Potkuriakselin tiivistimen kehittäminen
Tiihonen, Aleksi (2019)
2019
Konetekniikka
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
2019-01-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201812102834
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201812102834
Tiivistelmä
Potkurilaitteen potkuriakselin tiivistin rajoittaa meriveden kulkeutumista laitteen vaihteistoon sekä vaihteiston ja tiivistimen voiteluaineiden kulkeutumista meriveteen. Yhdysvaltojen vesialueilla pitää käyttää ympäristöystävällisiä voiteluaineita kaikissa vesi-öljy rajapinnoissa. Ympäristöystävällisten voiteluaineiden suuresta joukosta luotettavan voiteluaineen löytäminen sekä niiden korkeiden hintojen takia Steerprop Oy haluaa potkurilaitteisiinsa tiivistimen, jossa ei tarvitse käyttää ympäristöystävällistä voiteluainetta. Tämän työn tarkoituksena on kehittää yrityksen potkurilaitteisiin teknisesti ekologinen potkuriakselin tiivistin, joka on säädösten ja luokituslaitosten vaatimuksien mukainen ilman ympäristöystävällistä voiteluainetta.
Työ aloitettiin perehtymällä tiivistyksen periaatteisiin ja erityisesti dynaamisen tiivistyksen ongelmiin. Tämän lisäksi tutkittiin potkuriakselin tiivistimen vaatimuksia lainsäädännön ja luokituslaitosten vaatimusten avulla. Tiivistimen käyttöympäristö ja elinkaari otettiin myös kattavasti huomioon tutkimuksessa. Tiivistimen lisäksi tutkittiin ympäristöystävällisiä voiteluaineita, jotka olivat yksi syy tiivistimen kehittämisen aloittamiselle.
Tässä työssä sovellettiin Björk et al. (2014) kehittämää tuotekehitysprosessia. Työhön etsittiin tiivistimien ratkaisuideoita markkina- ja patenttitutkimuksen avulla. Markkinatutkimuksessa tutkittiin markkinoilla olevia valmiita tiivistinvalmistajien ratkaisuja ja analysoitiin näitä Airila et al. (1995) kehittämän tiivistysongelman määrittelyn avulla. Patenttitutkimuksessa potkuriakselin tiivistimeen liittyviä sekä muita vedessä toimivien laitteiden akselitiivistimien patentteja tutkittiin yli 500 kappaletta. Näistä patenteista vain neljä kappaletta päätyi tähän työhön. Nämä patentit analysoitiin ja arvioitiin TRIZ –menetelmän avulla.
Potkuriakselin tiivistimen kehittämisessä onnistuttiin hyvin. Kaikkia uudelle tiivistimelle asetettuja vaatimuksia ja toiveita ei pystytty tässä työssä täyttämään, mutta lopputulos on silti kiitettävä. Työn tuloksena valittiin yksi potkuriakselin tiivistin, josta voidaan tämän työn jälkeen käydä tiivistinvalmistajan kanssa tarkempia keskusteluja tiivistimen mahdollisesta muokkaamisesta Steerpropin potkurilaitteisiin sopivammaksi. Tämä tiivistin osoittautui erittäin edulliseksi ja suorituskykyiseksi kilpailijoihin nähden.
Työ aloitettiin perehtymällä tiivistyksen periaatteisiin ja erityisesti dynaamisen tiivistyksen ongelmiin. Tämän lisäksi tutkittiin potkuriakselin tiivistimen vaatimuksia lainsäädännön ja luokituslaitosten vaatimusten avulla. Tiivistimen käyttöympäristö ja elinkaari otettiin myös kattavasti huomioon tutkimuksessa. Tiivistimen lisäksi tutkittiin ympäristöystävällisiä voiteluaineita, jotka olivat yksi syy tiivistimen kehittämisen aloittamiselle.
Tässä työssä sovellettiin Björk et al. (2014) kehittämää tuotekehitysprosessia. Työhön etsittiin tiivistimien ratkaisuideoita markkina- ja patenttitutkimuksen avulla. Markkinatutkimuksessa tutkittiin markkinoilla olevia valmiita tiivistinvalmistajien ratkaisuja ja analysoitiin näitä Airila et al. (1995) kehittämän tiivistysongelman määrittelyn avulla. Patenttitutkimuksessa potkuriakselin tiivistimeen liittyviä sekä muita vedessä toimivien laitteiden akselitiivistimien patentteja tutkittiin yli 500 kappaletta. Näistä patenteista vain neljä kappaletta päätyi tähän työhön. Nämä patentit analysoitiin ja arvioitiin TRIZ –menetelmän avulla.
Potkuriakselin tiivistimen kehittämisessä onnistuttiin hyvin. Kaikkia uudelle tiivistimelle asetettuja vaatimuksia ja toiveita ei pystytty tässä työssä täyttämään, mutta lopputulos on silti kiitettävä. Työn tuloksena valittiin yksi potkuriakselin tiivistin, josta voidaan tämän työn jälkeen käydä tiivistinvalmistajan kanssa tarkempia keskusteluja tiivistimen mahdollisesta muokkaamisesta Steerpropin potkurilaitteisiin sopivammaksi. Tämä tiivistin osoittautui erittäin edulliseksi ja suorituskykyiseksi kilpailijoihin nähden.