Reservdelspaketering av cylinderhuvuden till personbilsmotorer för eftermarknaden sker idag för hand på ett företag i Skövde som tillverkar bilmotorer. Samtliga cylinderhuvuden lyfts för hand och placeras i wellpapplådor som levereras till återförsäljare. För att förbättra ergonomin för de anställda vid paketeringen samt att minska risken för skador på både anställda och cylinderhuvud har företaget efterfrågat ett lyftverktyg för att lyfta cylinderhuvudena med av konsultföretaget ÅF. Målet med detta arbete är således att utveckla en eller flera modeller av lyftverktyg som kan lyfta så många olika varianter av cylinderhuvud som möjligt samt wellpapplådan som dessa paketeras i. Som utgångspunkt för konstruktionen av lyftverktyget utförs en litteraturstudie inom området lyftverktyg. Denna litteraturstudie innefattar både generella lyftverktyg som finns på marknaden samt en undersökning av företagets befintliga lyftverktyg. Litteraturstudien visar att generella lyftverktyg varierar avsevärt gällande både externa kraftkällor och vilken princip som används för att gripa föremål som ska lyftas. Studien av företagets befintliga lyftverktyg visar att företaget applicerar en rad olika sätt att gripa både cylinderhuvuden och motorblock. För lyft av cylinderhuvuden används verktyg som använder friktion mellan lyftverktyg och ventilstyrningshålen och verktyg som använder mekanisk gripning som bygger på att cylinderhuvudets geometri utnyttjas. Grundkoncept för hur cylinderhuvud och emballage kan lyftas tas fram genom att ett flertal konstruktions- och designmetoder används. Tre grundkoncept på lyftverktyg för lyft av cylinderhuvudet i kombination med två lösningar på hur emballaget kan lyftas presenteras för företaget. Ett av grundkoncepten anses vara den bästa lösningen på hur cylinderhuvudet ska lyftas utifrån resultatet av en viktad konceptvalsmatris. Den bästa lösning på hur lådan ska lyftas anses vara att denna inte lyfts alls, utan transporteras via ett rullbord. Företaget väljer dock att ett de andragrundkoncept av lyftverktyg ska vidareutvecklas. Även den andra lösningen på hur lådan ska lyftas anses av företaget vara en bättre lösning. Till följd av cylinderhuvudenas variation i geometri konstrueras två olika lyftverktyg. Båda konstruktionerna bygger på att två ramkonstruktioner, uppbyggda av aluminiumprofiler och monterade till varandra med linjärstyrningar, sänks ner över cylinderhuvudet. Ramkonstruktionerna dras sedan ihop med en pneumatisk cylinder. Följden av detta blir att det ena lyftverktyget griper cylinderhuvudena genom kontakttryck överfört av puckar med polyuretanskivor fastvulkade i ena änden, mellan ram och cylinderhuvud. Det andra lyftverktyget griper cylinderhuvudet utifrån dess geometri. Båda lyftverktygen är utrustade med polyesterband med monterade lyftprofiler som passar emballagets fördefinierade lyftområden. Detta gör att lådan med det paketerade cylinderhuvudet inuti kan lyftas. Resultatet blir alltså två olika lyftverktyg, ett som lyfter med tryck och friktion och ett som lyfter genom mekanisk låsning utifrån cylinderhuvudets geometri. På konstruktionen av lyftverktyget som lyfter cylinderhuvudet med friktion görs Finita Element-analyser för att utvärdera verkande moment, effektivspänningar och deformation vid belastning. Utifrån analyserna i kombination med noggrant avvägda antaganden dras slutsatsen att de ingående skruvförbanden, linjärstyrningar och aluminiumprofilerna håller en tvåfaldig säkerhet mot begynnande plasticering. Utifrån det slutgiltiga resultatet ges förslag på framtida arbete i form av vidareutveckling av lyftverktyget till ÅF. / The packaging of cylinder heads as spare parts for car engines is today done by hand in a company in Skövde that manufactures car engines. All cylinder heads are lifted by hand and placed inside cardboard boxes. The cardboard boxes are then sent to the retailer of spare parts. In order to improve the work situation from an ergonomic point of view and to minimize the risk of injury on both the cylinder heads and the employees, the company has ordered a lifting tool from the technical consulting company ÅF. The goal with this master thesis is to develop one or several models of lifting tool/tools that can lift as many different cylinder head models as possible. The lifting tool/tools are also going to be able to lift the cardboard box with the cylinder head inside. As starting point for the development of the lifting tool/tools, a literature study is made in the field of lifting tools. The literature study is divided into two parts; the first one includes general lifting tools on the market today. The second part analyses the different kind of lifting tools that the company already is using today. The literature study shows that there is a big variety in general lifting tools not only considering the external forces that is used to power the tools but also in which way the tools grips the objects. The study of the company’s existing lifting tools shows that it contains a big variety in different ways to grab both cylinder heads and engine blocks. To lift cylinder heads the company uses several kinds of principles, for example; lifting tools that grips with friction between lifting tool and the holes for the valve shafts. They also use lifting tools that grabs the cylinder heads by taking advantage of the cylinder head geometry. Basic concepts on how the cylinder head and the cardboard box can be lifted are developed by using a number of different design methods. Three basic concepts of lifting tools for lifting the cylinder head combined with two basic concepts on how the cardboard box can be lifted is presented to the company. One of the three basic concepts on how to lift the cylinder head is considered the best, based on its score in a concept score table. The best solution for how the cardboard box is to be lifted is not to lift it at all. Instead should the cardboard box be pushed away on a ball transfer table. Still, the company chooses another one of the basic concept for further development. Also the second solution on how to lift the cardboard box is chosen by the company. Due to that the cylinder heads geometries varies so much between the different models, two different lifting tools are developed. The construction of both of the tools is based on two aluminium frames, constructed by aluminium profiles. The two frames are joined together by linear motion bearings. The frames are lowered down over the cylinder head and then being pressed together by a pneumatic cylinder. This results in that the one of the two lifting tool is gripping the cylinder head with contact pressure and friction between the cylinder head and the aluminium cylinders on the lifting tool that have polyurethane vulcanised on its ends. The other lifting tool grips the cylinder head by using the cylinder heads geometry. The two lifting tools are both equipped with polyester bands with hooks mounted on its ends that fits in the premade handles on the cardboard box. This makes it possible to lift the cardboard box with a cylinder head inside of it. The result of this is two lifting tools, one that grips with pressure and friction and one that grips by mechanical locking based on the cylinder heads geometry. For the lifting tool that grips the cylinder head with pressure and friction a series of analyses is made using the Finite Elements method. The purpose with these analyses is to evaluate torque, stress and displacement of the lifting tool. From the results of these analyses in combination with some carefully considered assumptions, conclusions of the strength of mechanics for the lifting tool are made. This shows that all the included parts of the lifting tool; such as screw joints, linear motion bearings and aluminium profiles, have a factor of safety higher then 2 against plastic deformation. Based on obtained results from this thesis, advises on further development for the lifting tools are presented to ÅF.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:his-8113 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Friberg, Carl-Johan, Gustavsson, John |
| Publisher | Högskolan i Skövde, Institutionen för teknik och samhälle, Högskolan i Skövde, Institutionen för teknik och samhälle |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0031 seconds