Fixering av Cross-beam på Fixed Caliper 22”hh.diva-portal.org/smash/get/diva2:239689/FULLTEXT01.pdfHögskolan i Halmstad 5 Abstract This report deals with my thesis which was carried

Fixering av Cross-beam på Fixed Caliper 22”

Av: Johan Ohlsson Uppdragsgivare: Haldex Brake AB Högskolan i Halmstad 2009-01-15 Maskiningenjörsprogrammet Examensarbete 15 Hp Konstruktion och Design Handledare: Johan Wretborn Examinator: Aron Chibba

Högskolan i Halmstad

2


3

Förord Det här projektet utgör en obligatorisk del i utbildningen till Teknologie Kandidat i Maskinteknik med inriktning Konstruktion och Design vid Institutionen för Maskinteknik på Högskolan i Halmstad. Projektet pågick under tiden 2008-09-01 till 2009-01-15 och omfattar 15 högskolepoäng. Jag vill härmed tacka de personer som varit inblandade i projektet. Ett stort tack till: Johan Wretborn, Handledare Högskolan i Halmstad Joakim Gripemark, Handledare Haldex Brake AB Håkan P.O. Larsson, Kontaktperson Haldex Brake AB För all den hjälp som detta examensarbete krävt. Johan Ohlsson


4

Sammanfattning Denna rapport behandlar mitt examensarbete som genomfördes i samarbete med Haldex Brake AB. Haldex Brake AB håller på och utvecklare en ny generation broms åt lastbilar. Uppdraget bestod av tre delar. Att ta fram lösningsförslag som säkerhetsställer beläggjärnets placering i förhållande ett beläggjärn så kallad Cross-beam. Att säkerställa att bultar monteras med rätt åtdragningsmoment på 230Nm. Den sista tredjedelen av arbetet bestod i att presentera lösningar som helt eller delvis eliminerar oljud, när olika komponenter med spel, slår i delar i okhuset. I projektet har flera olika principkonstruktioner tagits fram och genom Freddy Olsson utvärderingsmallar har sedan en primärkonstruktion utarbetats fram. I dem andra två resterande projektdelarna belyses lösningarna väldigt generellt av den anledningen att det kräver specialkomponenter.


5

Abstract This report deals with my thesis which was carried out in cooperation with Haldex Brake AB. Haldex Brake AB is developing a new generation of brake for trucks. The mission consisted of three parts. To develop solutions that ensure position relative so-called Cross-beam. Plus to ensure that the bolts fitted with the correct torque at 230Nm. The last third of the work was to present the solutions that fully or partially eliminating the noise, when different components of the game, turning in parts of the Caliper. The project has several principle structures developed and implemented Freddy Olsson evaluation templates have been a primary design developed for the securing of the fixed Caliper. In those other two remaining projects, elements and solutions has been shown very generally for the reason that it requires special components.


6

Innehållsförteckning

Förord ................................................................................................................................................. 3

Sammanfattning............................................................................................................................. 4

1. Examensarbete på Haldex Brake AB ............................................................................ 9

1.1 Student ........................................................................................................................................... 9

1.2 Handledare, Högskolan i Halmstad ............................................................................................... 9

1.3 Uppdragsgivare ............................................................................................................................. 9

1.4 Examinator, Högskolan i Halmstad ............................................................................................... 9

2. Inledning ..................................................................................................................................... 10

2.1 Företagspresentation .................................................................................................................... 10

2.2 Projektbeskrivning ....................................................................................................................... 10

2.3 Problembeskrivning ..................................................................................................................... 10

2.4 Målformulering ........................................................................................................................... 10

2.5 Avgränsning ................................................................................................................................ 10

2.5.1 Fixering av Cross-beam. ....................................................................................................... 10

2.5.2 Bult ....................................................................................................................................... 11

2.5.3 Ljuddämpning och ljudelimination. ..................................................................................... 11

2.6 Nulägesanalys .............................................................................................................................. 11

3. Kravspecifikation ................................................................................................................... 13

4. Metod ............................................................................................................................................ 15

4.1 Tillvägagångssätt för Cross-beam. .............................................................................................. 15

4.1.1 Utförande. ............................................................................................................................. 15

4.1.2 Dokumentation. .................................................................................................................... 15

4.2 Tillvägagångssätt för Säkerställning av Bult. .............................................................................. 15

4.2.1Utförande ............................................................................................................................... 15


7

4.3 Tillvägagångssätt Ljuddämpning/ljudeliminering ....................................................................... 15

4.3 1 Utförande .............................................................................................................................. 15

5. Produktdefinition ................................................................................................................... 16

5.1 Fixering för Cross-beam .............................................................................................................. 16

5.2 Bult .............................................................................................................................................. 16

5.3 Ljuddämpning/ljudeliminering .................................................................................................... 16

6. Principkonstruktion .............................................................................................................. 17

6.1 Principkonstruktion 1-9 till Cross-beam ..................................................................................... 17

6.2 Principkonstruktion för säkerställning av Bult ............................................................................ 22

6.3 Principkonstruktion för Ljuddämpning/ljudeliminering ............................................................. 22

7. Kriterieuppställning Allmänt .......................................................................................... 24

7.1 Krav ............................................................................................................................................. 24

7.2 Önskemål ..................................................................................................................................... 24

7.3 Kriterieuppställning för Cross-beam fixering ............................................................................. 25

7. 4 Kriterieviktning för Cross-beam applikation .............................................................................. 26

7.4.1 Parvis jämförelsemetod för Cross-beam applikation ............................................................ 26

7.5 Kriterieuppställning för Bult ....................................................................................................... 27

7.6 Kriterieviktning för Bult .............................................................................................................. 28

7.6.1 Parvis jämförelsemetod ........................................................................................................ 28

7.7 Kriterieuppställning för Ljuddämpning/ljudeliminering ............................................................. 29

7.8 Kriterieviktning för Ljuddämpning/ljudeliminering ................................................................... 30

7.8.1 Parvis jämförelsemetod för Ljuddämpning/ljudeliminering ................................................ 30

8. Framtagning av produktförslag ..................................................................................... 31

8.1 Elektromagneter .......................................................................................................................... 31

8.2 Säkerställning av åtdragningsmoment med Bult. ........................................................................ 31

8.3 Säkerställning av åtdragningsmoment med Låsbricka ................................................................ 32

9. Utvärdering av Principkonstruktioner ....................................................................... 33


8

9.1 Utvärdering av Principkonstruktion 1-9 ...................................................................................... 33

9.2 Utvärdering av Bult ..................................................................................................................... 34

9.3 Utvärdering av Ljuddämpning/ljudeliminering ........................................................................... 35

10. Lösningsbedömning............................................................................................................ 36

10.1 Lösningsbedömning Cross-beam .............................................................................................. 36

10.2 Lösningsbedömning Bult .......................................................................................................... 37

10.3 Lösningsbedömning Ljudreducering/ljudelimination ............................................................... 38

11. Primärkonstruktion ........................................................................................................... 39

11.1 Tillverkning ............................................................................................................................... 39

11.2 2D-ritningar för tillverkning ...................................................................................................... 40

11.3 Val av material .......................................................................................................................... 40

12. Finita Element Analys ....................................................................................................... 41

13. Diskussion ................................................................................................................................ 43

14. Tack till ..................................................................................................................................... 44

15. Referenser ................................................................................................................................ 45

15.1 Personreferenser ........................................................................................................................ 45

15.2 Litteratur .................................................................................................................................... 45

15.3 Internetadresser ......................................................................................................................... 46

Bilagor Bilaga 1 Tidplan Bilaga 2 Beräkningar Bilaga 3 Karl Björk Bilaga 4 Produktblad Elektromagnet Bilaga 5 Produktblad Bult Bilaga 6 Produktblad Låsbricka Bilaga 7 Produktblad Domex Stål Bilaga 8 Kostnadsanalys Bilaga 9 Ritningar


9

1. Examensarbete på Haldex Brake AB

1.1 Student

Johan Ohlsson 820805-3937 Maskiningenjörsprogrammet. Konstruktion och Design.

1.2 Handledare, Högskolan i Halmstad

Johan Wretborn Universitetsadjunkt. Maskinteknik. Handledare på Högskolan i Halmstad. Sektionen för Ekonomi och Teknik (SET).

1.3 Uppdragsgivare

Haldex Brake AB Håkan P.O. Larsson Mechanical Engineer Handledare på Haldex Brake AB Joakim Gripemark Senior Engineer

1.4 Examinator, Högskolan i Halmstad

Aron Chibba Universitetsadjunkt. Kvalitetsteknik. Examinator på Högskolan i Halmstad. Sektionen för Ekonomi och Teknik (SET).


10

2. Inledning

2.1 Företagspresentation

Haldex Brake AB är en del av Haldexkoncernen, i Landskrona kommun Haldexkoncernen bildades 1985 genom sammanslagning av tre svenska underleverantörer till fordonsindustrin: Garphyttan med anor från 1920-talet, Haldex med anor från 1960-talet och Hesselman med anor från 1930-talet. Haldex tillhandahåller egenutvecklade och innovativa lösningar till den globala fordonsindustrin. Fokuseringen ligger på produkter som förbättrar säkerhet, miljö och köregenskaper. Omsättningen uppgår till nästan 9 miljarder kronor och antalet medarbetare till 6000 personer

2.2 Projektbeskrivning

Projektet består av tre delar. Att ta fram lösningar för och fixera beläggbygeln som kallas Hundbenet (Cross-beam) så att den ej kan röra sig efter montage samt under användning. Att få bort ljud som uppstår bland de olika elementen i Calipern. Samt säkerställa åtdragning av bultar så att dem ej kan lossna.

2.3 Problembeskrivning

När Cross-beam är monterat på Calipern, så har man på Haldex sett i tester att Calipern rör sig och lossnar när den utsätts i momentprov. Samt att bultarna kan lossna vid vibrationer om dem inte åtdragits med rätt moment. Vid ett beläggbyte ska det vara enkelt för användaren att genomföra bytet utan vidare komplikationer.

2.4 Målformulering

Målet med projektet är att ta fram lösningsförslag/konstruktionsförslag, som därmed kan ge Haldex nytänkande lösningar som kan bidra till fortsatt utveckling av Calipern Resultatet skall vara en fungerande matris som kan appliceras på Cross-beam, lösningsförslag till ljuddämpning samt säkerställa åtdragning av bultar när man gör byte och underhåll i auktoriserad verkstad. Material som skall använd måste klara av höga temperaturer som bromsarna generera eller bidra till ljuddämpning.

2.5 Avgränsning

2.5.1 Fixering av Cross-beam.

I och med att detta är en ny typ av form av broms med flytande bromsskivor så finns det väldigt få komponenter liknande denna på marknaden varvid det ej finns redan existerande produkter att tillgå på marknaden. En patentundersökning samt samtal med Haldex görs för eventuellt ej göra intrång på patent från andra företag varvid principkonstruktioner och primärkonstruktion kommer utformas därefter.


11

2.5.2 Bult

Koncentrationen kommer ligga på presentera enbart på förslag till lösningar för att säkerställa att bulten sitter fast vid önskat åtdragningsmoment med hjälp av nuvarande existerande komponenter som finns tillgå på marknaden samt en produktundersökning för utformningen av denna specialskruv hos företag som om möjligt kan tillverka denna specialskruv eller redan har liknande i sitt sortiment. Därigenom utesluter detta metoder på monteringsprocessen men tas upp i diskussionen huruvida ur ett ekonomiskt perspektiv är bra samt säkert.

2.5.3 Ljuddämpning och ljudelimination.

Materialvalet blir den avgränsande faktorn när marknadsundersökning genomförs för att hitta lämpliga material, maskinelement samt komponenter. Området på Calipern är väldigt begränsat att röra sig med varvid enbart presentation av förslag på lösningar kommer ges.

2.6 Nulägesanalys

I nuläget finns vissa problem med användningen av andragenerationens Caliper. Dessa problem kan i huvudsak härledas till utformning och utförande, av de delar och moment som är i behov av att åtgärdas. Ett av dem stora problemen med Calipern är att i prov och testriggar uppkommer höga ljudvärde från belägg som slår mot bromsskivorna samt oljud från fjädrar vid splines som man vill reducera eller eliminera bort i största möjliga mån, dels för och hindra utmattning samt stress på komponenter samt ligga inom dem lagkrav som råder. Calipern kan monteras i olika positioner beroende på vad kunden dikterat för och passa just deras ändamål. Beroende på vilken position Calipern får, kan missljud uppkomma,


12

Figur 1 Förklaring till vart och vad delarna är placerade och heter. Se figur 1. Förklaring Detta är de mest väsentliga delarna till 1 Bromsbelägg (4st) 2 M14x155 Bult, 12.9 3 Bromsskiva (2st) 4 Hylsa med splines 5 skivfjäder 6 Okbrygga (Finger) 7 Okhus 8 Cross-beam (Hundben eller beläggjärn) Caliper = Bromsok


13

3. Kravspecifikation ”Fixering av Cross-beam på Fixed Caliper 22” Beskrivning Haldex har sedan ett antal år tillbaka utvecklat en fixed caliper broms. Bromsen har under denna utvecklingsperiod funnits i ett antal olika storlekar och utseenden. Den senaste varianten är en 22,5” variant med belägg(2) som hänger i ett beläggjärn(4) som kläms fast, med hjälp av skruvar(1), mellan hus och fingersida. Den nuvarande varianten av beläggjärn har en tendens att förflytta sig i förhållande till Calipern(3).

Eftersom detta inte är önskvärt skall en del av arbetet bestå i att presentera lösningar som säkerhetsställer beläggjärnets placering i förhållande till oket. I denna delen är det också önskvärt att få fram lösningar som säkerhetställer att skruvarna dragits till rätt moment eller åtminstone hindras från att lossna.


14

Eftersom beläggen har definierade spel mot beläggjärn, vingar och skivor kan beläggen, när de slår i ovanstående delar, ge upphov till oljud. Den andra delen av arbetet består i att presentera lösningar som helt eller delvis eliminerar dessa oljud.

När de olika förslagen på lösningar är klara skall de poängsättas i en matris på sedvanliga grunder såsom kostnad, monteringsbarhet, robusthet och utseende etc.

Med utgångspunkt från matrisen väljs sedan en eller två kandidater ut för tillverkning och provning.

Sammanfattningsvis kan man dela upp arbetet i tre delar:

1. Fixering av beläggbygel (Cross-beam) relativt oket. 2. Ljudreducerande element vid beläggbygel. 3. Val av lösning(ar) m.h.a matris för prov.

Redovisning av examensarbetet sker både på Haldex och på högskolan i Halmstad i början av januari.


15

4. Metod Detta arbete är uppdelat i tre delar där alla delmomenten gås igenom var för sig.

4.1 Tillvägagångssätt för Cross-beam.

Alla förslag har först och främst gjort med Catia men även traditionell framtagning med hjälp av skisser. Skisserna har använts först och främst på vissa områden på godsets struktur för och belysa olika idéer. Vid genomförandet av principkonstruktionsarbetet användes kompendiet Principkonstruktion av Freddy Olsson.

4.1.1 Utförande.

Ritningar görs i Catia V5. FE analys i Catia. En prototyp bör byggas för att säkerställa funktioner, säkerhet och användning.

4.1.2 Dokumentation.

Hållfasthetsberäkningar i Mathematica. Sammanställning och detaljritningar.

4.2 Tillvägagångssätt för Säkerställning av Bult.

Säkerställning av åtdragningsmoment Alla 6 M14 (12.9) bultar skruvas fast med 230Nm/Bult. För och säkerställa att bultarna inte lossnar vid vibrationer. Genom att analyserat vad som finns att tillgå på marknaden så har en marknadsundersökning gjorts för och hitta ett lämpligt skruvsäkringssystem som passar och är lämplig för Calipern. Ett flertal företag har kontaktats och varit tillmötesgående och hjälpt till med sin expertis. I och med att detta inte är en vanlig standard bult så kräver detta en specialbult som klara av ändamålen och som står i kravspecifikation. Vid genomförandet av principkonstruktionsarbetet användes kompendiet Principkonstruktion av Freddy Olsson

4.2.1Utförande

Presentera olika Lösningsförslag utan några ritningar eller prototyper.

4.3 Tillvägagångssätt Ljuddämpning/ljudeliminering

På grund av begränsat utrymme på Calipern att arbeta på, har ett av målen varit att hitta passande komponenter. Detta för och ta fram lösningsförslag som bidrar med att reducera eller eliminera oljud. Vid genomförandet av principkonstruktionsarbetet användes kompendiet Principkonstruktion av Freddy Olsson.

4.3 1 Utförande

Presentera olika Lösningsförslag utan några ritningar eller prototyper.


16

5. Produktdefinition Genom en granskning av vilka standard komponenter som finns och tillgå och möjlig lämplig användning både tekniskt och ekonomiskt.

5.1 Fixering för Cross-beam

Genom samtal med Haldex så måste principkonstruktionen ändras så att eventuella patent intrång undviks därför att en konkurrent kan ha en typ av Cross-beam med rörliknande hållare fastsvetsad under byglarna som hålls på plats av bultar. Därigenom utformas lösningsförslagen utifrån denna avgränsning.

5.2 Bult

Marknadsundersökning av M14 155mm specialskruv med klass 12.9 resulterar i att ytterst få företag kan tillverka en skruv utifrån krav som ställts i kravspecifikationen gällande säkerställning av åtdragningsmoment. Kontakt med företaget Nedschroef Sverige, presenterade en variant av en knäckskruv som Nedschroef tillverkar åt Scania AB, se figur. Den typen av lösning används oftast i säkerhetsapplikationer (eller stöldbegärliga applikationer) där det inte skall gå att montera bort skruven när den väl är monterad (man drar helt sonika bort delen av skruven som innehåller ett grepp för verktyg). Exempelvis i figur 2 så har man dimensionerat att toppen ska gå av vid visst åtdragningsmoment vid montering.

Figur 2

Även andra komponentval har undersökt och gett begränsat resultat men uppfyller delar av kraven som ställt utifrån kravspecifikationen.

5.3 Ljuddämpning/ljudeliminering

Val av material och komponenter är otroligt begränsat för det området på Calipern där utformning eller applicering behövs. Den höga temperaturen i extremfall som bromsskivorna och belägg generar i olika fall begränsar utrymmet. Vid normal körning råder ca 90° till 120° under användning, vid högre belastningar 300°-500° och vid extremt fall 900°med då behövs vid extremfallet, underhåll och genomgång v Calipern på verkstad. Val av material som har ljudreducerande egenskaper, ljudabsorption, ytbehandling, och hög värmetålighet samt egenskaper med hållfasthet har undersökts och gett väldigt begränsat resultat.


17

6. Principkonstruktion Under principkonstruktionen undersöks vilka olika möjligheter som finns för Calipern enligt den kravspecifikation som är uppställd. Målet är här att hitta grova enkla lösningar och material som passar in med kravspecifikationen Haldex Brake AB tagit fram som skall slutligt leda fram till en primärkonstruktion åt att säkerställa Cross-beam (hundbenet) från att röra sig ur läge.

6.1 Principkonstruktion 1-9 till Cross-beam

Förslag 1

Figur 3 Stopbricka med 2 vikbleck, som täcker sidorna för och minimera att vikblecken sticker ut på höjden. Fördelen är att krafterna fördelas samt att spänningarna fördelas på vardera bleck. Detta för att ha en ha en högre säkerhetsfaktor gentemot att man har en, samt att det låser att Cross-beam, (hundbenet) kan röra sig ur läge. Stopbrickan fyller 2 funktioner. Tack vare bulten som Cross-beam vilar på så träds stopbrickan på efter första ingångshållet vid montering sen Cross-beam därefter en ny stopbricka och därefter får bulten kontakt med gängorna i godset struktur. Se figur 3.


18

Förslag 2

Figur 4 Stopbricka med enbart en stor vikbleck som täcker på höjden så att Cross-beam (hundbenet) ej kan röra sig på höjden och låser. Likadan funktion som ovanstående i förslag 1. Se figur 4. Förslag 3

Figur 5 Låsplattor. En tvådelad lösning med två låsplattor samt en låssprint som säkerställer att låsplattorna hålls på plats samt förhindrar att Cross-beam (hundbenet) kan röra sig genom att låsplattorna har grepp under bulten. Detta kräver dock att man måste bearbeta hundbenet så att man kan få i låsplattorna. Fördel, enkelt att montera samt demontering. Man dra ur sprintarna och funktionen på låsplattorna liknar en tång. Se figur 5.


19

Förslag 4

Figur 6 Låshylsa. Minimera materialåtgång samt enkel att montera. Så lite spel eftersträvas för hylsan och Cross-beam (hundbenet). Ytbeläggning är ett måste för att det ska vara enkelt och kunna byta hylsan samt slippa att hylsan rostar fast. Genom detta så kan man göra Cross-beam i en enda stansoperation eller annan dylik bearbetning. Hylsan kräver dock en bearbetning så dess vingar passar den vinkel som bockningsoperationen ger. Se figur 6. Förslag 5

Figur 7 Figur 8 Cross-beam med Vingar. En Cross-beam (hundbenet) har vingar som efter första bockningsoperationen så bockas vingarna med hål ner. Se figur 8. Detta kräver också att hålen i vingarna görs samtidigt under första stansoperationen. Fördelen är att man enbart behöver en enda part att jobba med. Se figur 8.


20

Förslag 6

Figur 9 Låshylsa Det som skiljer sig mellan förslag 6 mot 4 är att i förslag 6 är där stansat så att där är grepp underifrån också plus att man tillsätter en hylsa. Annars så fyller detta förslag samma funktion som förslag 4. Detta för och ha en högre säkerhetsfaktor utan att påverkas av åtdragningsmomentet och den kraft som Cross-beam behöver utan att deformeras. Se figur 9. Förslag 7

Figur 10 Låsplåt. Låsplåten ser ut som ett upp och nervänt omega och det monteras underifrån med ett verktyg, kanske till och med förhand eller med enkelt hjälpmedel. Funktionen för låsplåten bygger på att den fjädrar vingarna utåt och låser i hålen som Cross-beam (hundbenet) har. Hålen är stansade ut när man tillverka Cross-beam. Med bearbetning så skapas större kontaktyta som låsplåten vilar på och bulten kan träs på normalt. Plus att man undviker skarpa kanter Se figur 10.


21

Förslag 8

Figur 11 Låsvred Ett ur där man vrider så rör sig låspinnarna för och öppna och stänga. Man monterar på Cross-beam, sedan låsvredet där man trär i pinnarna i hålen. Vredet har en tapp i botten och hundbenet ett hål för urets tapp, detta förhindrar att vredet kan röra sig ur läge. Bultarna monteras fast. Man vrider vredet så att en låsfunktion med ett jack kommer i läge. Liknande en låsfunktion till ett kuggspel. För och öppna drar man på vredets lock som är fjäderbelastat som låser upp låset och sedan vrider man för och öppna. Se figur 11. Förslag 9

Figur 12 Låsvred. Funktion samma som i förslaget ovan, förslag 8 fast här låser pinnarna i godsets struktur istället. Se figur 12.


22

6.2 Principkonstruktion för säkerställning av Bult

Förslag 1

Figur 13 Knäckskruv. Se figur 13. Ovan i figur 13, en variant av lösningsförslag som kan vara lämplig. Viktigt att poängtera är att hålkälens diameter dimensioneras för rätt skjuvningsmoment som säkerställer M14 bultens rätta åtdragningsmoment. Den lilla bulten behöver icke vara så stor som figur 13 visar utan är betydligt mindre. Förslag 2

Figur 14 Låsbricka som förhindra de 6 bultarna att lossna. Vid beläggbyten och underhåll rekommenderas sen att man byter till nya låsbrickor vid återmontering. Se figur 14.

6.3 Principkonstruktion för Ljuddämpning/ljudeliminering

Denna del i examensarbetet är den som haft minst prioritering. Här kommer förslagen endast tas upp i största allmänt. Förslag 1 Ljudabsorberande färg som tål höga temperaturer SonaTherm som används inom byggbranschen. Färgen kan utöver ljudabsorbera, tåla hög temperatur. Ett engelskt företag som gör denna färg, är Oscar-Acoustics. Genom att hitta bra ytbeläggningar kan man om möjligt använda en färg utöver den som redan används. Egenskaperna som eftersträvas, uppfylls genom ljudabsorberande färg som tål hög värme. Om ytbeläggningsfärgen med dessa eftersträvade egenskaper appliceras på hela godset samt fingret så kan det möjligtvis resultera i att oljud som uppkommer, minskas med denna typ av färg. Den värme som alstras vid höga belastningar som vid inbromsningar vid


23

normal körning och extrem hög belastning då höga temperaturer uppkommer från bromsskivor och belägg. Så kan färgen vara en möjlighet att ta i test. Förslag 2 Dämpmaterial för höga temperaturer och ljudabsorption. Lydall Thermal Acoustical, Inc. tillhanda håller ett material med egenskaper att det absorberar upp oljud och används direkt på områden med extremt höga temperaturer. Idén här är, att fylla dem områden på Calipern som optimeras med detta material. Meningen är att detta material ska absorbera upp oljud, och fördelen med detta material är att det är anpassat för miljöer med höga temperaturer, 500 till 600 C. Om det är möjligt att kunna dämpa oljud sprids i godset struktur med visst antal decibel så kan detta möjligt vara något att med tester försöka konstatera, om det går eller ej. Förslag 3

Figur 15 Lågprofilig Elektromagnet. Se figur 15. Lågprofilig elektromagnet med minsta dimensioner som möjligt men med hög hållkraft för att hålla beläggen. monterad på godset bakom beläggets bygel för Cross-beam. Tanken är att när bromsen inte används under körning så går elektromagnet igång och håller beläggen och därmed hindrar beläggen att slå i bromskivorna. Vid inbromsning så släpps kontakten mellan elektromagneten och belägget. Genom kontakt med företaget CDVI har diskussion om utformning av denna lågprofiliga elektromagnet samt att magneterna måste anpassas med rätt sammansättningar för och klara av högtemperatur för att ej mista sina egenskaper. Bromsbeläggen som används för just denna Fixed Caliper, är gjort av segjärn med perlit-ferrit grundstruktur. Ferriten är mycket mjuk, Perliten är relativt hård Vart belägg väger cirka 2-2,4kg/st. Med ett enkelt magnetprov visades att beläggen har magnetiska egenskaper.


24

7. Kriterieuppställning Allmänt Nedanstående är de krav och önskemål som är framtagna med Joakim Gripemark på Haldex Brake AB

7.1 Krav

• Åtdragningsmoment på 230Nm på bultar. • Tåla hög värme, 300° till 500°, samt extremfall på 900°. • Inom avgränsat område. • Ej förändra nuvarande spel mellan belägg och gods. • Relativt billig och ta fram. • Enkel och hållbar design. • Hållfast material. • Fixering av beläggbygel (Cross-beam) relativt oket. • Genom direkt observation kunna avgöra att bultarna är åtdragna med rätt moment

7.2 Önskemål

• Presentera lösningar som säkerställer att skruvarna dragits till rätt moment eller åtminstone hindras från att lossna.

• Presentera lösningar som helt eller delvis eliminerar dessa oljud. • Presentera lösningar som säkerhetsställer beläggjärnets placering i förhållande till

oket. • Ljudreducerande element vid beläggbygel.


25

7.3 Kriterieuppställning för Cross-beam fixering

Tekniska Krav

Funktionskriterier • Ha en enkel design med få delar. • Förhindra att Hundbenet kan röra sig ur läge relativt Calipern. • Klara av en uppåtgående kraft på max 2000N. • Sitta fast med 230Nm/skruv.

Driftskriterier

• Klara av en utomhusmiljö. • Βör fordra ett minimalt underhåll. • Låg vikt • Enkel och byta vid underhåll.

Estetiska kriterier

• Ha en tilltalande design.

Allmänna konstruktionskriterier • Så lite justeringar som möjligt bör eftersträvas. • Ej lossna vid vibrationer som uppkommer under drift. • Klara av höga temperaturer. • Den bör vara enkel att montera.

Ekonomiska Krav Framställningsekonomiska kriterier

• Bör vara enkel att masstillverka i stora volymer. • Billig att tillverka.


26

7. 4 Kriterieviktning för Cross-beam applikation

Syftet med kriterieviktning är att vikta de bör-kriterier som vi har ställt upp mot varandra. Med de värden som man får fram med ”Parvis jämförelsemetoden” kan man sedan jämföra de olika förslagen på produktlösningar mot varandra.

7.4.1 Parvis jämförelsemetod för Cross-beam applikation

De önskemål som får högst värde under Viktfaktor är de som vi anser vara viktigast. Se tabell 7.1.

A. Enkel funktion, ej för komplex. B. Förhindra att Hundbenet kan röra sig ur läge relativt Calipern C. Klara av en uppåtgående kraft på max 2000N. D. Låg vikt. E. Βör fodra ett minimalt underhåll. F. Den bör vara enkel att montera. G. Enkel och byta vid just underhåll. H. Ha en tilltalande design. I. Billig att tillverka

Lösningsbedömning Cross-beam Tabell 7.1. Graderingen vid jämförelse mellan A och B. Om A är viktigare än B, sätt 2 poäng. Om A=B, sätt 1 poäng. Om B är viktigare än A, sätt 0 poäng. De viktigaste önskemålen är A, B, C och G

Kriterium

Önskem

ål

Korrektrionsfakt

or

Sum

ma P

oäng V

ikt faktor

A B C D E F G H I + A -0 1 1 2 2 2 1 2 1 1 13 0.16 B -1 1 1 1 1 1 2 1 3 10 0,12 C -2 2 2 2 1 2 2 5 14 0,17 D -5 0 1 0 2 0 7 5 0,06 E -5 0 0 2 0 9 6 0,07 F -6 1 2 0 11 8 0,11

G -4 2

1 13 12 0,15

H -14 0 15 1 0,01 I -5 17 12 0,15

Summa 81 1.00


27

7.5 Kriterieuppställning för Bult

Tekniska Krav Funktionskriterier

• Skall säkerställa ett åtdragningsmoment på 230Nm. • Övre delen skall gå av när önskat åtdragningsmoment uppfyllts.

Driftskriterier

• Klara av en utomhusmiljö. • Βör fodra ett minimalt underhåll. • Skall dras åt med 230Nm. • Enkel och byta vid just underhåll.

Estetiska kriterier


Allmänna konstruktionskriterier • Så lite justeringar som möjligt bör eftersträvas. • Ej lossna vid vibrationer som uppkommer under drift. • Klara av höga temperaturer. • M14 Bult med klass 12.9 • Den bör vara enkel att montera.

Ekonomiska Krav Framställningsekonomiska kriterier



28

7.6 Kriterieviktning för Bult


7.6.1 Parvis jämförelsemetod


A. Säkerställa ett åtdragningsmoment på 230Nm. B. Klara av önskat åtdragningsmoment utan att gå sönder. C. Dras åt med 230Nm. D. Bör fodra ett minimalt underhåll. E. Skall kunna tillverkas som en M14 Bult med klass 12.9. F. Bör vara enkel att montera. G. Ej lossna vid vibrationer som uppkommer under drift/användning. H. Ha en tilltalande design. I. Billig att tillverka.

Lösningsbedömning för Bult Tabell 7.2. Graderingen vid jämförelse mellan A och B. Om A är viktigare än B, sätt 2 poäng. Om A=B, sätt 1 poäng. Om B är viktigare än A, sätt 0 poäng. De viktigaste önskemålen är A, B, C och F

Kriterium

Korrektrionsfaktor

Sum

ma P

oäng

Vikt faktor

A B C D E F G H I + A -0 1 1 2 1 1 1 2 1 1 11 0.14 B -1 1 2 1 1 1 2 1 3 10 0.13 C -2 2 1 1 1 2 1 5 11 0.14 D -6 2 0 0 1 0 7 4 0.05 E -5 0 1 2 2 9 9 0,11 F -3 2 2 1 11 13 0.16 G -6 2 0 13 9 0.11 H -13 0 15 2 0.02 I -6 17 11 0.14 Summa 80 1.00


29

7.7 Kriterieuppställning för Ljuddämpning/ljudeliminering

Funktionskriterier • Ljudreducerande egenskaper. • Eliminera oljud till bestämda ljudnivåer. • Tåla hög värme. Från 150°C till ca 900°C

Driftskriterier

• Klara av en utomhusmiljö. • Βör fodra ett minimalt underhåll. • Enkel och byta vid just underhåll.

Estetiska kriterier


Allmänna konstruktionskriterier • Så lite justeringar som möjligt bör eftersträvas. • Ej lossna vid vibrationer som uppkommer under drift. • Klara av höga temperaturer.

Framställningskriterier

• Bör vara enkel att montera. Framställningsekonomiska kriterier



30

7.8 Kriterieviktning för Ljuddämpning/ljudeliminering


7.8.1 Parvis jämförelsemetod för Ljuddämpning/ljudeliminering


A. Ljudreducerande egenskaper B. Eliminera oljud C. Tåla hög värme D. Bör fodra ett minimalt underhåll. E. Inom avgränsad area. F. Den bör vara enkel att montera. G. Enkel och byta ut vid just underhåll. H. Tåla miljön. I. Relativt billig.

Lösningsbedömning Cross-beam tabell 7.3. Graderingen vid jämförelse mellan A och B. Om A är viktigare än B, sätt 2 poäng. Om A=B, sätt 1 poäng. Om B är viktigare än A, sätt 0 poäng. De viktigaste önskemålen är A, B, C, och F

Kriterium

Önskem

ål

Korrektrionsfaktor

Sum

ma P

oäng V

ikt faktor

A B C D E F G H I + A -0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 8 0,10 B -1 2 2 2 1 2 0 1 3 13 0,16 C -3 1 1 1 2 1 1 5 9 0,11 D -3 1 2 2 0 1 7 10 0,12 E -5 1 1 0 2 9 7 0,09 F -6 1 1 0 11 7 0,09 G -9 0 1 13 5 0,06 H -3 0 15 12 0,15 I -7 17 10 0,12 Summa 81 1,00


31

8. Framtagning av produktförslag Tänkbara lösningförslag för att säkra åtdragningsmoment på bult samt ljudreducering/ljudeliminering tas upp.

8.1 Elektromagneter

En elektromagnet går och formas efter behov och kan göras allt från runda till kvadratiska. Möjligheterna är stora när man med komplexa former använder elektromagneter på olika placeringar samt att elektromagneter har en stor hållkraft. Den är väldigt lämplig just för att lastbilar som idag använder ett elsystem på 24 volt. Hållkraften på elektromagneter med 24volt DC (likström) ligger på ca 36 till 30000N. För att hålla beläggen i låsta i läge är en tanke på en ny användnings område som möjligen kan reducera eventuellt eliminera bort oljud. Detta kräver dock att man har elektronik som styr elektromagnetens låsning av beläggen. Genom olika typer av elektromagnetprofiler har 2 tänkbara förslag i principkonstruktionen tagit fram som går och genomföra för elektromagnetens utformning. Med hänsyn av begränsat område på Calipern kräver det att det går och monteras så det passar med rätt spel mellan kontaktytor till beläggen. Samt att om man använder lågprofiliga elektromagneter på rad, går att appliceras utan att komma utanför avgränsat område så att det ej tar mot hjul eller redan placerings områden för belägg. För elektromagneters datablad se Bilaga Elektromagneter. Prisinformation saknas för dessa specialutformade elektromagneter. Vidare bakgrundstudie krävs.

8.2 Säkerställning av åtdragningsmoment med Bult.

För nuvarande finns olika typer av skruvar/bultar med olika hållfasthetsklasser och längder. En standardbult räcker inte för att säkerställa åtdragningsmomentet på 230Nm. Kontakt med Christer Dahlgren på Wulkan Bult-/Nitfabriken samt med Emmy Öhlund På Nedschroef Sverige har hjälpt mig med att fastställa vissa detaljer angående en knäckskruv. Dyr att framställa. Brytbulten behöver ett stort huvud med materialvolym Diametern som ska brytas av vid 230Nm behöver bestämmas exakt med tester. Styrkan i M14 bulten blir minst +/-6 %. Vilket betyder att spridningen i bulten blir större än +/-6 %. Efter flertal samtal meddela Wulkan Bult-/Nitfabrik att det är för tekniskt komplicerat att för just att tillverka denna typ av knäckbult. Emmy Öhlund framhävde att det går att tillverka med just den utrustning Nedschroef Sverige har men att det kommer i så fall ta tid att ta fram. En prototyp samt tid till tester som krävs för att stämma överens med kravspecifikation för just denna knäckbult/skruv.


32

8.3 Säkerställning av åtdragningsmoment med Låsbricka

Svenska företaget Nord-Lock® . ”Vi erbjuder ett unikt skruvsäkringssystem som ger maximal låsning av skruvförband utsatta för vibrationer och dynamiska belastningar. Med hjälp av våra kundanpassade vibrationstester och moment/kraft mätningar kan Era skruvförband lätt optimeras.”

Figur 16 Kontakt med Nord-Lock® AB togs och där har vissa frågor ventilerats angående låsbrickan samt om bultarna och dess funktion angående momentåtdragning. Se Bilaga för Nord-lock datablad. Åtskilliga produktblad har sedan granskats och gått igenom för och se om dessa låsbrickor kan anpassas eller direkt användas till Calipern. Främsta syftet är att kunna låsa bultar med låsbrickorna som ska kunna ta upp åtdragningsmomentet som klämkraften genererar utan att ta skada. För och applicera en eventuell låsbricka kan det kräva att vid bultens infästning måste göras om så att låsbrickan kan passa omgivningen. Tyvärr säkerställer det inte att bulten dragits med rätt åtdragningsmoment. Ca pris kr/100st 3295kr


33

9. Utvärdering av Principkonstruktioner

9.1 Utvärdering av Principkonstruktion 1-9

Utvärderingen är gjord med först en primärbedömning där hänsyn till kraven har tagits, och sedan en slutbedömning där hänsyn till önskemålen har tagits.

Direktgrupperingsmetod

Tekniska Krav. Se kriterieuppställning.

Grupperingsskala 3 Uppfyller säkert kraven 2 Uppfyller troligen kraven 1 Uppfyller knappast kraven 0 Uppfyller inte kraven

Ekonomi-/Resurskrav. Se kriterieuppställning.

Grupperingsskala 3 Uppfyller säkert kraven 2 Uppfyller troligen kraven 1 Uppfyller knappast kraven 0 Uppfyller inte kraven

Nr Förslag Beskrivning

TB EB Förs vidare

1 Förslag 1 stopbricka 3 2 2 Förslag 2 stopbricka 3 3 X 3 Förslag 3 låsplattor 3 2 X 4 Förslag 4 hylsa fixerar bult och Cross-beam 3 3 X 5 Förslag 5 Cross-beam med vingar, en part 3 3 X 6 Förslag 6 hylsa samt Cross-beam fixerar bulten 2 2 7 Förslag 7 omega låsplåt 3 3 X 8 Förslag 8 låsur, fixering av Crossbeam+bult 1 0 9 Förslag 9 låsur, fixering av Crossbeam+okhus 1 0

Tabell 9.1. Utvärdering Principkonstruktion 1-9 Vid första preliminära utvärderingen som gjordes på Haldex, så bestämdes att förslag 1 och 2 slåss ihop till förslag 2 samt 4 och 6 till 4. 5och 7 går vidare medan 8 och 9 slopas helt på grund av hög komplexitet samt troliga höga ekonomisk framtagningskostnader. Se tabell 9.1.

Lösningsbedömning Fixering av Cross-beam


34

9.2 Utvärdering av Bult



Tekniska Krav. Se kriterieuppställning

Grupperingsskala. 3 Uppfyller säkert kraven 2 Uppfyller troligen kraven 1 Uppfyller knappast kraven 0 Uppfyller inte kraven

Ekonomi-/Resurskrav. Se kriterieuppställning

Grupperingsskala. 3 Uppfyller säkert kraven 2 Uppfyller troligen kraven 1 Uppfyller knappast kraven 0 Uppfyller inte kravent

Nr Förslag

Beskrivning TB EB Förs

vidare

1 M14 klass 12.9 Knäckskruv 3 2 X 2 Nord-Lock 2 2 X

Tabell 9.2. Utvärdering av Bult Förslag ett ur denna utvärdering är det som troligast kan uppfylla de kriterier som ställts. Får dock lägre betyg ur ekonomiskt perspektiv. För att denna M14 bult med klass 12.9 och längden 155mm är en specialbult som ändamålet kräver. Detta medföljer att framtagningen är det som gör att det blir lägre betyg men går vidare ändå. Det andra förslaget upp fyller enbart delar av kriterierna som är uppställda tas med till vidare bedömning. Se tabell 9.2.

Lösningsbedömning Säkerställning av Bult


35

9.3 Utvärdering av Ljuddämpning/ljudeliminering



Tekniska Krav Se kriterieuppställning.


Ekonomi-/Resurskrav Se kriterieuppställning.


Nr Förslag Beskrivning

TB EB Förs vidare

1 Ljuddämpande Färg/ytbehandling 1 2 2 Ljuddämpande Material 1 1 3 Elektromagnet 1 2 2 X Tabell 9.3. Utvärdering Ljuddämpning/ljudeliminering Förslag 1 och 2 uppfyller ej kraven att de kan bidra till en ökad ljudreducering eller eventuell ljudeliminering. En eventuell dämpning av Calipern, så är ljuddämpande färg mindre lämplig. Ljuddämpande material som i så fall appliceras på utrymmen på Calipern är heller ej lämplig här. Dels att de ekonomiska kostnaderna troligtvis blir höga och med uppställda tekniska krav, troligen svårt at genomföra. Ur ett underhållsperspektiv kan just dessa 2 åtgärder ställa till med eventuella problem vid byten. Förslag 3 med Elektromagnet 1 kräver att man måste i så fall designa om beläggutformning framför beläggetsbygel för att en god kontaktyta med magnet skall råda. Detta för att kunna vara inom avgränsat område som gäller samt lämpligt fästområde på Finger och gods. Se tabell 9.3.

Lösningsbedömning Ljuddämpning/ljudeliminering


36

10. Lösningsbedömning

10.1 Lösningsbedömning Cross-beam

Parvis Jämförelsemetod.

Uppfyllelsebedömning.

Tabell 10.1. Resultat Förslag 2 och förslag 7 förs vidare och kommer att nu analyseras med beräkningar, utformning samt ta fram tillverkningsanpassat ritningsunderlag så att tester av matriser kan tas fram. Se tabell 10.1.

3 Uppfyller säkert kravet. 2 Uppfyller troligen kravet. 1 Uppfyller knappast kravet. 0 Uppfyller inte kravet

Tekn

isk S

vårigh

et

Fu

nktio

n

Mekan

ik

Vikt

Livslän

gd

/ R

ob

usth

et

Mo

nterin

gsb

arhe

Serviceb

arhet

Desig

n/u

tseend

e

Ko

stnad

(x2)

Kriterium + A B C D E F G H I T T/Tmax

Förs vidare

Förslag

Nr Beskrivning

K Summa poäng

0

Förslag maximal lösning

U

0.16 0,12 0,17 0,06 0,07 0,11 0,15 0,01 0,15 3.45 1.0

T

3 3 3 3 3 3 3 3 6

1

Förslag 2 U

0,48 0,24 0,51 0,18 0,14 0,22 0,3 0,03 0,9 3 0,87 X

T

3 2 3 3 2 2 2 3 6

2

Förslag 3 U

0 0,24 0,34 0,06 0,07 0,11 0,15 0,02 0 0,99 0,29

T

0 2 2 1 1 1 1 2 0

3

Förslag 4 U

0,48 0,36 0,51 0,18 0,21 0,33 0,3 0,02 0,6 2.99 0,86

T

3 3 3 3 3 3 2 2 4

4

Förslag 5 U

0,32 0,36 0,51 0,18 0,21 0,33 0,45 0,03 0,6 2.99 0,86

T

2 3 3 3 3 3 3 3 4

5

Förslag 7 U

0,48 0,36 0,51 0,18 0,21 0,33 0,3 0,03 0,6 3 0.86 X

T

3 3 3 3 3 2 2 3 2


37

10.2 Lösningsbedömning Bult



Tabell 10.2. Resultat Förslag 1 gällande knäckbult går vidare i denna lösningsbedömning. Ett förslag som uppfyller kriterierna och för vidare studie. Förslag 2 uppfyller inte helt och hållet de viktiga kriterier fast att en viss potential finns . Men ej i gällande monteringsprocess som krävs i detta fall. Se tabell 10.2.

3 Uppfyller säkert kravet. 2 Uppfyller troligen kravet. 1 Uppfyller knappast kravet. 0 Uppfyller inte kravet

Tekn

isk S

vårigh

et

Fu

nktio

n

Mekan

ik

Vikt

Livslän

gd

/ R

ob

usth

et

Mo

nterin

gsb

arhet

Serviceb

arhet

Desig

n/u

tseend

e

Ko

stnad

(x2)


Förs vidare

Förslag

Nr Beskrivning

K Summa poäng

0


U

0,14 0,13 0,14 0,05 0,11 0,16 0,11 0,02 0,14 3.42 1,0

T

3 3 3 3 3 3 3 3 6

1

Förslag 1 U

0,28 0,39 0,42 0,10 0,22,

0,48 0,33 0,04 0,56 2.82 0.82 X

T

2 3 3 2 2 3 3 2 4

2 Förslag 2 U

0,28 0,26 0,42 0,15 0,22 0,48 0,11 0,04 0,28 2.24 0.65

T

2 2 3 3 2 3 1 2 2


38

10.3 Lösningsbedömning Ljudreducering/ljudelimination



Tabell 10.3. Resultat Förslag 3 och förslag 4 går vidare. Vidare kontakt med CDVI för och bestämma magneternas dimensioner, vilka blandningar magneten behöver för att kunna tåla höga temperaturer för att ej det ska påverka magneternas egenskaper. Se tabell 10.3.

3 Uppfyller säkert kravet. 2 Uppfyller troligen kravet. 1 Uppfyller knappast kravet. 0 Uppfyller inte kravet.

Tekn

isk S

vårigh

et

Fu

nktio

n

Mekan

ik

Vikt

Livslän

gd

/ R

ob

usth

et

Mo

nterin

gsb

arhe

Serviceb

arhet

Desig

n/u

tseend

e

Ko

stnad

(x2)


Förs vidare

Förslag

Nr Beskrivning

K Summa poäng

0


U

0.10 0,16 0,11 0,12 0,09 0,09 0,06 0,15 0,12 3.36 1.0

T

3 3 3 3 3 3 3 3 6

1

Förslag 3 U

0,20 0,48 0,22 0,24 0,18 0,18 0,12 0,30 0,24 2.16 0.64 X

T

2 3 2 2 2 2 2 2 2


39

11. Primärkonstruktion Från principkonstruktion har arbetet gått vidare till en ny fas, primärkonstruktionen. I primärkonstruktionen skall beräkningar och kostnadsuppskattning tas fram för stopbricka och Omega låsplåten. Specifika detaljer som rör Cross-beam görs med exakta mått och kommer och återkopplas till kravspecifikationen samt genom ritningar. För konstruktionen gällande bulten. Applikation gällande ljudreducerande och ljudeliminering stannar på principkonstruktionens fas och kommer enbart tas upp i helhet med presentation av lösningsförslag. Detta på grund av att det kräver specialkomponenter varvid inga standardkomponenter finns att tillgå utan kräver tester och omformning av design och egenskaper. Produkt utkast för fixering av Cross-beam, Se figur 17 och 18.

Figur 17.

Figur 18.

11.1 Tillverkning

För att underlätta för Joakim Gripemark, Haldex Brake AB så har Förslag 2 och förslag 7 gjorts med handberäkningar och sedan kontrollerats med FE analyser för att se att kontrollera och dubbelkontrollera att med valt material, överrensstämmer påfrestningarna som uppkommer.


40

Slutsamtal med Joakim Gripemark bestämdes att förslag 7 skall tas i test. Därefter har grova dimensioner för stansdetaljer räknats på i en kostnadsuppskattnings kalkyl. För mer exakthet krävs efterjusteringar för kostnadsuppskattningen beroende vad det är för bearbetningsmaskin samt vilka dimensioner plåtdetaljerna har innan till exempel stansning. På så sätt kan priser och materialspill hållas ännu lägre. Med hänsyn till handberäkningar och datorstödda analyser samt datorstödda beräkningar valdes ett material att göra analys på, i detta fall stål som lämpligt material för just Förslag 7 Omega låsplåt. En generell approximation är handberäkningar och datorstödda beräkningar tar inte hänsyn till alla det parametrar en FE analys kan göra samt att FE analysen inte alltid tar hänsyn till verkligt förhållande som exempel hur Omega låsplåten kommer te sig gällande utmattning som exempel. Med en kombination av detta nämnda, så har verkligt förhållande försökt avspeglats att efterlikna verkligheten så nära möjligt.

11.2 2D-ritningar för tillverkning

Fullständiga 2D ritningar på Förslag 2 och förslag 7 och det är utifrån någon av dessa två som tester kommer att ske? Ritningar till Cross-beam har även gjorts för att enkelt för tillverkaren se var bearbetningar måste se beroende förslag 2 eller förslag 7 som kräver bearbetning på Cross-beam. Såväl 3D som 2D ritningar har uppförts med hjälp av Catia V5.

11.3 Val av material

Fram tills nu har inte något specifikt material nämnt men grova beräkningar har gjort på stål. Plåttjockleken för Omega låsplåt är beroende av vilket material som används för det kräver ett stål som fjädrar för att hålla låtplåten fast i bearbetade öppningar på Cross-beam. För montering krävs ett verktyg som först klämmer tillbaka vingarna i låtplåten för att man ska kunna få låsplåten i rätt läge och på plats. En för styv tjocklek kan göra detta omöjligt och likadant gäller det att ha rätt material. Peter Falk på SSAB Tunnplåt rekommenderar Domex 700 som ett lämpligt konstruktionsmaterial och är ett bra material för just detaljer som utsätts för vibrationer. Se bilaga Domex stål. Och bilaga: kostnadsuppskattning. Kostnad Omega låsplåt, cirka 1,49kr/st. Tänkbar lösning, för fixering av Cross-beam, Knäckbultar för montering som säkerställer åtdragningsmomentet på 230Nm. Se figur 19.

Figur 19


41

12. Finita Element Analys Med FE -modulen i Catia har jag gjort mina analyser på Omega låsplåten. Varefter kontrollerat mina beräkningar att det stämmer och därefter gjort eventuella ändringar på Omega låsplåtens utformning.

Figur 20. Med genomskärning ses spänningsfördelningen i omega låsplåten. I figur 20 har tillvägagångssättet varit på följande sätt. Omega låsplåten har placerats på en låst platta med hål. Plattan simulerar Cross-beam och dess materialegenskaper, stål. Detta för och underlätta hela analysen istället för och använda en Cross-beam. Likaledes har plattan samma tjocklek, 5mm som en verklig Cross-beam. I och med Omega låsplåten försöker röra sig i verkligt fall, har ett friktionsvillkor µ=15 lagts på ytan mellan plattan och kontaktytan på Omega plåtens vingar. Maxkraften på 2000N fördelat på 2 Omega låsplåtar ger således en nedåt riktad kraft på 1000N. Med handberäkningarna och med hjälp av Mathematica har sedan resultaten av FE-analysen dubbelkollats att det stämmer. Spänningen på den på Cross-beam är väldigt låga. Det som skiljer sig mellan plattan och Cross-beam är att den projicerade ytan som ses i figur 20 fördelas under vingarna, medan den verkliga projicerade ytan i detta fall är mindre.


42

Figur 21. Vy underifrån. Tryck och böjspänningar på ligger på ca 75,3 MPa efter simulering utförts. Tillåtna spänningar för detta stål gällande tryck- och böjspänning, är tillåten sträckgräns ca 700MPa och upp till 950MPa innan brott sker. Här klara Omega låsplåten med en marginal med över 600MPa. Detta ger en säkerhetsfaktor 9 mot brottgränsen. Figur 21 visar böjspänningarna från undersidan. Se bilaga Domex Stål.


43

13. Diskussion Av resultaten att döma finns det mer utvecklingsarbete att göra. Eftersom vissa problem uppstått med tillverkare gällande bulten som kräver åtskilliga exakta tester innan någon färdig prototyp kan visas upp. Utvecklingsarbetet för just bulten kan ta åtskilliga veckor, därmed presenteras lösningsförslag. Vore det en standardkomponent så hade en prototyp varit ett faktum. Ur ett ekonomiskt perspektiv finns det olika monteringsmetoder för bultar om man använt standard M14 klass12,9 bult. Den säkraste metoden är att vinkeldra bultarna såsom man gör vid exempel montering av topplock till bilar att man först drar till visst moment och sedan efterspänner genom att vinkeldra bultarna visst antal grader Samt direkta åtgärder hos användaren, är att genom dokumentation, godkänner att man gjort rätt samt, med makeringspenna målar/prickar bulten som ett godkännande att allt gjorts rätt. De kvarstående problemen blir tillförlitligheten av en säkerställning av åtdragningsmoment med bulten att bulten inte sträcker sig och brott uppkommer vid så nära sträckgräns. Samt man måste ta hänsyn till den mänskliga faktorn. Likaledes gäller för elektromagnet som också kräver åtskilliga tester och val av rätt blandningar för att en elektromagnet ska fungera på det sätt att det funkar i symbios med Calipern, så behövs här elektronik som skall styra elektromagnetens funktioner I och med att allt är en kostnadsfråga gäller det att hitta valmöjligheter som bidrar med att kriterierna uppfylls till rimlig kostnad samt att säkerheten är av enorm vikt för att applikationer ska samverka ihop och ge användaren trygghet. Gällande ljudreducering/ljudeliminering så finns det andra komponenter i Calipern som bidrar med oljud när slitage, utmattning uppkommer som beläggen är en liten del av när oljud uppkommer i testriggar. Med framtagna principkonstruktionerna och primärkonstruktion åt Haldex Brake AB hoppas jag att bidra med en större översyn på de lösningar som finns tillgängliga.


44

14. Tack till För att kunna genomföra detta projekt har hjälp av experter inom olika områden branscher tagits. Ett stort tack till samt alla som på något sätt hjälpt till. Här med tackar jag: Emmy Öhlund, Nedschroef Christer Dahlgren Wulkan Bult- & Nitfabriken Peter Falk, SSAB Tunnplåt Thomas Fredgren, CDVI, Håkan Pettersson, Högskolan i Halmstad, som hjälpte med FE analyser.


45

15. Referenser

15.1 Personreferenser

Håkan P.O. Larsson, Haldex Brake AB.

Joakim Gripemark, Haldex Brake AB, 0418 476275

Emmy Öhlund, Nedschroef, 031-93 98 94 Teknisk support, applikationsingenjör Christer Dahlgren Wulkan Bult- & Nitfabriken, Teknisk Säljare Peter Falk, SSAB Tunnplåt, 0243 70000 Kundservice/support Thomas Fredgren, CDVI, 031-760 19 30 Teknik Säljare

15.2 Litteratur

Ritteknik, Bo Lundkvist, Almqvist & Wiksell, Sjätte upplagan, 1992 Formler och Tabeller för mekanisk konstruktion, Karl Björk, Karl Björks förlag Hb, femte upplagan, 2003 Principkonstruktion, Freddy Olsson, Institutionen för Maskinkonstruktion, Lund tekniska högskola, 1995 Primärkonstruktion, Freddy Olsson, Institutionen för Maskinkonstruktion, Lund Tekniska Högskola, 1995 Maskinelement, Karl-Olof Olsson, Liber AB, Första upplagan, 2006 Hållfasthetslära, Grundläggande Hållfasthetslära, Hans Lundh, 2000, Kungliga Tekniska Högskolan Konceptkonstruktion, Val av material och tillverkningsmetoder, Ingvar Rask, Staffan Sunnesjö, IVF, 1998 Bultens Teknikhandbok, Magnus Carlunger, 1999


46

15.3 Internetadresser

http://www.google.com/patents internetbaserad Patentdatabas med 7 miljoner patent. 2008-12-18 Marknadsundersökning http://www.cdvi.se/ Elektromagneter 2008-12-18 Avsnitt lågprofiliga elektromagneter www.nedschroef.se Tillverkare Bultar 2008-12-18 Teknisk information, special bultar http://www.hyab.se/ Elektromagneter 2008-12-18 Produktkatalog samt tekniska datablad http://www.magnetoolinc.com/electromagnets_lowprofile.htm Elektromagneter 2008-12-18 Tekniska datablad http://www.fasteners.se/ Leverantör av maskinelement 2008-12-18 Produktsortiment, bultar, skruvar http://www.oscar-acoustics.co.uk/sonatherm.html Ljuddämpande Färg 2008-12-18 Produktblad http://www.pulsteknik.se/ Elektromagneter Produktblad, Tekniska datablad elektromagnter http://www.lydallautomotive.com/ Ljuddämpande material 2008-12-18 Produktblad ljuddämpning SSAB tunnplåt, Borlänge http://www.ssabtunnplat.com/default.aspx?id=30 2008-12-18 Leverantör av stålprodukter. Produktblad, Tekniska datablad http://www.nord-lock.com/default.asp?url=1.17.37 Tillverkare av Låsbrickor 2008-12-18 Produktblad, Tekniska datablad, låsbrickor kataloger


47

http://www.exx.se/techinfo/docs/bultens_teknikhandbok.pdf Bultar 2008-12-18 Pdf handbok bultar, Tekniska datablad ELFA katalogen, 2006

Documents

Fixering av Cross-beam på Fixed Caliper 22”hh.diva-portal.org/smash/get/diva2:239689/FULLTEXT01.pdfHögskolan i Halmstad 5 Abstract This report deals with my thesis which was carried