Steg 7 Konstruera konceptet. IKOT D1 söndag den 29 mars 2009

Transkript

1 D1 Steg 7 Konstruera konceptet 0

2 7.1 Inledning Nu när valet av koncept är gjort är det dags att mera ingående designa och dimensionera dammtätningens olika delsystem. Genom att följa TVM:s metodik för funktionell modellering och hierarkisk strukturering i syfte att mera detaljerat utforma konceptet tillsammans med metodik för kostnadsuppskattning och val av tillverkningsprocesser enligt Process Selection: From Design to Manufacture ska konceptet nu på allvar ta form och börja tillverkas Funktionell modellering Efter att ha listat samtliga delsystem och analyserat deras respektive relevans för huvudfunktionens utförande, kvarstod de element som utgör hörnstenarna för konceptets funktion. D.v.s. det minsta antalet element som krävs för att beskriva produktens funktion. Resultatet i figur nedan. figur funktionell modell av koncept före komplexitetskorrigering Då det innebär fler tillverkningsprocesser och extra montering att använda separata korrosions- och skvalpskydd anser gruppen att integration av korrosionsskyddet i ring och bassäng liksom integration av skvalpskyddet i bassäng skulle innebära en komplexitetsminskning. Resultatet av integrationerna framgår i figur

3 figur funktionell modell av koncept efter komplexitetskorrigering (slutgiltig modell) Hierarkisk struktur Utifrån den ursprungliga funktionella modellen (figur 7.1.1) analyserades relationerna mellan delsystemen och relationens innebörd (d.v.s. funktionen som de kombinerade elementen utför) ringades in för att senare användas som undergrupper i den hierarkiska strukturen. Indelningen framgår i figur

4 figur gruppering av delsystem Då all analys för att kunna ta fram en tydlig hierarkisk struktur genomförts skapades den hierarkiska strukturen (enligt TVM exhibit 18.4 steg 3). I modellen medtogs även delsystem som ansågs för irrelevanta för den slutgiltiga funktionella modellen (därav användes figur för framtagningen då denna figur har korrosion- respektive skvalpskydd som separata element). Den hierarkiska strukturen återfinns i figur figur hierarkisk struktur över konceptets delsystem 3

5 7.1.3 Utvecklingsområde Intern tillverkning Då somliga komponenter kommer att ha en utformning som inte går att finna i leverantörernas utbud, måste de specialtillverkas inom företaget. Utav konceptets komponenter kommer följande att kräva en intern tillverkningsprocess: - Ring - Bassäng - Filter Extern tillverkning Övriga komponenter är lättare att standardisera och ska därmed enklare kunna anpassas efter externa tillverkares utbud. Komponenterna som kan erhålls från en extern leverantör är som följer: - Ledningar - Pump - Borstar (eventuellt måste fästen specialtillverkas inom företaget) Funktionsbeskrivning av moduler Nedan följer en utförlig beskrivning av respektive moduls funktion. Observera att bilderna som illustrerar element och funktion är principiella och att den slutgiltiga utformningen av varje komponent görs i detaljkonstruktionen av konceptet Ring 4

6 figur tvärsnitt av bassäng Ringen består av en flytande komponent sammanfogad med en tätande damask. Elementets funktion blir att avgränsa maskineriet fullständigt från krossrummet. Då komponenten är tillverkad internt existerar inga specifikationer utan noggranna tester och beräkningar måste göras. Testmetod: Flyttest Tidpunkt för test: Arbetsvecka 3-4, steg 7 (i samband med prototyp tillverkning) Bassäng Bassängen monteras på den nuvarande stödkragens infästning mot maskinhuset. Bassängens funktion är att uppehålla vattnet så att det hinner absorbera damm från krossrummet innan det leds ut i avloppet. Då komponenten är tillverkad internt existerar inga specifikationer utan noggranna tester och beräkningar måste göras. Testmetod: Korrosionsanalys (i samråd med expertpool) Tidpunkt för test: Under steg Inlopp & avlopp 5

7 Inloppen är placerade högt på bassängkanten och riktade i rotationsriktningen. Inloppens uppgift är att förse bassängen med rent vatten och sätta vattnet i rörelse längs med vattenbanan. Avloppen är placerade i bassängens botten och har som funktion att leda ut smutsigt vatten ur vattenbanan. figur toppvy av bassäng Bassängen har två inlopp och två avlopp. Ett avlopp och ett inlopp är placerade i par med avloppet föreskridande inloppet så att minimal ledningsdragning och maximal bassängrengöring erhålls. Inloppen är placerade högt på bassängväggen så att pumpens och filtrets vattenreglering fungerar. Då komponenten är tillverkad internt existerar inga specifikationer utan noggranna tester och beräkningar måste göras. Testmetod: Storlek- och korrosionsanalys (Uppskattning av vattenflöde ges utifrån pump; korrosionsanalys i samråd med expertpool) Tidpunkt för test: Arbetsvecka 2, steg 7 (i samband med skapande av virtuell modell) Ledningar Ledningarnas uppgift är att knyta samma pump, filter och bassäng. Då komponenten erhålls från leverantör existerar redan specifikationer över prestanda och endast enkla kalkyler behöver genomföras före installation. Testmetod: Flödes- och tryckanalys (Uppskattning av vattenflöde ges utifrån pump specifikation) Tidpunkt för test: Arbetsvecka 2, steg 7 (i samband med skapande av virtuell modell) 6

8 figur tvärsnitt av avlopp Figur visar ett tvärsnitt av ett avlopp sett från sidan. figur toppvy av inlopp 7

9 Figur visar en toppvy av ett inlopp. Inloppens utformning gör så det rena vattnet får ett riktat flöde i rotationsriktningen Pump & filter En pump cirkulerar vattnet genom en reningsmekanism. Pumpen köps av en leverantör och väljs efter kraven flöde, arbetstryck, livslängd, hur väl den klarar smutsigt vatten och om den kan gå torr. Filtreringen fungerar så att en stor behållare rymmer vatten, där dammet kan sjunka till botten, och inloppet till pumpen är i övre delen av behållaren så att den hela tiden pumpar rent vatten. Filtret och pumpen är placerade utanför själva krossen. Avloppet mynnar ut i filtrets botten och pumpen förses med vatten från filtrets övre del, och matar sedan bassängen genom ledningar. För att reglera vattennivån i bassängen används en pump som kan arbeta torrt tillsammans med en anpassad vattennivå i filtret. Filtertanken är utrustad med en tömningslucka för en enkel rengöring av lagrat sediment på tankbottnen. figur principskiss av filteranordning Då komponenten är tillverkad internt existerar inga specifikationer utan noggranna tester och beräkningar måste göras. Testmetod: Flödesberäkning (Uppskattning av hur stort vattenflöde som kommer krävas under drift) Tidpunkt för test: Arbetsvecka 2, steg 7 (i samband med skapande av virtuell modell) 8

10 Borst TVH tvärsnitt av bassäng T.H figur toppvy av bassäng och ring figur På bassängens innerkant sitter ett borstliknande element monterat. Elementet består av ett stort antal strån (gråa i figuren) som är tätt monterade. Stråna kommer förhindra att kondens (och ev. okontrollerat skvalp) tar sig förbi och in till maskinrummet. Vätskan droppar tillbaka ner i bassängen. Stråna är något längre än det största avståndet mellan ringen och bassängkanten. Detta tillsammans med det faktu m att ringen hela tiden roterar i ett lugnt tempo får stråna att lägga sig åt samma håll och spännas mot ringkanten. På så sätt blir det tätt hela vägen fram till kanten. Varje strå kommer fjädra. 9

11 Borstelementet monteras på bassängens innerkant innan stödkonan är på plats och kan sedan bytas ut i samband med byte av mantel. Då monteringen utförs utan att konan är på plats är den mycket enkel. Funktionen kräver inga ingrepp efter att konan monterats. Borstarna tillverkas externt och vi behöver räkna ut vilken typ och vilka dimensioner vi vill ha. Testning sker genom att vi provar om borsten klarar kondensation och skvätt Korrosionsskydd Bassängens material tillverkas mest troligt i någon slags metall, och då denna är i fullständig kontakt med vatten kommer en korrosion att ske. Själva korrosionsförloppet är däremot inte särskilt allvarligt då endast rent vatten används, utan några pådrivande ämnen. Expert på korrosion Matts Norell på Materialteknik-instutionen på Chalmers har rådsfrågat i denna frågan. Då konstruktionen inte utsätts för några stora krafter, utan bara uppehåller vatten kom Matts och gruppen fram till att en korrosion kan fortgå utan något problem för konstruktionen, enligt krav på livslängd och funktion. Detta betyder att vi inte skyddar bassängen med något slags korrosionsskydd utan helt enkelt låter korrosionen fortgå. Rostet som bildas och eventuellt låstnar, hamnar i vattencirkulationen och separeras i tanken. På så sätt påverkar rostet endast det estetiska utseendet. Det som däremot skall undvikas enligt följande resonemang är galvanisk korrosion. Då två olika metaller är i kontakt i vattnet kan en betydligt kraftigare korrosion ske vilket kan skapa problem. Men så länge som en enda metall används till bassängen är korrosion inget problem och åtgärdning utesluts Gränssnittsmatris Det som återstår för att en komplett beskrivning av konceptet ska erhållas är en överblick över hur de olika komponenterna interagerar med varandra. Detta görs med hjälp av en gränssnittsmatris och resultatet framgår nedan. Ring Bassäng Pump Filter Ledningar Avlopp Borst Korr.skydd Vatten Ring X Bassäng X Pump X Filter M X Ledningar M M X Avlopp M M M X 10 Borst M X

12 Korr.skydd M X Vatten M/K M/K M/K M/K M/K M/K K K X M = Mekanisk interaktion K = Kemisk interaktion Då samtliga element utom vattnet sitter monterade i närliggande element uppstår endast en mekanisk interaktion mellan elementen. Vattnet å andra sidan skapar vid samtliga interaktioner en kemisk kontakt (vilken inte alltid är gynnsam). På de ställen vatten interagerar mekaniskt med övriga element är det tänkt att vattnet utsätter komponenten för en kraft eller ett tryck. 11