The Swedish railway is an important part of the country's infrastructure, but it is also a part that requires large amounts of maintenance to maintain safety and functionality. A central part of the railway is switches that enable the interconnection of different tracks. Switches include many moving parts located in tiring positions that are affected by weather and temperature. As a result, these systems often suffer from problems that can lead to downtime. To reduce these problems, The Swedish Transport Administration is constantly working to develop an understanding of how switches are affected in different situations. That work is ongoing, but there are unfortunately few guidelines and tested methodologies for experimental studies. A usually powerful method for experimentally investigating and developing knowledge of processes or systems is design of experiments. Design of experiments has historically been used few times to investigate effects within railways and their systems but has recently been shown to be very useful in that area as well. A large portion of the problems that occur on railway systems is in switches. Often the maintenance of switches is more expensive than the actual procurement. To reduce the problems in exposed switches, sometimes called problem switches, various systems are used to extend the service life and reduce the need for maintenance. One such system is Ekoslides, which is intended to facilitate shifts by reducing the amount of energy required during a shift. The system lifts the switchblade in a switch to reduce friction during movement. Exactly how much effect Ekoslides have on the switches in Sweden is unknown and optimization of Ekoslides could lead to longer service life and more opportunity to plan maintenance, which results in fewer errors. The thesis, therefore, aims to use experimental planning in a practical experiment on switches to evaluate on the methodology and to increase understanding of how Ekoslides affects a switch. The master’s project has been conducted as a six sigma project according to the problem-solving method DMAIC (Define, Measure, Analysis, Improve, and Control) in combination with design of experiments. Two practical experiments were performed on switch 661 located in the vicinity of the Boden central station. During the experiments, Ekoslide settings were used as experimental factors, while energy use and conversion time in the switch was measured as responses. On Ekoslides there are wheels that lift the switchblade. The inner wheels were varied between 0 and 1 millimeters and the outer wheels between 0 and 3 millimeters. This way, the effect of Ekoslides in switch 661 was examined at varying settings. The results from the experiment showed that Ekoslides significantly affected energy use when a switch performs a shift. Ekoslides resulted in small but significant energy savings. It was found that the best results were achieved when Ekoslides were mounted in new positions and had the settings at the highest level, which means 3 millimeters for the outer wheel and 1 millimeter for the inner wheel. Furthermore, experimental planning was also a time-efficient and good method for performing experiments on switches. Despite challenges, two short experiments resulted in increased knowledge and reduced energy usage in switch 661. Based on the evaluation of the conducted switch experiments, it was found that pilot trials, separate preparations, and detailed feasibility studies were important if design of experiments should be used to investigate cause and effect in a switch. / Den svenska järnvägen är en viktig del av landets infrastruktur men det är också en del som kräver stora mängder underhåll för att bibehålla säkerhet och funktionalitet. En central del av järnvägen är spårväxlar som möjliggör sammanlänkning av olika spår. Spårväxlar innefattar många rörliga delar som ligger i slitsamma positioner och påverkas av väder samt temperatur. Därmed drabbas ofta dessa system av problem som kan leda till driftstopp. I ett försök att minska dessa problem jobbar Trafikverket ständigt med att utveckla förståelsen för hur spårväxlar påverkas i olika situationer. Det förbättringsarbetet är pågående men det finns dessvärre få riktlinjer och testade metodiker för experimentella studier. En vanligtvis kraftfull metod för att experimentellt utreda och utveckla kunskapen om processer eller system är försöksplanering. Försöksplanering har historiskt sett använts i liten utsträckning för att undersöka effekter inom järnvägar och dess system men har på senare tid visats vara användbar även i det området. En stor andel av problemen som sker på järnvägen sker i spårväxlar. Ofta är underhållet av spårväxlar dyrare än själva införskaffningen. För att minska problemen i utsatta spårväxlar, ibland kallat för problemväxlar, används olika system för att förlänga livslängden och minska behovet av underhåll. Ett sådant system är Ekoslides som ska underlätta växlingar genom att minska energianvändningen när en växling sker. Systemet lyfter växeltungan i en spårväxel för att minska friktionen vid rörelse. Exakt hur stor effekt Ekoslides har på spårväxlarna i Sverige är okänt och en optimering av Ekoslides kan leda till längre livslängder och mer möjlighet att planera in underhåll. Något som skulle resultera i färre fel. Examensarbetet ämnar därför till att använda försöksplanering i ett praktiskt experiment på spårväxlar för att dels utvärdera metodiken, dels för att utöka förståelsen över hur Ekoslides påverkar en spårväxel. Examensarbetet har bedrivits som ett sex sigma-projekt enligt problemlösningsmetoden DMAIC (Define, Measure, Analyse, Improve och Control) i samband med försöksplanering. Det utfördes två praktiska experiment på spårväxel 661 lokaliserad i närområdet av Boden centralstation. Under experimenten användes Ekoslides inställningar som försöksfaktorer medan energianvändning och omläggningstid i spårväxeln mättes som respons. På Ekoslides finns det hjul som lyfter växeltungan. Där varierades de inre hjulen mellan 0 och 1 millimeter och de yttre mellan 0 och 3 millimeter. På så sätt undersöktes effekten från Ekoslides i spårväxel 661 vid varierande inställningar. Resultaten från experimentet visade att Ekoslides signifikant påverkade energianvändningen när en spårväxel utför en växling. Ekoslides resulterade i små men signifikanta energibesparingar. Det konstaterades att bäst resultat uppnåddes när Ekoslides monterades i nya positioner samt hade inställningarna i högsta nivå, vilket innebär 3 millimeter för det yttre hjulet och 1 millimeter för det inre hjulet. Vidare var även försöksplanering en tidseffektiv och bra metod för att utföra experiment på spårväxlar. Trots utmaningar resulterade de två korta experimenteten i väldigt mycket kunskap. Baserat på utvärderingen av de utförda spårväxelexperimenten konstaterades det att pilotförsök, separata förberedelser och utförligare förstudier var av vikt när försöksplanering skulle användas för att utreda orsak och verkan i en spårväxel.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-86205 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Lindkvist, Mathias |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Institutionen för ekonomi, teknik, konst och samhälle |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0022 seconds