I kapitlet analys och diskussion behandlas analys av arbetets resultat, diskussion av metoden för arbetets genomförande samt diskussion av vad resultaten innebär.
6.1 Metoddiskussion
Då arbetet baserades på teorier med vetenskaplig bakgrund och ett problem delades upp i mindre delproblem så valdes arbetets synsätt att vara
positivistiskt, men även hermeneutik användes då tolkningar utfördes på insamlad information.
Detta arbete genomfördes med ett abduktiv angreppssätt. Induktivt angreppssätt för att ta fram en teori för det specifika fallet. Teorin testas sedan på ett deduktivt vis. Teorin hade kunnat genererats på ett annat sätt vilket kunde ha gett ett annat resultat.
Detta arbete utfördes med hjälp av en kvalitativ studie. Anledningen till att detta valdes var främst för att arbetets fokus låg på att generera koncept och inte tester av befintliga produkter. Anledningen till detta var att företaget inte hade någon produkt att utföra testerna på. Hade fler och mer produkter liknande konceptet funnits tillgängliga hade tester kunnat utföras och studiens forskningsmetod hade varit kvantitativ.
I arbetet samlades data in, då arbetets huvudsakligen varit
konceptgenerering. Vilket innebar att slutsatserna baserades på sekundärdata samt tertiärdata i form av patent och artiklar. För att uppnå en hög reliabilitet med avseende på den insamlade informationen i arbetet så användes källor som kritiskt granskats. Validitet uppnåddes på ett bra sätt då endast relevant information som samlats in användes som underlag.
6.2 Resultatdiskussion
Under resultatdiskussionen analyseras och diskuteras olika delar av
resultatet såsom generering av konceptet, konceptets konkurrenskraftighet i form av dimensionsförändringar och kostnader.
6.2.1 Konceptgenerering
Sekretessbelagt
6.2.2 Dimensionsförändringar
Då projektets syfte är att generera en konceptidé och inte att konstruera en färdig planetväxel så beräknades endast de parametrar som ansågs vara viktigast för att generera en modell i 3D cad. Följande komponenter som det ej utfördes beräkning/simulering på är: Ingående-/ utgående axel samt lager till dessa, planethjulsaxlar, planetbärare samt husdelar.
Vid generering av planetväxlarna i KISSsoft så togs först Planetväxel 1 fram som en referensväxel. Efter det så togs Planetväxel 2-3 fram där tjockleken varierades och till sist så genererades Planetväxel 4-5 där modulen
varierades. Det hade därför varit fördelaktigt att ta fram en optimal variant då både modul och kuggbredd är variabler och sedan jämföra den mot de redan framtagna planetväxlarna. Det kan dock vara svårt att bestämma vad en optimal planetväxel är, då det beror på vilka resultat gällande kostnad, vikt och volym som kunden prioriterar mest.
Ytterdimensionerna på lagren bestämdes av hur mycket material som behövs för att undvika sprickbildning samt brott hos planethjulen. Lagrens
innerdiameter var sedan den styrande faktorn för planethjulsaxlarnas
diameter. Planethjulsaxlarna är alltså inte beräknade ur hållfasthetssynpunkt då det gäller ett koncept och inte en prototyp eller en växel för produktion.
En begränsande faktor med fler planethjul är att gapen för planethjulen i planetbäraren blir fler vilket medför att planetbärarens ben ges mindre plats. Blir dessa ben för tunna riskerar planetbäraren att bli vek och gå sönder. Benen måste kunna överföra vridmoment mellan planethjulsaxeln och planetbärarens axel.
Vid återkoppling mot kvalitetshuset så sattes ett mål på en total
dimensionförminskning på minst 90% av Planetväxel 1. I figur 5.2.1 kan det utläsas att målet kan uppnås för både tjockleks- och modulvariation. Det framgår även att modulens övre gränsvärde ligger närmare målet och kommer därför inte behöva en lika god lastfördelning jämfört med variabel tjocklek för att uppnå målet.
Genom 3D-modellerna från Solidworks så framkom det att intervallen för totalvikten är i stort sett samma oavsett om kuggbredden eller modulen används som variabel för koncepten, vilket kan ses i figur 5.2.1. Det framgår tydligt att då de övre gränsvärdena på intervallen är likvärdig med
referensväxeln så finns det möjligheter för betydande viktminskningar till 80% av vikten för Planetväxel 1. Målet från kvalitetshuset var en
viktminskning till minst 90% av vikten för Planetväxel 1. Detta tillsammans med likheten hos intervallen för tjockleks- och modulvariation medför att val av parameter att variera inte är av betydelse i denna aspekt.
6.2.3 Kostnadsuppskattning
Gällande kostnadsuppskattningen så är samtliga maskintimkostnader, operatörskostnader och olika maskintider tagna från Sweparts egna
tillverkning av kugghjul. Utöver det så användes företagets prisuppgifter på materialkostnad samt kostnad för härdning per kilogram material. Dessa tider och tillverkningskostnader anses därav ha en hög validitet. Inga jämförelser gjordes mellan konceptet och den aktiva balanseringen i bilaga 1. Detta ansågs inte kunna uppnå en hög validitet då mycket av
komponenterna i den aktiva balanseringen var okända.
Då företaget tillverkar kugghjul så är alla tider och kostnader för
tillverkningen av kugghjul av hög validitet. Planetbärarens dimensioner är uppskattade så att de ska rymma kugghjul och konceptidéer. Därför kan inte dess kostnad ses som ett exakt värde för vad det skulle kosta att ta fram dessa planetbärare. Kostnaderna för de olika planetbärarna är dock jämförbara då de i stort sett består av skalade versioner av samma
planetbärare. Kostnader för komponentinköp till konceptet är uppskattade i samråd med företaget och inte lika noggrant satta som
Vid kostnadsuppskattningen användes ett övre gränsvärde som bestod av en planetväxel med sex planethjul, koniska kugghjul och lastfördelningsfaktor Kγ = 1,433. Lastfördelningsfaktorn är bestämd enligt tumregeln för vanliga planetväxlar, men lastfördelningsfaktorn kan eventuellt vara högre för en planetväxel med koniska kugghjul och ingen aktiv balansering jämfört med en traditionell planetväxel med raka kugghjul. Detta beror på att en liten axiell förflyttning av kugghjulen i en planetväxel med raka kugghjul inte påverkar lastfördelningen. Om ett kugghjul skulle förflyttas axiellt i en planetväxel med koniska kugghjul får det konsekvenser för lastfördelningen, vilket detta arbete är baserat på. En planetväxel med koniska kugghjul utan balansering kan då eventuellt hamna i positioner där lastfördelningen försämras ytterliggare. Detta antagande sänker validiteten för det övre gränsvärdet. De undre gränsvärdena kommer dock vara kvar på samma nivå då de representerar en ideal lastfördelning. Alltså kan de övre gränserna för intervallen i figur 5.2.1 stiga till en högre nivå, men detta kräver simulering för att säkerställas.
Vid kostnadsuppskattningen så framkom det att maskinbearbetningen för planetväxel 1 uppkom till 56,15 % av den totala kostnaden. När
kuggbredden varierades så blev maskinbearbetningskostnaden 56,57 % för planetväxel 2 och 45,37 % för planetväxel 3. När modulen varierades så blev maskinbearbetningskostnaden 66,96 % för planetväxel 4 och 57,5 % för planetväxel 5. Detta innebär att när kuggbredden varieras så går
maskinbearbetningskostnaden från en likvärdig nivå till en minskning av cirka 11 %. Jämfört med om modulen varieras så går
maskinbearbetningskostnaden från en likvärdig nivå till en ökning av cirka 11 %. Detta betyder att ur bearbetningssynpunkt så är det mest fördelaktigt att justera kuggbredden då detta har störst betydelse för bearbetningsarean.
Den totala kostnaden för konceptet hade som mål att minskas jämfört med Planetväxel 1 enligt kvalitetshuset. Detta beror på att de vinster som görs vid en minskad åtgång av material kommer vägas upp av de komponenter som tillförs i konceptet. Då modulen varierades så kommer den stora
bearbetningsarean tillsammans med komponentkostnaden göra att en
kostnadsminskning ej blir möjlig, se figur 5.2.1. Då tjockleken varieras finns det en möjlighet för reduceringar av kostnaderna om en tillräcklig minskning av bearbetningsarean kan uppnås.
6.2.4 Monteringsanvisningar
Sekretessbelagt