Justeringar av befintliga komponenter

Axeln och låsskivan är komponenter som ingår i Mattias Maiers konstruktion, för att kunna använda dem i konstruktionsarbetet så har ett par små förändringar behövts göras.

Diametern mellan hålen i låsskivan har ökats från 390 mm till 420 mm (se figur 5-2) för att det var för trång mot flänsskivorna. Nu finns det mer plats för låsupphängningen. Ökningen av denna diameter medförde ingen förändring av tidvattenkompensatorns noggrannhet på 10 cm eftersom den faktorn endast påverkas av vinkeln mellan hålen (Castellucci, 2014). Däremot medförde förändringen en ökning av hela låsskivans diameter från 500 mm till

38

510 mm eftersom materialet mellan hålen och låsskivans ytterkant annars skulle vara väldigt tunn. 510 mm är den största diametern som går att ha med den valda höjden på axeln som är 265 mm och det är nu 10 mm till godo mellan låsskivan och botten på bojen.

Figur 5-2 Nya dimensionerna på låsskivan

Även hålen i hålskivan har dimensionerats om för att passa de lagren som ska sitta där. De har nu diametern 70 mm och den rekommenderade toleransen H7. Lagrens funktion är att minska friktionen mellan låskolven och dess bana. Detta är en kritisk komponent för hela låssystemet eftersom det är friktionen där emellan som avgör hur stor kraft låskolvarna behöver kunna tryckas och dras med.

Utanpå låsskivan svetsas ett specialdesignat täcklock fast och det är till för att hålla lagren på plats (se figur 5-3). Hålen är mindre än låsskivans hål men större än lagrens

innerdiameter. Anledningen till utformningen är att inte skapa kanter som låskolven kan fastna i när den trycks mot låsskivan och glider till hålet. Monteringen blir enklare också eftersom det bara är två delar att svetsa fast istället för 20 stycken små täcklock.

39

Figur 5-3 Specialdesignat täcklock för fastlåsning av lager.

Axeln som allting är monterat på har förlängts med 90 mm för att låsskivan ska få ett längre avstånd till lagerhuset. Orsaken till detta är att låsupphängningen behöver mer plats för att kunna monteras på bojen.

5.1.2 Låskolvsdrivning

För låskolvsdrivningen krävs inte en säkerhetsfaktor på två, med undantag för låskolven, eftersom krafterna inte kan överstiga motorns kraft.

40

5.1.2.1 Fjädermekanism

Figur 5-4 Fjädermekanismen i genomskärning

Fjädermekanismens grundläggande beståndsdelar från vänster är låskolv, fjäder och lock med drivfäste. Allt detta sitter i ett rör som benämns som fjäderhus. Fjäderhuset är placerat i ett större rör som det kan röra sig fritt i axialled i.

41

Låskolven har en diameter på 59,5 mm och längden från spetsen till klacken är 190 mm. Längst fram är låskolven fasad med en vinkel på 50 grader som gör att spetsen inte hakar i lagret (se figur 5-5), detta kommer minska slitaget av lagren.

Figur 5-6 Illustration av funktionen med låskolvens fasning i snittvy där låskolven glider mot täcklocket och på så sätt inte kan haka i bussningen med spetsen.

Längst bak är en klack som fungerar som ändstopp för låskolvens rörelse i fjäderhuset. Det är sedan denna klack som fjäderhuset har grepp om när låskolven dras ur.

Fjäderhus

42

Fjäderhuset kommer att bestå av ett ämnesrör med innerdiameter som ger plats för fjädern, som har en ytterdiameter på 70,00 ± 0,8 mm, samt godstjocklek för möjlighet att ha tre gängade hål för M4 i ändarna på röret. Rörets dimensioner kommer bero av de rör som köps in för tillverkning av dessa. Den största belastning som den kommer kunna utsättas för är en dragkraft på 4000 N. En FEM-analys gjordes för att se om det håller. I analysen användes innerdiametern 71,30 mm och ytterdiametern 88,90 mm vilket är ett standardrör från Uppsala Handelsstål AB som vi valt som exempel. (Uppsala Handelsstål AB, Stål- och metallkatalogen 2012)

Figur 5-8 FEM-analys av fjäderhuset.

FEM-analysen visade att fjäderhuset har en säkerhetsfaktor på ca 145.

På bakre änden ska ett lock skruvas fast och på det sitter en länkarm fastsvetsad i vilken en axel till kulskruvsmuttern skruvas fast. På den främre änden av röret skruvas en stoppbricka fast vilken låskolven löper genom. Även denna har ett spel mot låskolven för att ge den en så friktionsfri rörelse. Här kommer det behöva smörjas. Funktionen med denna är att tillsammans med klacken på låskolven skapa ett ändstopp för låskolvens rörelse i

43

fjäderhuset och tack vare detta kunna dra ur låskolven ur låsskivan med motorns fulla kraft utan påverkan av fjädern.

Figur 5-9 Ändstopp Figur 5-10 Lock med drivfäste

Glidhylsa

Figur 5-11 Glidhylsa med fäste för montage på låsupphängningen.

Fjäderhuset kommer att glida i en glidhylsa. Glidhylsan består också av ett rör men med en innerdiameter som ger lite glapp för fjäderhuset. På den främre änden svetsas en

monteringsplatta fast för att modulen enkelt ska kunna skruvas fast i låsupphängningen med hjälp av fyra M4-skruvar (M6S 4 8.8).

44

5.1.2.2 Upphängning av drivning Upphängning av motor

Figur 5-12 Motorupphängning.

Upphängningen av motorn består av 8 mm-plåtar i form av bottenplatta, basplatta och fyra snedslag som svetsas ihop. I basplåten finns hål för montering av motor och växel. Motorn och växeln skruvas fast med M6-skruvar(M6S 6 8.8). Mellan skruvhålen är också ett hål för drivaxeln. För montering på bojen finns fyra stycken frigående hål för M6-skruvar.

Upphängning av kulskruv

45

Kulskruvens upphängning tillverkas precis som motorupphängningen förutom att hålen för montage är annorlunda placerade. Även hålet i mitten är större så att kulskruvsfästet får plats.

För motorupphängningen och kulskruvsupphängningen gjordes en gemensam FEM-analys eftersom de tillsammans kommer ta upp kraften som motorn driver med. När fjädrarna komprimeras uppnås en kraft på 8000 N och eftersom motorn klarar detta så kommer motorn kunna dra i låskolven åt andra hållet med samma kraft om så hög friktion skulle uppnås. Till exempel vid pikkrafter i bojen och låsskivan belastar låskolven med denna kraft. På grund av detta måste drivningsupphängningen testas med kraft åt båda håll.

Figur 5-14 Drivningsupphängning med 8000 N belastning från motorn.

46

5.1.2.3 Länkarm

Länkarmen kommer sammankoppla kulskruvsmuttern och fjäderhuset. Dess konstruktion måste anpassas efter kulskruvsmutterns utseende. För att länkarmaren ska klara av den kraft de kommer utsättas för krävs en viss bredd på armarna. Det första konceptet för detta var att ha armarna i höjd med kulskruven men detta leder till att konstruktionen blir vek närmast kulskruvsmuttern (se figur 5-15).

Figur 5-15 Länkarmskonstruktion med länkarmarna i linje med kulskruvsmutterfästet.

För att konstruktionen ska vara stark hela vägen så behöver länkarmen vara lika bred hela vägen. För att detta ska vara möjligt måste kulskruvsmutterfärstet sitta under eller över länkarmen. Att konstruera på det sättet gav ett betydligt bättre resultat (se figur 5-16).

47

Figur 5-16 Länkarm med jämn bredd hela vägen.

Denna lösning är både lättare att tillverka och att montera. Tack vare utskärningen av hålet där kulskruvsmuttern ska sitta är det bara att föra på länkarmen och skruva fast den.

Konceptet som figur 5-15 visar hade konstruktionen behövts monteras på kulskruvsmuttern redan innan kulskruven monteras ihop. Figur 5-17 visar konceptet i normalt läge.

48

Figur 5-17 Länkarmen som sammankopplar fjädermekanismerna med kulskruven.