Pappersbruket BillerudKorsnäs AB är idag en av Sveriges ledande tillverkare och leverantör av förpackningspapper, kartong samt wellråvaror. Företaget har en framtida målsättning att i tillverkningsprocessen bli självförsörjande på energi och detta genom en intern förbränning av biobränsle i form av bark och flis i sodapannor. Sodapannan utgör på så sätt fabrikens energidistributionssystem. Vid den kontinuerliga förbränningen av svartlut följer stoft och slagg med rökgaserna och fastnar på sodapannans värmeytor som består av rörpanel. Detta är problematiskt då slagg på värmeytorna försämrar värmeupptagningen och gör den ineffektiv. Rengöringen av sodapannans värmeytor sker med hjälp av 74 stycken robusta utdragbara sotblåsare, varav cirka 50 är av modell IK-SD. På senare tid har företaget haft återkommande problem med att snäckhjulet i sotblåsarnas växellådor havererar. Genom observationer, överslagsberäkningar och datorbaserade analyser möjliggjordes en hållfasthetsutredning av snäckhjulet. Den tangentiella kraften som påfrestar snäckhjulets kuggar överstiger den beräknade högsta tillåtna tangentiella kraften. Säkerheten mot ytumattning beräknas med överslagsberäkningar till 0,92 och med databaserade analyser till 0,72. Detta innebär att en obefintlig säkerhet råder mot ytutmattning. Snäckhjulets kuggytor drabbas av ytutmattning på grund av påfrestande kuggkrafter samt hårda driftförhållanden, vilket efter en tid leder till kuggbrott. Haveri av snäckväxeln orsakas av bristande smörjning, höga temperaturer och höga kuggkrafter. Höga drifttemperaturer av snäckväxeln orsakar en reducerad smörjförmåga av smörjfettet, vilket leder till extrem förslitning och efter en tid brott av snäckhjulets kuggar.

Denna rapport behandlar utvecklingen av en lämplig beräkningsmetodik för att dimensionera snäckväxlar anpassade för företaget SMP Parts AB:s tiltrotatorer. Syftet med examensarbetet var att underlätta för SMP att dimensionera nya snäckväxlar för kommande produkter samt att genom en utformad metodik bistå med underlag för deras standardiseringsprocess. Utformningen av beräkningsmetodiken har skett iterativt mellan faktainsamling, beräkning och verifieringsfaser för att uppnå tillräcklig precision för applikationen. Majoriteten av de formler som använts härstammar från ISO standarden 10828 som behandlar geometriska förhållanden för snäckväxlar samt standarden 14521 som behandlar hållfasthetsmässiga egenskaper. Beräkningsmetodiken verifierades gentemot ritningsunderlag för företagets existerande tiltrotatormodeller vilket medför att den kan användas för att ta fram underlag för nya modeller. De hållfasthetsmässiga beräkningarna har inte kunnat verifieras då fullständigt underlag saknas. Trots detta ges en god approximation av hållfastheten då jämförelser av säkerhetsfaktorer mellan de existerande modellerna har utförts. Dessutom har geometrin hos de existerande modellerna verifierats. Arbetet resulterade i en Excelfil som baseras på beräkningsmetodiken vilken täcker in de uppsatta målen för examensarbetet samt tar hänsyn till företagets kravspecifikation. Slutligen tas en diskussion upp angående de approximationer och antaganden som har behövts för att utföra examensarbetet. Detta har ansetts vara viktigt eftersom all nuvarande litteratur om snäckväxlar bygger på en jämn och kontinuerlig drift, vilket inte överensstämmer med användningen av tiltrotatorer som används intermittent. Rapporten innehåller även förslag gällande fortsatt arbete för att uppnå bättre träffsäkerhet i beräkningarna samt utvecklingsmöjligheter för beräkningsmetodiken. / This report covers the development of a calculation methodology for dimensioning of worm gear drives adapted for SMP Parts AB's tiltrotators. The purpose of the thesis was to facilitate SMP in dimensioning new worm gears for future products and to provide support for their standardization process through a designed methodology. The design of the calculation methodology has been done iteratively between data collection, calculation, and verification phases to achieve sufficient precision for the application. The majority of the formulas used originate from ISO standard 10828, which addresses the geometric calculations of worm gears, and standard 14521, which addresses strength properties. The calculation methodology was verified against drawings for the company's existing tiltrotator models, which allows the calculation methodology to be used to provide information for new models. The strength calculations have not been possible to verify due to the lack of complete documentation. However, a good approximation of strength is provided as comparisons of safety factors between the existing models have been performed. Additionally, the geometry of the existing models has been verified. The thesis resulted in an Excel file based on the calculation methodology, which covers the set objectives of the work and considers the company's specification requirements. Finally, a discussion is presented regarding the approximations and assumptions that were necessary to carry out the thesis. This has been considered important because all current literature on worm gears is based on smooth and continuous operation, which does not align with the intermittent use of tiltrotators. The report also includes suggestions for further work to achieve better accuracy in the calculations and development opportunities for the calculation methodology.

På industriföretag idag är det svårt att komma ifrån hantering av tunga lyft. När tunga lyft eller rotationer sker på företag står säkerhet och ergonomi i fokus. Det finns olika regler att förhålla sig till på olika företag. I det här arbetet kommer författarna att hjälpa Xylem water solutions att konstruera en vändare som ska rotera en pump på 230 kg 180 grader. Xylem är ett världsledande företag inom pumpindustrin. Anledningen till problemet är att Xylem har fått ökad efterfrågan på en av sina pumpmodeller och detta har lett till att en ökad monteringskapacitet är nödvändig.  Företag ser olika ut vilket leder till att specialverktyg tillverkas för specifika problem. För att ta fram en produkt används en produktutcklingsstategi där olika steg används för att nå ett så bra resultat som möjligt. En enkätstudie genomförs för att få montörernas åsikt, sedan utförs konceptgenerering där olika koncept genereras. När koncepten tagits fram väljs ett av koncepten ut med hjälp av enkätstudien. Simuleringar görs på det valda konceptet för att säkerställa konstruktionens kvalitet. Vid rotationsmomentet av den tunga pumpen finns det mycket att tänka på. För att få en så smidig vändning av pumpen som möjligt behöver rotationspunkten ligga i höjd med pumpens masscentrum. Därav beräknas pumpens masscentra i de två lägen som rotationen sker. I teorin beskrivs bland annat produktutveckling, snäckväxlar olika lager men även finita elementmetoden och utmattningsimuleringar.  Resultatet av undersökningen är en monteringsvagn där pumpen är fäst med sex punkter tillsammans med monteringsvagnen. En rottationsenhet som är utformad utefter pumpens mellandel är konstruerad. I pumpens övre del fästs ett lyftverktyg som används för att förflytta pumpen från och till vagnen. Lyftverktyget fungerar även för att stabilisera vändprocessen, då den är fäst i vagnen. / Within industrial companies today, it is difficult to get away from dealing with heavy lifts. When heavy lifting or rotations take place within companies, safety and ergonomics are in focus. There are different rules to follow at different companies. In this work, the authors will help Xylem Water Solutions design a turner that will rotate a pump of 230 kg 180 degrees. Xylem is a world leader in the pump industry. The reason for the problem is that Xylem has increased the demand for one of its pump models and this has led to an increased assembly capacity being necessary. Companies look different, which leads to special tools being manufactured for specific problems. A product development strategy is used where different steps are used to achieve the best possible result. A survey study is carried out to get the Assemblers opinion, then concept generation is performed where different concepts are generated. When the concepts have been developed, one of the concepts will be chosen with help of the result of the survey study. Simulation is done on the chosen concept to ensure the quality of the design. For a rotation of the heavy pump, there is a lot to think about. In order to get as smooth a turn of the pump as possible, the point of rotation needs to be at the height of the mass center of the pump. From this, the mass centers of the pump are calculated in the two positions in which the rotation takes place. The theory describes, among other things, product development, worm gears, different bearings but also the finite element method and fatigue simulations. The result of the examination is an assembly trolley where the pump is attached with six points together with the assembly trolley. A rotary unit designed after the middle part of the pump is designed. Attached to the upper part of the pump is a lifting tool which is used to move the pump from and to the trolley. The lifting tool also works to stabilize the turning process, as it is attached to the trolley.