 and 100 kHz. / Detta examensarbete handlar om uppskattningen av magnetforluster i en permanentmagnetmotor (PM) inford i en mutterdragare. Denna typ av maskin har intressantafunktioner, som att den ar slot-less och att den kors i en hog hastighet (30000rpm). En omfattande litteraturstudie utfordes for att kunna uppskatta forluster imagneterna pa basta satt. Forst presenteras analytiska modeller for att berakna denelektromotoriska kraften (EMK) och den magnetiska odestatheten i luftgapet somuppkommer pa grund av strommarna i statorn. Dessutom har era av de analytiskamodellerna for berakning av forlusterna som beskrivits i litteraturen testats och anpassatstill en slot-less maskin med en parallelmagnetiserad ring. En numerisk uppskattningav forlusterna har sedan utforts med hjalp av nita elementmetoden (FEM) 2D.Dartill har en detaljerad undersokning genomforts hur olika parameterinstallningarpaverka utfallet. De FEM parametrar som har undersokts har bland annat bestattav berakningsnatets storlek, tidssteg, remanens odestatheten i magneten och om superpositionav forlusterna galler. Till sist har berakningar for forluster med 3D FEMutforts och jamforts med resultaten for bade de analytiska och FEM 2D resultaten.Uppskattning av forluster innefattar variationen av dessa med ett frekvensomrade mellan10 och 100 kHz.