This Master Thesis, written in collaboration with CorPower Ocean, serves as the finalization of the author’s master degree education at KTH (Royal Institute of Technology) Stockholm. The purpose has been to characterize the Cascade gearbox which is used to convert vertical motion induced by waves to rotational motion which powers generators in the company’s future wave energy power plant. The purpose was also to suggest future improvements and shed light on any problems discovered. The method for characterizing the Cascade gearbox was to conduct physical measurements of the load sharing in the inherently overdetermined geometrical design. These data were then used to calibrate a static as well as a dynamic model also developed for this thesis. Focus has been on determining that the novel load sharing method is sufficient and that no gear takes more than the 2,5% overload during max load the gearbox is dimensioned for at any time. Also included in the thesis is an analysis of the tolerances effect on the performance of the Cascade gearbox. Results showed that the current design perform within the expected dimensioning limits. However some unexpected characteristics were discovered after analysis of the results. Because of deliberate geometric decisions half of the gears trail behind initially in one direction causing uneven load sharing and unwanted lateral forces on the rack. Also discovered was the importance of equal stiffness of the flex units, used to divide the load evenly between the gears, since the load sharing factor converges towards values directly proportional to the stiffness ratios in between them. As a conclusion it can be said that although the current design is sufficient, there is still room for improvements which could enhance life expectancy as well as load sharing performance of the Cascade gearbox. / Detta examensarbete utfört i samarbete med CorPower Ocean, är det slutgiltiga steget i författarens utbildning på masternivå på KTH (Kungliga Tekniska Högskolan) Stockholm. Syftet med arbetet är att karakterisera en kaskadväxellåda som används för att omvandla vertikal rörelse från vågor till rotation som driver generatorer i företagets framtida vågkraftverk samt att utifrån resultat föreslå möjliga förbättringar och belysa eventuella problem. Den metod som använts för att karakterisera kaskadväxellådan var att via fysiska mätningar, på den testrigg placerad på KTH (Kungliga Tekniska Högskolan) i Stockholm, erhålla data för lastfördelningen i den geometriskt överbestämda konstruktionen. Dessa data användes sedan för att kalibrera en statisk och en dynamisk modell som också utvecklades för det här projektet. Huvudfokus för arbetet har legat i att ta reda på om den konstruktion som används för att fördela lasten mellan kugghjulen fungerar tillfredställande samt att säkerställa att inget kugghjul tar mer än de 2,5% överlast vid fullast växellådan är dimensionerad för vid något tillfälle. Examensarbetet inkluderar även feltoleransers inverkan på lastfördelningen i kaskadväxeln. Resultaten visade att den nuvarande konstruktionen presterar inom de specificerade dimensioneringsintervallen. Några oväntade karaktärsdrag upptäckdes dock vid analys av resultaten. På grund av en avsiktlig geometrisk oregelbundenhet släpade hälften av kugghjulen efter åt ena hållet vilket i sin tur resulterade i en ojämn lastfördelning och oönskade sidokrafter på kuggracken. Flexenheterna som används för att fördela lasten likvärdigt mellan kugghjulen skilde sig åt i styvhet. Den inverkan spridningen av dessa har på lastfördelningen belystes också eftersom lastfördelningen konvergerar mot värden direkt proportionella mot styvhetsförhållandet mellan dem. Slutsatsen från examensarbetet är att den nuvarande konstruktionen, även om den fungerar tillfredställande, lämnar utrymme för förbättringar som potentiellt kan förbättra både livslängd och lastfördelningsprestanda.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-182811 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Ljungbäck, Jacob |
| Publisher | KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-MMK, 1400-1179 ; 2015:108 MKN 145 |
Page generated in 0.0032 seconds