4 Resultat
4.10 Analytiska beräkningar för materialval
Dimensionerna för detaljen, avlastningshandtaget fick en längd på 598,18 mm och en höjd på 207,49 mm. Den dimensionerande böjspänningen för detaljen, avlastningshandtaget beräknades och approximeras till 39,25 MPa. Den approximerande böjspänningen 39,25 MPa i jämförelse med en sträckgräns gav materialet plast. Plastens sträckgräns är på 45 MPa vilket leder till att den beräknade spänningen är lägre och att det går att använda materialet plast.
4.11 Slutliga konceptet
cylindrisk- och inre cylindrisk axel, en gripare och ett avlastningshandtag. Totala vikten för hela prototypen beräknades även till ca 2,7kg. Ritning på varje komponent och vikt presenteras i bilaga.
Figur 46: Det slutliga konceptet
Figur 47: Det slutliga konceptet
4.12 Prislista för det slutliga konceptet
En prislista kan ses i (tabell 11) med ungefärligt pris för vad varje komponent kan kosta. Summan av alla kostnader för komponenterna är inte ett inköpspris för matbutiken. Det ungefärliga totala priset för att frambringa prototypen beräknades till ca 310 kr. Se beräkningar i bilagorna.
Tabell 11: Ett approximativt pris för de olika materialen Komponenter Material Detaljens kostnad [kr] Antal kostnad/vikt DC-motor 77,15 [15] 1
Gängad axel Aluminium 2 [bilaga] 1
107,38 kr/kg [14]
Mutter 1,076 [14] 1
Yttercylindriska
axeln Aluminium 225 [bilaga] 1
107,38 kr/kg [14] Inrecylindriska
axeln Aluminium 5 [bilaga] 1
107,38 kr/kg [14] Griparen Plast (ABS) 0,0003 1 0,0003 kr/kg [16] Avlastningshandtag Plast (ABS) 0,0003 1 0,0003 kr/kg [16] Total kostnad 310,23
5 Diskussion
I diskussionskapitlet kommer följande att presenteras och diskuteras: produktutveckling, konceptutveckling – identifiering av kundbehov, koncept-sållning och poängsättning, konceptpoängsättning för de två valda koncepten, krav för koncept 8, analytiska beräkningar för koncept 8, verifiering av spänningar, FEM, analytiska beräkningar för vidareutveckling: koncept 8, det slutliga konceptet samt en summering av arbetet.
5.1 Produktutveckling
Genom att strukturera processen så har detta hjälpt med att uppfylla kriterier för efterfrågan hos kundbehovet vid ett konceptval när en produktutveckling
ökat inom teamet då det har gett ett gemensamt språk för alla, för att sen kunna delta i processen. Genom att fortsätta söka extern efter problemformuleringar som kan uppstå i varierande områden, miljöer och produkter samt reflektera över varje process har det skapat en utveckling och en förbättring för konceptet i framtiden. De faser som tillämpades i arbetet var fas 0, 1, 2 och 3. De resterande faserna tillämpades inte på grund av att prototypen inte alstrades i fysisk form. Då i fas 4 handlar om att testa och vidareutveckla en fysisk produkt och i fas 5 tillverka prototypen i fysisk form och som teamet tidigare har avgränsat.
5.2 Konceptutveckling – identifiering av kundbehov
Telefonintervjuer som genomfördes varade i 5–15 minuter med närstående. Självfallet kan fler problemformuleringar alstras om fler intervjuer genomförs och varar under en längre tid. De behov som alstrades blev tio. En av dessa tio problemformuleringar valdes utefter en skala 1–5 som genomförs i metoddelen. Skalan var anpassad efter arbetet som genomfördes och inte för en produkt som det beskrivs i teorin. Problemformuleringen som valdes blev ett behov av mer lättillgängligt för kunderna att nå varor i varubutiken. Och delproblemen för behovet som valdes, prioriterades utefter de som väckte högst intresse hos teamet. Detta på grund av att delproblemet skulle arbetas under en lång period.5.3 Koncept-sållning och poängsättning
Delproblemet som prioriterade blev höga hyllor i varubutiker. Detta val gjordes på grund av att det behovet väckte starkast intresse efter att teamet genererade lösningar för varje delproblem. Det alstrades tre huvudkoncept, mekaniska hyllor, ej mekaniska hyllor och liknande som “griptång” med lösningar för delproblemet, höga hyllor. För dem lösningarna utfördes det en konceptsållning och poängsättning med skala 1–5. I konceptsållningen så betygsattes urvalskriterier på de varierande lösningar med plustecken, minustecken samt nollor. Betydelse för nollans värde var neutral och detta var för att teamet inte var säkra eller hade tillräcklig med information allmänt. Efter konceptsållning så reducerades ett antal lösningar. För de lösningar som
inte reducerades utfördes det en konceptpoängsättning på och poängen som gavs baserades ifrån tidigare kunskaper.
5.4 Konceptpoängsättning för de två valda
koncepten
Vid detaljanalys på de två valda koncepten insåg teamet att koncept 3 bestod av många komponenter som i sin tur ledde till fler beräkningar. Detta blev att teamets poängsättning (tabell 6) var väldigt låga för koncept 3. Teamet ansåg att det inte är ett genomförbart koncept på grund av att komponenterna i konstruktionen behöver underhållas och det skulle kräva tid från arbetarna. Fler komponenter som kan utsättas för slitage medför detta även en kostnad för matbutiken, då det behövs underhållas och därför fick detta koncept bara 1 poäng för kriteriet kostnad. Koncept 3 skulle även vara dyrare i pris att alstra än de vanliga hyllorna som finns i matbutiker. Kostnaden för att alstra koncept 3 kanske kan försummas, när alla typer av kunder kan nå varorna. Till exempel, en kund som sitter i rullstol, väljer denna person då att inte handla vissa produkter för att de är placerade högt upp på hyllan?
De konceptet som gick vidare efter den andra poängsättningen blev koncept 8 och koncept 3 förkastades. Även om roterande hyllplan är en bra idé. Med roterande hyllplan leder det till att hyllorna kan bli ännu högre och att alla konsumenter kommer åt den önskade produkten. Men ett problem med detta är att för höga hyllor så kan det leda till sämre överblick på produkterna som är placerade på det översta hyllplanet. Detta är ett problem, men självfallet finns det lösningar till problemet. Ett exempel på lösning är att problemet kan lösas genom att skapa bilder på produkter som är placerade med dålig vy.
5.5 Krav för koncept 8
Teamet valde att dimensionera konceptet utefter en vikt på 0,5 kg då teamet ansåg att det var en rimlig vikt. Konceptet kunde naturligtvis beräknas på en högre vikt för att minska haverier och öka säkerheten för konstruktionen. Men
leda till att konceptet blir för tungt för kunden vid användning. Konceptet fick en maxlängd på 1 meter, detta var på grund av att konceptet skulle kunna uppfylla sitt syfte.
5.6 Analytiska beräkningar för koncept 8
Vid beräkning på den inre cylindriska axeln så skulle teamet hitta fysikaliska fenomen på konceptet för att sen kunna anta den dimensionerande spänningen. Antagande var att den dimensionerande spänningen som uppstår skulle vara på komponenten, inre cylindriska axeln. När beräkningen genomfördes var syftet att hitta ett rimligt material för inre cylindriska axeln. Detta gjordes på grund av att komponenten var den dimensionerande spänningen enligt teamet. Materialet för komponenten blev aluminium för att den beräknade böjspänningen hade lägre värde än materialets sträckgräns. Efter val av material och analytiska beräkningar som jämfördes med programmet FEM insåg teamet att den dimensionerande spänningen inte kommer att uppstå på komponenten, inre cylindriska axeln. Utan den dimensionerande spänningen, “kritiska punkten”, kommer att uppstå mellan komponenterna ytter-inre cylindriska axlarna. Men dessa analytiska beräkningar skulle vara för avancerade och tidskrävande att genomföra. Teamet valde därför att vidareutveckla koncept 8 med mål att eliminera spänningskoncentrationen som uppstår mellan de två komponenterna då inre cylindriska axeln är vid sin maximala förlängning. Resultatet blev att teamet la till en komponent för koncept 8 som skulle fungera som en avlastning och även skapa en komfort för användaren. Beräkningar skapades även för denna komponent, avlastningshandtaget, för att hitta ett rimligt material. Böjspänningen som beräknades för val av material för den nya komponenten var en approximation.
De två komponenterna, inre cylindriska axeln och yttre cylindriska axeln är inte solida vilket leder till att det krävs mindre material. Axlarna skulle även kunna dimensioneras om till andra mått för att få en lättare konstruktion. Materialvalet hade kunnat blivit annorlunda men teamet ansåg att aluminium var ett prisvärt material, då det har en låg densitet.
5.7 Verifiering av spänningar
De analytiska beräkningarna för koncept 8 verifierades. Böjspänningen som beräknades för konceptet verifierades med andra spänningar som beräknades. Detta gjordes på grund av att säkerställa och jämföra beräkningarna som utfördes. Men vid analytiska beräkningen så fick de varierande spänningarna samma värde vilket ledde till att spänningen som beräknades för böjspänningen kunde stämma.