Figur 28 Lyftverktyget i öppet läge
5.4. Hur säkerställningen av lyftverktyget gått till
För att skapa ett säkert lyftredskap och förhindra arbetsskador är det mycket viktigt att före användning av lyftredskapet kontrollera att det är en godkänd och certifierad produkt samt att handhavandet är korrekt. Lyftredskapet ska vara CE-märkt innan det tas i bruk. Vid lyftverktygets tillverkning måste vissa föreskrifter utgivna av Svensk Standard beaktas. (SS-EN 13155+A2:2009. Lyftkranar - Säkerhet - Lösa lyftredskap. Stockholm: SVENSK STANDARD) CE-märkningen innebär att tillverkaren intygar att deras produkt uppfyller gällande hälso- och säkerhetskrav. För de flesta lyftredskap gäller kraven i AFS 2008:3. För att uppfylla de standarder och föreskrifter som är relevanta för produkten måste det säkerställas att lyftredskapet har en tillräckligt stark mekanisk hållfasthet. Vid framtagningen av underlaget gjordes en riskanalys, FEM-simulering samt analytiska beräkningar som bekräftade att lyftverktyget uppfyller alla krav i samband med tillåtna belastningar.
50 6. SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER
Huvudmålet med examensarbetet var att visa produktutvecklingsprocessen och komma fram till en lösning i form av ett underlag för tillverkning av ett lyftverktyg. I början var det svårt att samla relevant information eftersom det inte fanns exakt ett sådant lyftverktyg för RBP 900-pinjonger. Därför bygger studien på några andra liknande lyftverktyg som redan finns på marknaden och på transmissionsavdelningen.
Handledningsgruppen arbetade välstrukturerat och veckovisa möten och kontrollpunkter planerades in under projektet. På dessa möten hölls diskussioner, och gemensamma lösningar togs fram för många av de frågor som dök upp under projektet. I början av projektet konstaterades att verktyget i slutänden inte ska vara dyrt, vilket innebär att val av konstruktionsmaterial måste övervägas väl, såväl som produktionskostnader.
Slutsatser som kan dras av det här examensarbetet är att det är väldigt viktigt att man har tillräckligt med tid under projektets början för att kunna utveckla sina idéer. Det är dessutom viktigt med ett bra samarbete med kunder och sitt team, särskilt i konceptutvecklings- och modelleringsfasen.
I slutet av projektet, när alla insikter som erhölls under projektets gång summerades, kan vissa rekommendationer formuleras. I det fall verktyget fortsätter att utvecklas så att det också börjar användas för några andra typer av pinjonger kan dessa rekommendationer vara applicerbara och värdefulla.
Vid framtagandet av underlaget som presenteras i denna rapport har tillverkningskostnader inte räknats med. Därför är en rekommendation att granska kostnader innan någon prototyp tillverkas, på grund av eventuella ändringar i val av material.
En annan rekommendation är att prototypen bör tillverkas i nästa fas av produktutvecklingen, samt testas innan produkten tas i bruk. Detta vore också ett bra tillfälle att CE- märka produkten. På detta sätt skulle man enkelt kunna få en bild av vilka krafter och moment som tillkommer under användning av produkten. En annan fördel med framtagandet av en prototyp är möjligheten att kunna utföra test med operatörer för att få deras synpunkter innan lyftredskapet utvecklas vidare. Utifrån dessa resultat kan sedan en ny dimensionering göras om det behövs. En stark rekommendation efter tillverkning av prototypen är att undvika felaktigt handhavande och säkerställa alla lyftredskapets funktioner, samt att rätt handledning alltid finns närvarande vid lyftredskapet och arbetsplatsen. Det är också viktigt att operatören säkerställer att lyft området hålls fritt från hinder som kan stöta i pinjongen underifrån. Detta på grund av risken att pinjongen kan slås ur lyftverktyget.
Vidare kan flera andra rekommendationer nämnas om det finns ett intresse för lyftverktygets vidare utveckling. Det kan vara bra att utveckla krokens och gripklons dimensioner för att anpassa dessa till andra liknande familjer av pinjonger som exempelvis RBP 835 eller RBP 735. Ett alternativ till detta är att försöka hitta en lösning som möjliggör ett enkelt sätt att montera och demontera krok och gripklo som har olika diametrar, och på så sätt anpassa samma lyftredskap till flera olika familjer av pinjonger.
51
Verktygets längd blev 408 mm och skaftets höjd 1050 mm när det positioneras i en testmaskins fixtur. När de två måtten adderas når greppets höjd 1458 mm över marken, vilket överstiger det ergonomiska kravet på 1300 mm. Testmaskinens fixtur ligger nämligen så pass högt att inget lyftverktyg kan uppfylla det ergonomiska kravet. Detta grepp används dock inte så frekvent, operatören brukar jobba på det sättet i genomsnitt en gång under ett arbetspass. Därför är belastningen på operatören inte alls så stor. Efter insikten om att andra verktyg använda i denna position också skulle överstiga den tilltänkta gränsen och om det ovannämnda ergonomiska kravet följs strikt, är rekommendationen att en plattform bör monteras. På så sätt skulle höjden på vilken operatören jobbar ökas för att uppfylla kravet.
Alla resultat och underlag som erhölls i det här projektet lämnades till företaget för att användas till förbättringar eller för vidareutveckling av lyftredskapet.
52 7. KÄLLFÖRTECKNING
Karl T. Ulrich Steven D. Eppinger (2012). Produktutveckling. Konstruktion och design. (5 uppl.)New York: McGraw Hill.
David G. Ullman. (2010). The Mechanical design process (4 uppl.). New York: McGraw Hill. Tore Dahlberg. (2001). Teknisk hållfasthetslära. (3 uppl.) Lund: Studentlitteratur.
Nigel Cross. (2001). Engineering Design Methods. Strategies for Product Design (3 uppl.). Milton Keynes. The open University.
Henry W. Stoll. (1999). Product Design methods and practices. Evanston. Northwestern Univesity.
Stephen Pheasant. (1987). Ergonomics, Standards and Guidelines for Designers. British Standards Institute, London.
Hämtat 2019.02.01. Funktionsanalys. Bakgrund, syften och principer. u.d.
http://www3.kau.se/kurstorg/files/f/C10B9B5B164af1AF79wSu1BC8CB5/funktionsanalys.pdf Tryck- och dragkrafter för hela kroppen. Standard SS-EN 1005-3 + A1: 2008.
Hämtat 2016.02.07. http://www.lyssnapakunden.se/idegenerering/
Hämtat 2016.02.07. https://www.tibnor.se/vart-erbjudande/produkter/stångstål Hämtat 2019.03.25. http://www.ceqrme.se/ce-markning-av-lyftverktyg/
SS-EN 13155+A2:2009. Lyftkranar - Säkerhet - Lösa lyftredskap. Stockholm: SVENSK STANDARD
53 8. BILAGOR
I detta kapitel redovisas samtliga bilagor som hör till rapporten. Bilagorna börjar på nästa sida, och har separat sidnumrering från resten av rapporten.
I
Bilaga 1- Gantt-schema
II
Bilaga 2- Funktionsanalys
III
Bilaga 3- QFD
IV
Bilaga 4- Kravspecifikation
Kravspecifikation
Krav Mätvärde K/Ö
1. Lyftverktyg ska klara av att lyfta pinjonger upp till 40 kg, 20000 gånger. K
2. Lätthanterlig, lättåtkomligt när pinjonger ska greppas. Ja/Nej Ö
3. Lyftverktyget ska tillverkas av material av tillräckligt hög kvalitet så att byten av delar inte behöver ske oftare än absolut nödvändigt.
Ja/Nej
Ö
4. Lyftverktyget ska ha en design som förhindrar risken för klämning. Ja/Nej Ö
5. Lyftverktyget ska ha CE-märkning Ja/Nej K
6. Lyftverktyget ska kunna vridas 360 grader Ja/Nej K
7. Ska kunna greppa fast en pinjong på så sätt att inte glapp förekommer och att pinjongen inte kan lossna vid vridning
Ja/Nej K
8. Ska ha ergonomisk design för att förhindra arbetsskador Ja/Nej K
9. Verktyget ska vara slitagetåligt och vara väl lämpat för industrimiljö Ja/Nej Ö
10. Designen ska anpassas så att underhåll är möjlig Ja/Nej Ö
11. Verktyget ska vara stabilt och bekvämt i handen och verktyget ska inte ha några vassa kanter
Ja/Nej Ö
12. Handtaget ska vara runt och mjukt Ja/Nej Ö
V
Bilaga 5- Beräkningar
Nedan följer beräkningar av spänningen på svetsad fog. Använda standarder:
EN 1993-1-1 Standard
EN 1993-1-8 Standarad + Svets Material: konstruktionsstål S355 J2+N
F
w,Ed≤ F
w,RdFormel hämtad ur bilaga 12
F
w,Ed = Kraften på den svetsade fogenF
w,Rd = Tillåten kraft, se bilaga 12fu= Brottgräns, se bilaga 12
𝑓
𝑣𝑤𝑑=
𝑓𝑢 √3
𝛽𝑊 𝛾𝑚2
skjuvhållfastheten hos svetsad fog, se bilaga 12
β
w = Korrelationsfaktor, se bilaga 12γ
M2 = Säkerhetsfaktor, bilaga 12𝐴𝑤 = Svetsytan i form av en ring, se figur 57
𝐹𝑤𝑅𝑑 = 𝑓𝑣𝑤𝑑∗ 𝐴𝑤 Formel hämtad ur bilaga 12
𝐹𝑤𝐸𝑑 ≤ 𝑓𝑢 √3 𝛽𝑊 𝛾𝑚2 ∗ 𝐴𝑤 /𝐴𝑤 𝐹𝑤𝐸𝑑 𝐴𝑤 ≤ 𝑓𝑢 √3 𝛽𝑊 𝛾𝑚2 𝐴𝑤 = 𝜋 4 (𝐷 2− 𝑑2)
Figur 57 - Svetsytan i form av en ring
fu = 510 N/mm2 Hämtat ur bilaga 11
βw = 0,9 Hämtat ur bilaga 12
VI
Bilaga 6- Beräkningar, fortsättning
Fw,Ed = mpinjong * g ≈ 400 N
m = Projicerad massa g = Gravitationsacceleration
a = Tjocklek på svetsad fog, se figur 58
Figur 58 – Bild på svetsad fog och måttet a
𝐴𝑤 = 𝜋 4 (𝐷 2− 𝑑2) 𝐴𝑤 = 𝜋 4 (33 2− 252) 𝐴𝑤 = 364,42 𝑚𝑚2
VII
Bilaga 7- Beräkningar, fortsättning
𝐹𝑤𝐸𝑑
𝐴𝑤 ≤ 𝑓𝑢 √3 𝛽𝑊 𝛾𝑚2
Med insatta värden fås:
400 𝑁 364,42 𝑚𝑚2 ≤ 510 𝑁 𝑚𝑚2 √3 0,9 ∗ 2
F
w,Ed≤ F
w,RdMed insatta värden fås: 1,1 N/mm2 ≤ 163,58 N/mm2
Spänningen på den svetsade fogen är under den tillåtna spänningen.
Beräkning av spänningen i den böjda delen av kroken, enligt figur 59: Normalspänningen ( 𝜎 ) beräknades med formeln i figur 59.
𝜎 =N A + 𝑀∗𝑍 𝐼 Se bilaga 13 N = Normalkraft M = Moment I = Yttröghetsmoment A = Tvärsnittsarea
Figur 59 – Beräkning av normalspänningen i krokens markeradeböjda del
VIII
Bilaga 8- Beräkningar, fortsättning
Figur 60 – Tvärsnitt och tvärsnittsdata av kroken ur AutoCAD
Iz=I2
Tvärsnittets böjmotstånd enligt bilaga 13: 𝑊𝑏 = 𝐼𝑧 𝑍𝑚𝑎𝑥 = 1947,167 5 𝑊𝑏 = 389,433 mm3
Längsta avståndet från tvärsnittets kant till axel 2 ges av: 𝑍𝑚𝑎𝑥 =
10 2
𝑍𝑚𝑎𝑥 = 5 mm
Böjmomentet beräknades enligt formel i bilaga 13: 𝑀 = 𝑁 ∗ 𝑅
𝑀 = 400 ∗ 46 𝑀 = 18 400 𝑁/𝑚𝑚2
Spänningen beräknades enligt formel i bilaga 13: 𝜎 = N A + 𝑀 ∗ 𝑍 𝐼 = 400 241,668+ 18400 ∗ 5 1947,167 𝜎 = 1,655163 + 47,24843
IX
Bilaga 9- Beräkningar, fortsättning
𝜎 = 48,9032 N/mm2
𝜎 ≈ 49 𝑁
𝑚𝑚2
Arbetsspänningen måste vara mindre än eller lika med den maximalt tillåtna spänningen. 49 𝑁
𝑚𝑚2 ≤ 177,5
𝑁 𝑚𝑚2
Kravet är uppfyllt enligt uttrycket ovan, normalspänningen är mindre än den maximalt tillåtna spänningen.
X