<p>Norrborns Industri AB in Bollnäs manufactures truck trailers with the brand Parator. One of their trailers is Parator LX 10-20. The trailer is designed to transport hooklift containers with the option to tip loose goods such as gravel, asphalt and seed. The container is mounted on a frame which is placed on the chassis. To reduce weight a redesign of the trailer is needed. The purpose of this study was to develop a concept that makes the frame lighter and easier to manufacture while maintaining safety and rigidity. The thesis also discusses factors to consider when designing with high-strength steel.</p><p> </p><p>The optimization was based on existing 2D drawings of the frame. Analysis of the structure served as a basis for the optimization. First, a 3D model was created from the drawings. Then, the frame was analyzed with selected loads and boundary conditions. Initially simple models were used to develop concepts. From these, two concepts were selected and one of them was thoroughly analyzed.</p><p> </p><p>The optimization resulted in a concept design weight of 732 kg, which is 179 kg less compared to the current frame at 911 kg.</p> / <p>Norrborns Industri AB i Bollnäs tillverkar lastbilssläp som säljs under varumärket Parator. Ett av deras släp är Parator LX 10-20 som är en lastväxlarvagn avsedd för att transportera olika lastbärare, t ex grusflak och containrar, som behöver kunna tippas. Lastbäraren sitter monterad på en tippram som i sin tur sitter på ett släpchassi. En omkonstruktion av detta släp önskas för att minska vikten. Syftet med examensarbetet var att ta fram förslag som gör tippramen lättare samt enklare att tillverka med bibehållen säkerhet och vridstyvhet. Examensarbetet tar även upp faktorer att tänka på vid konstruktion med höghållfast stål.</p><p> </p><p>Optimeringen utgick från befintliga 2D-ritningar på ramen. Först skapades en 3D-modell från ritningarna. Sedan analyserades ramen utifrån valda laster och randvillkor. Analyserna av den nuvarande konstruktionen låg sedan till grund för optimeringen. Till en början användes enklare modeller för att ta fram koncept. Därefter modellerades två valda koncept varpå ett av dem har analyserats mer genomgående.</p><p> </p><p>Arbetet resulterade i ett koncept som vägde 732 kg. Det är 179 kg lättare än den nuvarande konstruktionen på 911 kg.</p>

Norrborns Industri AB in Bollnäs manufactures truck trailers with the brand Parator. One of their trailers is Parator LX 10-20. The trailer is designed to transport hooklift containers with the option to tip loose goods such as gravel, asphalt and seed. The container is mounted on a frame which is placed on the chassis. To reduce weight a redesign of the trailer is needed. The purpose of this study was to develop a concept that makes the frame lighter and easier to manufacture while maintaining safety and rigidity. The thesis also discusses factors to consider when designing with high-strength steel.   The optimization was based on existing 2D drawings of the frame. Analysis of the structure served as a basis for the optimization. First, a 3D model was created from the drawings. Then, the frame was analyzed with selected loads and boundary conditions. Initially simple models were used to develop concepts. From these, two concepts were selected and one of them was thoroughly analyzed.   The optimization resulted in a concept design weight of 732 kg, which is 179 kg less compared to the current frame at 911 kg. / Norrborns Industri AB i Bollnäs tillverkar lastbilssläp som säljs under varumärket Parator. Ett av deras släp är Parator LX 10-20 som är en lastväxlarvagn avsedd för att transportera olika lastbärare, t ex grusflak och containrar, som behöver kunna tippas. Lastbäraren sitter monterad på en tippram som i sin tur sitter på ett släpchassi. En omkonstruktion av detta släp önskas för att minska vikten. Syftet med examensarbetet var att ta fram förslag som gör tippramen lättare samt enklare att tillverka med bibehållen säkerhet och vridstyvhet. Examensarbetet tar även upp faktorer att tänka på vid konstruktion med höghållfast stål.   Optimeringen utgick från befintliga 2D-ritningar på ramen. Först skapades en 3D-modell från ritningarna. Sedan analyserades ramen utifrån valda laster och randvillkor. Analyserna av den nuvarande konstruktionen låg sedan till grund för optimeringen. Till en början användes enklare modeller för att ta fram koncept. Därefter modellerades två valda koncept varpå ett av dem har analyserats mer genomgående.   Arbetet resulterade i ett koncept som vägde 732 kg. Det är 179 kg lättare än den nuvarande konstruktionen på 911 kg.

<p>This report is the result of a thesis as been implemented during the spring term 2009 at</p><p>the University of Gävle.</p><p>The company Bruks produces mobile chippers which are used for chipping logging</p><p>slash, roundwood and parts of trees. The chipper is powered by a separate diesel engine</p><p>and the chipper can be assembled on trucks, trailers or some other carrier vehicles.</p><p>When the chip has passed the chipper drum, the chip is collected in an integrated bin</p><p>which is mounted on the vehicles frame with dumping yokes. When these dumping</p><p>yokes were designed they were probably created with large material dimensions. The</p><p>aim with the degree project is hence to study the strengths of materials and, if possible,</p><p>to suggest an arrangement that can decrease the total weight on the dumping yoke on</p><p>Bruks´ mobile chippers 805 CT.</p><p>The CAD-program Pro/ENGINEER was used during the project for outlining the 2Ddrawings,</p><p>as distributed of constructors on Bruks, to solid 3D-parts. The three-dimensional</p><p>assembly from Pro/ENGINEER was transferred to Pro/MECHANICA. The construction is</p><p>complex and contains many components, and therefore the model has been divided into two</p><p>different parts, the external and the internal dumping yoke.</p><p>The conclusion of the degree project is that the product generally is not over dimensioned.</p><p>However there are many options for optimizing, mainly on the external dumping yokes.</p>

This report is the result of a thesis as been implemented during the spring term 2009 at the University of Gävle. The company Bruks produces mobile chippers which are used for chipping logging slash, roundwood and parts of trees. The chipper is powered by a separate diesel engine and the chipper can be assembled on trucks, trailers or some other carrier vehicles. When the chip has passed the chipper drum, the chip is collected in an integrated bin which is mounted on the vehicles frame with dumping yokes. When these dumping yokes were designed they were probably created with large material dimensions. The aim with the degree project is hence to study the strengths of materials and, if possible, to suggest an arrangement that can decrease the total weight on the dumping yoke on Bruks´ mobile chippers 805 CT. The CAD-program Pro/ENGINEER was used during the project for outlining the 2Ddrawings, as distributed of constructors on Bruks, to solid 3D-parts. The three-dimensional assembly from Pro/ENGINEER was transferred to Pro/MECHANICA. The construction is complex and contains many components, and therefore the model has been divided into two different parts, the external and the internal dumping yoke. The conclusion of the degree project is that the product generally is not over dimensioned. However there are many options for optimizing, mainly on the external dumping yokes.

Kraven på planetväxlars prestation blir allt högre samtidigt som tillverkningen ska ske snabbare och på ett allt mer effektivt sätt. Vid tillverkning av planet-, sol-och ringhjul så kan inte exakt diameter erhållas, detta samt andra brister leder till ojämn lastfördelning när fler än tre planethjul används. Målet med arbetet var att ta fram ett koncept på en förinställning för planethjul i en planetväxel med koniska kugghjul, samt kostnadsuppskattning och monteringsanvisning för konceptet. Studien resulterade i att det kan finnas en lönsamhet för konceptet, vilket medför att vidare simulering och tester anses varar aktuellt.

För att möjliggöra demonstration av knivbyten i en flishugg behöver en visningsjigg för ändamålet konstrueras. Eftersom visningsjiggen endast kommer att tillverkas i ett exemplar inriktades arbetet mot produktutveckling för enstycksproduktion. Växande konkurrens mellan produktutvecklande företag, i kombination med att hela utvecklingskostnaden kommer bäras av endast en produkt, leder till höga krav på minskade utvecklingstider. Under arbetet utvecklades därför en arbetsmodell för att effektivisera konstruktionsarbetet. Arbetsmodellen tillämpades sedan i arbetet med att utveckla visningsjiggen. Arbetsmodellens utformning och innehåll baserades på relevant forskningslitteratur och är definierad i flera steg inom faserna; förstudie, konstruktionsfas och avslut. Kundens krav och önskemål behandlades med metoden kvalitetshuset, vilket framställde mätbara kriterier som sedan styrde konstruktionsarbetet. Genom att upprätthålla en kundkontakt under hela arbetet, med bland annat presentation av två konceptmodeller, erhölls en flexibilitet i arbetet för att hantera otydliga eller tidigare okända kundkrav och kundönskemål. Utifrån arbetsmodellen delades konceptet upp i en hierarkisk struktur med moduler för att skapa en bättre överblick och underlätta arbetsfördelningen. Genom tillämpning av mekanik- och hållfasthetsteori i konstruktionsarbetet har de ingående delarna i visningsjiggen dimensionerats för att möta de uppställda kraven på stabilitet och säkerhet. Med hjälp av finita elementmetoden har sedan konstruktionen analyserats och konstruktionens knivficka optimerats med hänseende på vikt och spänningar i materialet. Examensarbetet har resulterat i en portabel visningsjigg innehållende alla de funktioner som krävs för att demonstrera ett knivbyte. Utböjningen i stommen och knivfickan ligger väl under de krav som finns på visningsjiggens stabilitet. Knivfickan kunde viktreduceras med 29 procent jämfört med ursprungskonceptet, vilket ledde till att mindre kraft krävs att rotera knivfickan i olika arbetspositioner. Vad som kunde observeras angående arbetsmodellen är att de olika modulerna påverkade varandra, vilket inte togs med i beräkningen vid utvecklingen av arbetsmodellen. En analys av hur moduler kan påverka varandra bör därför utföras tidigt under modulindelningsfasen. Utöver detta är slutsatsen att modellen visat sig fungera väl för att hantera de osäkerheter som utveckling av enstycksprodukter för med sig. / To enable demonstration of knife changes in a wood chipper, a demonstration device for this purpose is needed. The demonstration device will only be made in one copy, therefore this work was focused on product development for one piece production. Growing competition among product development companies, along with the fact that the whole development cost will be carried by only one product leads to high demands for reduced development lead times. To meet these requirements a work model was developed to improve the efficiency at the design stage. The model was then applied in the process of developing the demonstration device. The design and content of the work model is based on relevant research literature and is defined in several steps as the feasibility study phase, design phase and finishing phase. Customer requirements were treated with the method house of quality, which produced measurable criteria to be used in the design phase. By maintaining a customer contact throughout the whole design process, for instance presentation of a concept model, a flexibility to handle previously unknown or vague demands and requirements was obtained. Based on the work model the concept was divided into a hierarchical structure with modules to create a better overview and to simplify the design process. Through the application of mechanical and strength theory in the design while designing the parts of the demonstration device, the prescribed requirements for stability and security was met. By performing finite element analysis the concept's structural elements was analyzed and the chipper disc was optimized with regard to weight and material stress. The work has resulted in a portable demonstration device which contains all the functions required to demonstrate knife changes. The deflection of the frame and chipper disc is well below the defined values for stability. The chipper disc weight was reduced by 29 percent compared to the original concept, which means less force is required to rotate the chipper disc between different positions. What could be observed regarding the work model is that the individual modules affected each other, this was not taken into account during the development of the model. An analysis of how the modules can affect each other should therefore be performed early in the modularization phase. The conclusion, in addition to this, is that the work model is proven to work well to deal with the implied uncertainties of one piece product development.

Studien redogör för hur ett ingenjörsmässigt tillvägagångssätt, kan optimera en komponent mot en lägre vikt samtidigt som hållfastheten bibehålls. En detalj kan på så sätt tillverkas med mindre materialåtgång än först tänkt men ändå klara av lika stora eller större laster. Förbränningsmotorers bränsleeffektivitet är direkt kopplad till verkningsgraden. Vikten av rörliga komponenter ger upphov till tröghetsmoment som i sin tur motarbetar rotationen av ventilmekanismen. Genom ökad verkningsgrad reduceras bränslekonsumtion och utsläpp, vilket ur ett miljöperspektiv förhåller sig till en hållbar utveckling. Studien visar och reflekterar kring hur viktreducering av ventillyftare till Volvo B20 kan genomföras för att effektivisera verkningsgraden genom minskat tröghetsmoment. Hypotesen är att undersöka och beräkna om viktreducering är möjlig utan reducerad hållfasthet. Utifrån resultaten har vikt och hållfasthet inga parallella samband. De koncept som testas påvisar att viktreducering genom hål främst bygger på spänningsflöden från spänningskoncentrationerna, och inte enbart tvärsnittsarea. Genom viktoptimering kan hållfastheten i konstruktionen bibehållas samt till och med även ökas. Slutligen kan företaget tillämpa det färdigställda konceptet till produktion. Vid applicering av viktoptimerade ventillyftare kan även förbränningsmotorns verkningsgrad gynnas. Läsaren ska efter studien kunna erhålla en fördjupad kunskap kring förbränningsmotorer, optimering av konstruktion samt verkningsgrad.