Suunnitteluohjeistuksen luonti leukamurskaintuoteperheen skaalautuvalle optiolle
Laitinen, Ossi (2022)
Laitinen, Ossi
2022
Konetekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Mechanical Engineering
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-09-30
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202209197155
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202209197155
Tiivistelmä
Erilaisiin käyttötarpeisiin ja -tilanteisiin mukautuminen eli skaalautuvuus on laajasti haluttu ominaisuus tuotteelle, palvelulle tai järjestelmälle. Skaalautuvuutta edellytetään myös tuotesarjoihin kuuluvilta tuotteilta, jotta tuotesarja on samanaikaisesti taloudellisesti kannattava ja täyttää asiakkaiden vaatimukset. Skaalautuvuudella saadaan vähennettyä tuotesarjan sisältämien kokojen määrää. Työssä luodaan ohjeistus uuden optiokoon suunnittelulle osaksi tuotesarjaa. Osa optiossa huomioitavista vaatimuksista ja tarvittavat koot periytyvät leukamurskaintuoteperheestä, jonka mallien osaksi aktiivisen asetuksen säädön -optiota tarjotaan.
Työn tutkimusongelma oli option skaalaaminen teknisesti toimivasti uusiin murskaintuoteperheen malleihin. Tutkimusongelma ratkaistiin konstruktiivista tutkimustapaa käyttäen. Tutkimusmenetelminä työssä käytettiin kirjallisuuskatsausta, simulointia, haastatteluja ja aikaisemman suunnittelutiedon tutkimista. Työn päätavoitteena oli suunnitteluohjeistuksen luominen työnantajayrityksen leukamurskainten optiolle. Toisena tavoitteena oli aikaisemman suunnittelutiedon kattava kerääminen ja option suunnitteluratkaisujen ymmärtäminen. Tutkimuksen aineistona käytettiin kirjallisuuskatsauksessa kirjallisuutta, patentteja ja standardeja ja aikaisemman tiedon tutkimisessa suunnittelutietokantoja ja dokumentteja.
Työn tuloksina saatiin kuusi osatulosta, joita käytettiin päätuloksen eli suunnitteluohjeistuksen lähtötietoina ja rakenteen suunnitteluun. Osatuloksia olivat tuotesarjan kehittämisen vaiheet, peruskehitelmän määrittely, option vaatimukset, koottu aiempi suunnittelutieto, skaalautuva apumalli ja patenttianalyysin tulokset. Työn päätulos on yleisohje option uuden koon suunnittelulle. Suunnitteluohjeistus perustuu tuotesarjan peruskehitelmän ominaisuuksien ja riippuvuussuhteiden skaalaamiseen uuteen kokoon. Ohjeistus ei käsittele option yksityiskohtaista suunnittelua, vaan opastaa option komponenttien mitoituksessa ja toiminnallisuuksissa huomioitavat asiat. Ohjeistus etenee komponenttien suositeltavassa mitoitusjärjestyksessä ja kertoo myös, miten option toimintaan negatiivisesti vaikuttavia hydraulisia ilmiöitä vältetään. Kriittistä ohjeistuksen onnistuneelle käytölle on suunnitteluprosessin seuraaminen ja lähtötietojen oikeellisuus.
Tehty tutkimus loi kuvan tuotesarjojen suunnittelun vaiheista, patenttien tutkimisen hyödyistä ja suunnittelutiedon uusiokäytöstä. Näiden aiheiden tuntemisen hyödyt on yleistettävissä laajemmin suunnittelussa ja tuotekehityksessä. Lisäksi työllä saatiin tietoa erilaisista hydraulisen kuormanpurun ratkaisuista ja kartoitettiin kilpailijoiden patentteja. Työ toimii hyvänä pohjana option uusien kokojen suunnittelulle. Ohjeistusta ja kerättyä aiempaa suunnittelutietoa hyödyntämällä option suunnittelu nopeutuu ja optiota voidaan edelleen kehittää.
Adaptability to different usage needs and situations, i.e. scalability, is a widely desired feature for a product, service or system. Scalability is also required for the products belonging to the product series, so that the product series is both economically viable and meets the customer's requirements. Scalability reduces the number of different sizes contained in the product series. At the work will create guidance for the design of a new option size as part of the product series. Some of the requirements to be taken into account in the option and the necessary sizes are inherited from the jaw crusher product family. The models of product family are those for which active setting control -option are offered.
The research problem of the thesis was to scale the option in technically functional way to new models of the crusher product family. The research problem was solved using a constructive research method. The research methods used in thesis were literature review, simulation, interviews and study of previous design information. The main goal of the work was to create design guidance for the employer company's option of jaw crushers. The second goal was comprehensive collection of previous design information and understanding of the design solutions of the option. Literature, patents and standards were used as material in the literature review, and the design databases and documents were used in the study of previous information.
As a result of the thesis, six sub-results were obtained, which were used as initial data in the main result, i.e. design guidance, and at the planning guidance´s structure. The sub-results were the stages of product series development, definition of the basic design, option requirements, compiled previous design information, scalable help model and results of patent analysis. The main result of the work is a general instruction for planning the new size of the option. The design guidance is based on scaling the features and dependencies of the series basic design to a new size. The instructions do not deal with the detailed design of the option but guide the issues to be considered in dimensioning and functionality of the option's components. The guidance proceeds in the recommended dimensioning order of the components and tell how to avoid hydraulic phenomena that negatively affect the function of the option. Critical to the successful use of the guidance is following the design process and the correctness of the initial data.
The conducted research created a picture of the stages of product series design, the benefits of patent research and the design by reuse. The benefits of knowing these topics can be generalized more widely in designing and product development. In addition, the work provided information on various solutions for hydraulic load reliefing and surveyed competitors' patents. Thesis serves as a good basis for designing the new sizes of the option. By utilizing the design guidance and the collected previous design information, the design of the option is accelerated, and the option can be further developed.
Työn tutkimusongelma oli option skaalaaminen teknisesti toimivasti uusiin murskaintuoteperheen malleihin. Tutkimusongelma ratkaistiin konstruktiivista tutkimustapaa käyttäen. Tutkimusmenetelminä työssä käytettiin kirjallisuuskatsausta, simulointia, haastatteluja ja aikaisemman suunnittelutiedon tutkimista. Työn päätavoitteena oli suunnitteluohjeistuksen luominen työnantajayrityksen leukamurskainten optiolle. Toisena tavoitteena oli aikaisemman suunnittelutiedon kattava kerääminen ja option suunnitteluratkaisujen ymmärtäminen. Tutkimuksen aineistona käytettiin kirjallisuuskatsauksessa kirjallisuutta, patentteja ja standardeja ja aikaisemman tiedon tutkimisessa suunnittelutietokantoja ja dokumentteja.
Työn tuloksina saatiin kuusi osatulosta, joita käytettiin päätuloksen eli suunnitteluohjeistuksen lähtötietoina ja rakenteen suunnitteluun. Osatuloksia olivat tuotesarjan kehittämisen vaiheet, peruskehitelmän määrittely, option vaatimukset, koottu aiempi suunnittelutieto, skaalautuva apumalli ja patenttianalyysin tulokset. Työn päätulos on yleisohje option uuden koon suunnittelulle. Suunnitteluohjeistus perustuu tuotesarjan peruskehitelmän ominaisuuksien ja riippuvuussuhteiden skaalaamiseen uuteen kokoon. Ohjeistus ei käsittele option yksityiskohtaista suunnittelua, vaan opastaa option komponenttien mitoituksessa ja toiminnallisuuksissa huomioitavat asiat. Ohjeistus etenee komponenttien suositeltavassa mitoitusjärjestyksessä ja kertoo myös, miten option toimintaan negatiivisesti vaikuttavia hydraulisia ilmiöitä vältetään. Kriittistä ohjeistuksen onnistuneelle käytölle on suunnitteluprosessin seuraaminen ja lähtötietojen oikeellisuus.
Tehty tutkimus loi kuvan tuotesarjojen suunnittelun vaiheista, patenttien tutkimisen hyödyistä ja suunnittelutiedon uusiokäytöstä. Näiden aiheiden tuntemisen hyödyt on yleistettävissä laajemmin suunnittelussa ja tuotekehityksessä. Lisäksi työllä saatiin tietoa erilaisista hydraulisen kuormanpurun ratkaisuista ja kartoitettiin kilpailijoiden patentteja. Työ toimii hyvänä pohjana option uusien kokojen suunnittelulle. Ohjeistusta ja kerättyä aiempaa suunnittelutietoa hyödyntämällä option suunnittelu nopeutuu ja optiota voidaan edelleen kehittää.
Adaptability to different usage needs and situations, i.e. scalability, is a widely desired feature for a product, service or system. Scalability is also required for the products belonging to the product series, so that the product series is both economically viable and meets the customer's requirements. Scalability reduces the number of different sizes contained in the product series. At the work will create guidance for the design of a new option size as part of the product series. Some of the requirements to be taken into account in the option and the necessary sizes are inherited from the jaw crusher product family. The models of product family are those for which active setting control -option are offered.
The research problem of the thesis was to scale the option in technically functional way to new models of the crusher product family. The research problem was solved using a constructive research method. The research methods used in thesis were literature review, simulation, interviews and study of previous design information. The main goal of the work was to create design guidance for the employer company's option of jaw crushers. The second goal was comprehensive collection of previous design information and understanding of the design solutions of the option. Literature, patents and standards were used as material in the literature review, and the design databases and documents were used in the study of previous information.
As a result of the thesis, six sub-results were obtained, which were used as initial data in the main result, i.e. design guidance, and at the planning guidance´s structure. The sub-results were the stages of product series development, definition of the basic design, option requirements, compiled previous design information, scalable help model and results of patent analysis. The main result of the work is a general instruction for planning the new size of the option. The design guidance is based on scaling the features and dependencies of the series basic design to a new size. The instructions do not deal with the detailed design of the option but guide the issues to be considered in dimensioning and functionality of the option's components. The guidance proceeds in the recommended dimensioning order of the components and tell how to avoid hydraulic phenomena that negatively affect the function of the option. Critical to the successful use of the guidance is following the design process and the correctness of the initial data.
The conducted research created a picture of the stages of product series design, the benefits of patent research and the design by reuse. The benefits of knowing these topics can be generalized more widely in designing and product development. In addition, the work provided information on various solutions for hydraulic load reliefing and surveyed competitors' patents. Thesis serves as a good basis for designing the new sizes of the option. By utilizing the design guidance and the collected previous design information, the design of the option is accelerated, and the option can be further developed.