Intralogistics, or material handling, traditionally use roller or chain conveyors to moveo bjects and goods in factories and warehouses. One negative aspect of the traditional types of conveyors is that they are expensive, as they are comprised of many moving parts. This thesis proposes a novel type of conveyor solution in which a transportation fixture with an integrated open thread slides on L-shaped profiles and is propelled forward by a screw. A potential obstacle to the usefulness of such a conveyor is that a screw has innately low efficiency due to the mechanics of screws compared to the principle of rolling that is employed in a roller or chain conveyor. This thesis investigates the functionality and efficiency of the proposed conveyor, or more particularly the core functionality, which is the screw and thread mechanism. A test rig was designed and built, in which experiments were carried out. In the experiments, the material, manufacturing technology, and helix angle of the screw and thread, and the speed were varied. The influence on torque, power demand, and efficiency among other parameters were measured and evaluated. Additionally, a method for automatic thread meshing is presented and testing of it was carried out, which showed reliability with and without positional feedback, which gives the conveyor more use cases. It was found that the efficiency of the screw and thread mechanism was higher for screws with a higher lead, steel screws with a diameter of 50 mm exhibited an efficiency of 31% ± 4.5 % with a lead of 32 mm but only 8.7% ± 1.6 % with a lead of 8 mm. 3D printed plastic screws had slightly lower but similar early life efficiency as steel screws, but seized or wore down when tested in an accelerated lifetime experiment. Because a high screw lead is favorable, and because of the size and geometry constraints of such a conveyor (discussed in the conclusion of the report), a direct drive motoris not suitable, and instead a motor and gearbox combination is recommended. The conveyor shows promise as an alternative solution to traditional conveyors in low load applications. / Intralogistik, eller materialhantering, använder traditionellt rull- eller kedjetransportörer för att flytta gods i fabriker och lager. En negativ aspekt med dessa traditionella transportörer är att de är dyra, då de består av ett stort antal rörliga delar. Detta examensarbete föreslår en ny typ av transportör i vilken en transportfixtur med en inbyggd kuggstång glider på L-formade profiler and drivs framåt av en skruv. Ett potentiellt hinder för denna typ av transportörs användbarhet är att en skruv naturligt har låg verkningsgrad på grund av skruvens mekanik i jämförelse med principen av rullning som används av rull- och kedjetransportörer. Detta examensarbete undersöker funktionaliteten och verkningsgraden av den föreslagna transportören, mer specifikt kärnfunktionaliten som är en skruv- och gängmekanism. En testrigg designades och byggdes, i vilken experiment utfördes. I experimenten varierades materialet och spiralvinkeln av skruven och gängan, samt hastigheten. Vridmomentet, effekten, verkningsgraden och andra parametrar mättes och utvärderades. Dessutom presenteras en metod för automatiskt gängingrepp som även testades, som visade sig vara tillförlitligt både med och utan positionsåterkoppling, vilket ger skruvtransportören fler användningsområden. Resultaten visade att verkningsgraden av skruv och gängmekanismen var högre för skruvar med högre spiralvinkel. Stålskruvar med en diameter på 50 mm visade på en verkningsgrad om 31% ± 4.5 % med en stigning på 32 mm men endast 8.7% ± 1.6 % med en stigning på 8 mm. 3D-Printade plastskruvar hade något lägre men liknande verkningsgrad som stålskruvar i början av sin livslängd, men skar fast eller nöttes ned när de testades i ett långtidsexperiment. Eftersom hög stigning på skruven är fördelaktigt och på grund av de geometriska begränsningar av en sådan transportör (diskuteras i slutsatsen av rapporten), är det inte lämpligt att driva skruven direkt från en elmotor, utan istället rekommenderas en motorväxellådekombination. Transportören verkar lovande som ett alternativ till traditionella transportörer i applikationer med låg last.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-297466 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Nilsson, Måns, Nordqvist, Mathias Nils Edvin |
| Publisher | KTH, Mekatronik |
| 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-ITM-EX ; 2021:387 |
Page generated in 0.0026 seconds