Denna rapport innefattar produktutvecklingen av en expansionsring till en friktionsaxel. En expansionsring har enligt design en inre sliryta som skall glida mot en spinnande axel samtidigt som en yttre friktionsyta skall greppa en papphylsa. Utvecklingen av expansionsringen är sedan tidigare påbörjad av uppdragsgivaren, men behövde utvecklas mer för att eliminera de problem som uppstått. Syftet med det här arbetet är att förbättra och utveckla den nuvarande prototypen till en miljövänlig och priseffektiv produkt som håller under acceptabel livslängd. Tidigare prototyper från uppdragsgivaren hade samtliga problem av olika typer. Dessa problem innebar att ett påspänt material lossnade och trasslade in sig i friktionsaxeln. Ett annat betydande problem uppstod när lösningen var att limma fast ett material vilket ledde till en stark odör för operatören. Här påbörjades projektet med en ny produktframtagning där de äldre prototyperna sågs över tillsammans med en generering av nya idéer där både material och design revideras. Material väljs utifrån de kriterier uppdragsgivaren satt för priseffektivitet och miljöpåverkan men även för att matcha designkonceptets funktionalitet. Därefter görs analyser för att se över prototypens duglighet på en teoretisk nivå. När analysen var klar kördes prototypen genom praktiska tester för att se om designen och materialet höll och var redo att produceras för kund. Efter forskning inom materialalternativ, valdes PET-NATUR som det material som teoretiskt skulle kunna klara av de krav som sattes för expansionsringen. En produktframtagningsspecifikation och konceptutvärderingsmatris användes för att säkerställa att designen som vidareutvecklades matchade arbetsgivarens kriterium. Den slutgiltiga prototyp var en enhetlig ring vars sliryta och friktionsyta bestod av samma material. Detta vinnande koncept innebar en förenklad och därmed priseffektivare tillverkning samt monteringsprocess. Analysen av detta koncept gjordes med åtanke på resultaten hos både materialvalet samt designutvecklingen. Funktionalitet bevisades med hjälp av illustrationer samt beräkningsexempel på krafter i systemet och de termiska värdena beräknades. Båda dessa resultat påvisade vidareutveckling i form av praktiska tester. När de praktiska testerna kunde genomföras gjordes tre stycken tester på ringen. Testerna mätte temperaturer, dragkraft av material och lufttryck i systemet. Dessvärre visade sig att IR termometern som hade som syfte att kontrollera exakta temperaturer var felkalibrerad. Detta innebar opålitliga resultat. Dessutom var framtagningen av prototyperna långt ifrån perfekt vilket också ansågs påverka resultaten. Ringarna påvisade ändå en god funktionalitet i drift med stabila värden i dragkraft, vilket innebar att designen var funktionärlig. Slutsatsen blev trots detta att lösningen inte gav tillräckligt goda resultat för produktion. Efter testerna kunde tydlig formändring iaktas vilket innebar att den önskade livslängden inte kunde garanteras. Alltså behöver antingen materialet eller designen utvecklas vidare. / This thesis contains the product development of an expansion ring for a friction shaft. An expansion ring has according to design an inner surface to slide against the friction shaft and an outer friction surface to grip the socket. The development of the expansion ring has previously been started by the employer but needs more improvement to eliminate the problems that has previously been shown. The intention with this project is to improve and develop the current prototype to an environmentally friendly and price-efficient product that last for an acceptable lifespan. Previous prototypes from the employer all had different types of issues. These problems meant that the material fasten above the rings loosened and got caught into the friction shaft. Another significant problem arose when the solution was to glue the friction material to the slide material, which led to a strong odor for the operator. That is why a new development of prototypes was started where old prototype were looked over, and new ideas generated where both the material and design was revised. The material to use is chosen in consideration of the employer’s criteria for price-efficiency and environmental impact as well as to match the design concepts functionality. Thereafter, analyzes were made to review the capability at a theoretical level. When the analysis was complete, the prototypes were run through practical tests to see if the design and materials are in order and ready for producing toward customers. After research in material alternatives, PETNATUR was chosen as the material that theoretically meet the requirements set. A product development specification and a concept evaluation matrix were made to ensure that the design matched the employer’s criteria. The final prototype was a uniformed ring whose slide surface and friction surface consisted of the same material. This concept meant a simplified and therefore a more cost-efficient manufacturing and assembly process. The analysis of this concept was made with the results of both the material selection and design development in mind. Functionality was demonstrated by means of illustrations and examples on forces in the system, and the thermal values was calculated. Both these results showed value in further practical tests. In the tests, three tests were made, the tests measured temperature, pulling force of material and air pressure in the system. unfortunately, the IR-thermometer that was used to control the temperature wasn´t calibrated correctly. This meant that the results were unreliable. In addition, the production of prototypes wasn´t correctly made which was also considered to affect the results. The rings still showed good functionality during use, with stable values in the pulling force which meant that the design was functional. However, the conclusion was made that the solution did not produce enough result for production. After the tests were made, a clear change of the shape been observed which meant that the desired life expectancy couldn’t been guaranteed. Therefore, either the material or design need further development.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:hb-21197 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Börjesson, Johan, Ohlsson, Joachim |
| Publisher | Högskolan i Borås, Akademin för textil, teknik och ekonomi, Högskolan i Borås, Akademin för textil, teknik och ekonomi |
| 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 0.0029 seconds