Moottorimoduulin kiinnitystavan kehittäminen

Abstract

Työn toimeksiantajana on Metso Outotec Finland Oy Tampereella. Tutkimus sai alkunsa meneillään olevasta Stage V -projektista, jossa Lokotrack ST -mobiiliseulojen nykyiset moottorit päivitetään uuden työkonemoottoreita koskevan päästömääräyksen mukaisiksi. Projektin yhteydessä myös moottorin sisältävää moottorimoduulia on uudistettu huomattavasti. Muutoksien myötä, kiinnitystapa, jonka avulla aikaisempi moottorimoduuli on kiinnitetty mobiiliseulojen runkomoduuleihin, on jouduttu korvaamaan vaihtoehtoisella kiinnitystavalla. Kyseinen kiinnitystapa perustuu tavallisiin pulttiliitoksiin sekä erikseen tilattavaan ja valmistettavaan kiinnitysosaan. Tällainen erikseen tilattava kiinnitysosa ei ole ihanteellinen kiinnitysratkaisu kyseiseen käyttötarkoitukseen varsinkin, kun muut kiinnittämiseen tarvittavat komponentit saadaan hyllystä asennuspaikalla. Tutkimuksen aiheena oli tutkia erilaisia Stage V -moottorimoduulille sopivia kiinnitystapoja, tavoitteena löytää vaihtoehtoinen kiinnitysratkaisu, joka olisi toteutukseltaan edullisempi ja yksinkertaisempi, mikä nopeuttaisi samalla myös moottorimoduulin asennus- ja kiinnitysprosessia. Kuten edeltävä, myös Stage V -moottorimoduuli on käytössä kuudessa erilaisessa mobiiliseulassa, mikä asetti kehitettävälle kiinnitysratkaisulle huomattavia rajoituksia. Tämän lisäksi kehittäessä vaihtoehtoista kiinnitysratkaisua tuli myös huomioida kiinnitystavan riittävyys muun muassa kestävyyden ja kiinnitysvoiman näkökulmasta. Kehittäessä tällaista monitavoitteista kiinnitysratkaisua hyödynnettiin kehitystyössä pohjana aiheeseen liittyvää teoriaa. Teoria koostui tuotekehityksestä ja sitä tukevista menetelmistä sekä mobiiliseulojen kannalta tärkeästä modulaarisuudesta. Teoriaosuudessa perehdyttiin myös nykyisen sekä kehitettävän kiinnitysratkaisun kannalta olennaisiin valmistusmenetelmiin. Erilaisten kiinnitysratkaisujen soveltuvuutta kyseiseen käyttökohteeseen tutkittiin 3D-suunnitteluohjelman ja tutkimusaineiston avulla. Tutkimusaineisto luotiin hyödyntämällä Stage V -moottorimoduulin ja ST-mobiiliseulojen 3D-malleja ja kokoonpanoja. Työn avulla lukijalle pyritään havainnollistamaan, mitkä tekijät vaikuttivat kehitystyön tarpeellisuuteen sekä johdattivat sen tulokseen. Kehitystyön tuloksena toimeksiantajalle esitellään suunniteltu kiinnitysratkaisu, joka korvaa kokonaisuudessaan erilliseen kiinnitysosaan perustuvan kiinnitysratkaisun. Tutkimuksen ratkaisujen luotettavuutta ja pätevyyttä tuetaan kirjallisuusosuuden avulla sekä kehitystyön tuloksia arvioidaan muun muassa vertailemalla kiinnitysratkaisuja keskenään.

The employer of this study is Metso Outotec Finland Oy. The study originated from an ongoing project at Metso Outotec. During this ongoing Stage V project, the diesel engines in the Lokotrack ST mobile screens will be changed to meet the new requirements of the emission standards. The motor module that encases the engines has also experienced significant changes during this project. Due to the changes, the fastening method that was used to fasten the previous motor module onto the mobile screens was no longer suitable. Therefore, a new fastening method was developed for the new Stage V motor module. The new fastening method is executed with ordi-nary bolt connections and a part that must be ordered and manufactured solely for this purpose. A part that must be acquired separately is not an ideal fastener for this purpose especially when all the other components required for the fastening process can be found on the shelf near the assembly area. The theme of the thesis was to study different fastening methods that can be used to fasten the new motor module. The goal of the study was to find and develop an alternative fastening method that would be more economical and as simple as possible which would also have a positive effect on the installation and fastening process of the Stage V motor module. Both the previous and new motor modules are used in six different ST mobile screens which set major restrictions for the new fastening method to be developed. In addition, the strength and robust-ness of the fastening method had to be considered. Literature related to the topic was used to develop the multi-objective fastening method. The literature focused on topics such as product development, Design for Cost, Design for Assembly, and modularity, which were essential for the development of the new fastening method. The study was performed using computer-aided design software. The results are based on the literature and research material used in the software. The research material consists of 3D models and includes all six ST mobile screens and the new motor module. As a result of this work, the developed fastening method for the new motor module will be demonstrated for the employer. The literature review is used to support the decisions that were made during the development phase. The re-sults of this work are evaluated by comparing the fastening methods with each other.