umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Utveckling av plogklaff till Ålös snöröjningsredskap
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Applied Physics and Electronics.
2017 (Swedish)Independent thesis Basic level (professional degree), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Development of add-on plow for Ålös snow clearing implement (English)
Abstract [sv]

Detta examensarbete har utförts åt Ålö, som är en tillverkare av frontlastare och redskap till dessa. Ett av deras redskap, vars syfte är snöröjning, är utrustat med hydrauliskt justerbara sidoklaffar som kan fällas bakåt och nyttjas som plogblad. De fyller dock inte denna uppgift tillfredsställande då snö tenderar falla tillbaka bakom dem. Det bildas även en triangulär spalt mellan klaffarna och underlaget vid plogning, detta lämnar kvar en sträng av snö, utöver det som faller ner bakom klaffarna.

Målet i detta projekt var att utveckla en plogklaff som löser tidigare nämnda problem genom att ersätta den högra sidoklaffen till skopan. Utvecklingen har initierats med en studie av rapporter, existerande plogar, kontakt med brukare och fastställande av de begränsningar som råder. Detta har sedan utgjort grunden för en rad koncept, av vilka de mest lovande sammanfogades till en prototyp. Kraftberäkningar utifrån det lastfall som uppstår vid plogning har sedan använts för att bl.a. dimensionera skruvförband och skapa randvillkoren för en finita element-analys. Finita element-analysen har sedan nyttjats för att göra en uppskattning av antalet cykler med momentan maximal belastning plogklaffen klarar innan utmattningsbrott sker.

Kraftberäkningarna visade att hydraulcylinderns tryckbegränsare öppnar redan innan maximal belastning uppnås. Finita element-analys och kraftberäkningar till skruvförband förutsätter likväl att maximal belastning kan erhållas momentant i syfte att ge konservativa resultat. Under denna förutsättning skiljer belastningen i skruvförbanden endast ca 7-10 % mellan finita element-analys och handberäkningar. Samtliga beräkningar är inom spannen för skruvförbandens hållfasthet. Utmattningsberäkningarna visade att antalet cykler plogklaffen klarar vid maximal belastning uppgår till ca 346 000. Detta avser områden av intresse och inkluderar således ej delar vilka redan utvärderats i originalklaffen. Svetsförband, som i regel är dimensionerande i situationer som dessa, har ej sett någon utmattningsmässig utvärdering utan kommer istället behandlas vid tester av prototypen.

Prototypen uppfyller de utsatta målen och tillverkningsunderlag i form av 3D-CAD modeller och 2D-ritningar (inklusive svetsritningar) har levererats. En fysisk prototyp är även beställd och kommer tillverkas av Vännäs Verkstads AB, planerat leveransdatum är 2017-06-08. Den kommer utvärderas under vintern 2017/2018.

Abstract [en]

This thesis work has been carried out for Ålö, a manufacturer of front loaders and implements for these. One of their implements, whose purpose is snow clearing, is equipped with hydraulically adjustable flaps that can be folded backwards and used as plows. However, they do not fill this task satisfactorily as snow tends to fall down behind them. A triangular gap between the flaps and the ground is also formed during plowing. This leaves a string of snow behind, aside from the snowmass already falling down behind the flaps.

The goal for this project was to develop a plow that solves the aforementioned problems by replacing the right side flap on the bucket. The development was initiated with a study of reports, existing plows, contact with users and determining existing constraints. This has since provided the basis for a series of concepts, of which the most promising ones were joined to a prototype. Force calculations based on the load scenario that occurs during plowing have been used to find appropriate fasteners and create boundary conditions for a finite element analysis. The finite element analysis has then been used to estimate the number of cycles with maximum load the plow can be subjected to before it succumbs to fatigue failure.

Force calculations showed that the pressure limiter for the hydraulic cylinder opens even before maximum load is reached. Despite this, finite element analysis and force calculations for fasteners were still based on the condition that maximum load is achieved momentarily to produce convervative results. Under this condition, the load on fasteners differs only ca 7-10 % between finite element analysis and calculations made by hand. All calculations are within the span for the fasteners proof strength. Fatigue calculations showed that the number of cycles the plow can handle with maximum load amounts to approximately 346 000. This refers to areas of interest and thus does not include parts already evaluated in the original flap. Welds, which usually dictate minimum strength in situations like these, have not seen any fatigue evaluations, but will instead be addressed while testing the prototype.

The prototype meets the set goals and production documentation in the form of 3D-CAD models and 2D drawings (including weldment drawings) have been delivered. A physical prototype is also ordered and will be manufactured by Vännäs Verkstads AB, scheduled delivery date is 2017-06-08. It will be evaluated during the winter of 2017/2018.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , 28 p.
Series
MA, 1701
Keyword [en]
ålö plow plough plowflap ploughing plowing implement snow bucket clearing mechanics of materials finite element analysis fea fem
Keyword [sv]
ålö plog plogklaff plogning redskap snöskopa skopa snöröjning snö hållfasthetslära finita element fea fem
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-136000OAI: oai:DiVA.org:umu-136000DiVA: diva2:1108062
External cooperation
Ålö
Subject / course
Maskinteknik
Educational program
Bachelor of Science Engineering in Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-06-14 Created: 2017-06-12 Last updated: 2017-06-14Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Utveckling av plogklaff till Ålös snöröjningsredskap(1037 kB)8 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1037 kBChecksum SHA-512
7b6156bca3a01d323b1f09faa57659e5f28d901a968582616b856b426a5f9a1335a163da904c46047419d5b2815d5ccf0daf363b825b42a024f73fc57255bebb
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 8 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 12 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf