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.

Today’s electric excavators uses standard hydraulics to control external tools. To increase the degree of freedom the excavator is equipped with a tiltrotator placed between arm and bucket. The combination of electronics and hydraulics proves to be less beneficial for the final operating time and shall thereby, if possible, be replaced with other options.  The study is conducted in purpose to present combinations of motors and drives which can apply and resist necessary forces. The solution replaces today’s hydraulic motor and worm drive powered by a hydraulic system existing of pump, hoses, and valves.  The transition can initially be motivated out of earlier studies which shows that electrification of hydraulic components has the potential to reduce the energy usage. In combination with this, excavators with an electric driveline becomes more and more popular which places increasing requirements on underlying systems.  Conduction of this work uses an analysis of earlier studies where identified components are evaluated out of geometric and characteristic features. Apart from this an analysis of strength in combination with required dimensions is made. The final solutions are compared with a hydraulic system to define potential energy savings.  Results shows two suitable solutions, one based on a DC motor and the other based on the patented technique for PMSM; the motors are combined with cycloid drives in two and one stages. The results shows that the solutions can be designed to apply necessary force as well as withstand external ones.

As new emission regulations in the EU set more stringent requirements on greenhouse gas (GHG) emissions, original equipment manufacturers (OEM) must find ways to align with the EUs sustainability goals. By transitioning to more electrically driven machinery, operators of off-highway vehicles can benefit from better fuel economy, lower greenhouse gas emissions and less air pollution. This study explores the possibilities of electrifying the hydraulic tilt function of the Steelwrist X18 Tiltrotator, a critical component in off-highway vehicle equipment. According to Steelwrist, other original equipment manufacturers such as VOLVO CE have asked when Steelwrist can deliver a fully electric tiltrotator. Key findings show that the chosen electromechanical actuator concept, the EWELLIX CASM-100-RA, with a 8.2 [kW] motor kit, have acceptable performance, but does not to meet every specified requirement. Installing two CASM-100-RA actuators on the X18 results in a 17% weight increase that would adversely affects the excavator’s load-carrying capacity and work efficiency. Despite the drawbacks, the paper acknowledges that the other considered concepts would have resulted in even heavier and/or bulkier solutions / I och med nya utsläppsregler inom EU som ställer högre krav på växthusgasutsläpp måste tillverkare av originalutrustning hitta sätt att anpassa sig till EU:s hållbarhetsmål. Genom att övergå till mer elektriskt drivna maskiner kanförare av anläggningsfordon dra nytta av bättre bränsleekonomi, lägre utsläpp av växthusgaser och minskade luftföroreningar. Denna studie utforskar möjligheterna att elektrifiera den hydrauliska tiltfunktionen på Steelwrist X18 Tiltrotator, ett vanligt verktyg inom anläggningsindustrin. Enligt Steelwrist har andra tillverkare av originalutrustning, såsom VOLVO CE, visat intresse för när Steelwrist kan leverera en helt elektrisk tiltrotator. Elektrifieringen av anläggningsindustrin är fortfarande i sin linda och endast kompaktfordon finns för närvarande på marknaden. Detta är en anledning till att det ännu inte finns en lösning på detta problem. En annan förklaring är den oöverträffade effekttätheten hos konventionella hydraulcylindrar, vilket gör dem svåra att ersätta. Forskningsfrågorna besvarades genom en grundlig undersökning av den senaste tekniken och experiment för att testa den hydrauliska prestandan hos X18 Tiltrotator. Huvudresultaten visar att det valda EMA-konceptet, specifikt EWELLIX CASM-100-RA med 8,2 [kW]-motor, inte uppfyller de inledande kravspecifikationerna på grund av en oacceptabel ökning av den totala vikten på X18 Tiltrotator .Viktökningen skulle påverka grävmaskinens lastkapacitet och arbetskapacitet negativt. Trots nackdelarna tilläggs det att de andra övervägda koncepten skulle ha resulterat i ännu tyngre och/eller skrymmande lösningar. Denna masteruppsats har belyst de mest utmanande aspekterna av att elektrifiera tiltfunktionen i X18 tiltrotatorn. Dessutom har betydelsen av omfattande och detaljerad prestandadata varit en annan nyckelinsikt i projektet. Prestandadata har visat sig vara avgörande vid utformningen av elektriska tiltaktuatorer för denna tillämpning. Framtida arbete kan ytterligare undersöka anpassade elektromekaniska aktuatorer.

Denna deduktiva fallstudie har genomförts på företaget e-Component Sweden AB som tillverkar stål- och plåtdetaljer efter kundspecifikation. Företaget producerar huvudsakligen detaljer till den marknadsledande tiltrotatorn (grävmaskinens handled) från engcon. Studien avsåg att undersöka processen för hantering av avvikelser och kassationer. Det övergripande syftet var att, genom den relativt nya förbättringsmodellen DASIAS, studera en förbättringsmöjlighet med avseende på kvalitet genom att finna gap mellan nuläget och ett önskat nyläge. Därefter har lämpliga förbättringar samt en plan för implementering av förbättringarna föreslagits.  Studien har tillämpat de metoder, verktyg och analyser som DASIAS föreskriver. Datainhämtning har skett genom observationer, intervjuer och dokumentinsamling. Resultatet visar att en förbättringsmöjlighet finns och har identifierat resurserna; metod, mätningar, material, maskin, mission och management som orsaker till förbättringsmöjligheten. Vidare  visar studien att det genom en optimerad process för hanteringen av avvikelser och kassationer efter justerade rutiner och arbetssätt som skapar förutsättningar för att börja process- och kvalitetsleda, finns möjlighet att förebygga och genom ständiga förbättringar minimera avvikelser och kassationer i produktionen. Tidigare studier, den teoretiska referensramen och denna studies resultat tyder på att de konkreta förslag på tvärvetenskapliga åtgärder som utarbetats skulle ge positiva effekter på företagets kvalitet. Analysen visar att det önskade nyläget skulle föra företaget närmare uppställda kund- och intressentkrav. / This deductive case study has been carried out at the company e-Component Sweden AB, which manufactures steel- and sheet metal details, to customer specifications. The company mainly produces details for the market-leading tiltrotator (the excavators wrist) from engcon. The purpose of the study was to examine the process for handling defects and deviations from the main production. The overall aim was to, through the relatively new possibility- and improvement model DASIAS, study an opportunity for improvement with regard to quality by identifying a gap between the current procedure and a desired new procedure. Thereafter, appropriate improvements including a plan for implementing the improvements has been proposed.  The study has applied the tools and analyzing methods as prescribed by DASIAS. Data has been collected through observations, interviews and document collection. The study's result suggests that there is an opportunity for improvement and have identified the resources method, measurements, materials, machine, mission and management as reasons for the improvement opportunity. Further, the study suggests that through an optimized process for handling defects and deviations – following adjusted routines and working methods and creating conditions for implementing process and quality management, there is an opportunity to prevent and through continuous improvements minimize defects and deviations in the main production. Previous studies, the theoretical frame of reference and the results of this study suggest that the concrete interdisciplinary measures proposed would have a positive impact on the company’s overall quality. The analysis shows that the desired new situation would bring the company closer to customer- and stakeholder requirements.