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 kabelfordon: Framtagning av konceptstudie för kabelfordon
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 a cable vehicle : Development of a conceptual study for a cable vehicle (English)
Abstract [sv]

Inom detta projekt finns det två delar där denna rapport omfattar konstruktionen och den andra delen som rapporteras i en annan rapport, tar upp hydrauliken som ska styra redskapet och mata in och ut kabel.

 

Detta projekt innebär framtagning av ett redskap för montering av kabeltrummor av varierande storlek. Syftet är att utifrån kravspecifikationen ta fram en konceptstudie för ett specialtillverkat redskap som ska monteras baktill på befintlig trepunktslyft på en JCB Fastrac 4220. Målet har varit att ta fram ett redskap med god användarvänlighet för operatörerna samt att den ska uppfylla alla krav som ställs.

 

Det kommer uppstå dynamiska laster på redskapet, något som kan ge upphov till utmattning. Detta har motverkats genom att med hjälp av FEM analyserat spänningarna i konstruktionen och placera förstärkningar i form av stag, alternativt ett antal olika balkprofiler, för att minska spänningskoncentrationer. Den slutgiltiga designen har sedan simulerats för de olika driftsfallen(DF). De enklare beräkningarna så som skjuvspänningar i tappar har skett manuellt, mycket på grund av att det är en snabbare metod jämfört med FEM, när det är flera olika storlekar på tapparna.

 

Resultaten visar på att spänningarna i redskapshållaren vid DF1 och DF2 ligger nära sträckgränsen, något som vid dynamisk last kan vara ett problem. Vid de andra fallen är spänningarna mycket lägre och närmar sig utmattningsgränsen för grundmaterialet. I svetsarna som har sämre utmattningsegenskaper går det inte dra slutsatsen att det är oändlig livslängd. Sidostöden har vid DF1-DF5 alla spänningar under utmattningsgränsen för grundmaterialet. När det kommer till svetsarna så har de sämre utmattningsegenskaper något som kan ge upphov till sprickbildning i det långa loppet. Tapparna visade sig enligt beräkningarna ha en maximal spänning på 446 MPa. Med stålet 42CrMo4 som valt på grund av sin höga utmattningsgräns så har tappen oändlig livslängd.

 

Arbetet har resulterat i ett tillverkningsförslag på ett redskap för montering av kabeltrummor enligt befintlig kravspecifikation. Innan leverans till kunden behövs det fler analyser för täcka in alla tänkbara scenarion och att verifiera att allt passar in mot fordonet.

Abstract [en]

Within this project there is two parts; this thesis focuses on the construction of the attachment and the other part reported in another thesis focuses on the hydraulic components which is supposed to control the attachment and also feed the cable in and out.

 

This project involves the construction of an attachment for mounting cable drums of varying sizes. The purpose is to develop a conceptual study for a custom made attachment that will be mounted on the back of the existing three point hitch on a JCB Fastrac 4220. The aim has been to provide an attachment that is of good user friendliness for operators and meets all the demands for operation.

 

There will be dynamic loads on the gear, which will cause fatigue of the attachments structure. This has been counteracted by analyzing the stresses in the structure using FE analysis and placing reinforcements in the form of gussets or another beam profile to reduce stress concentrations. The final design has then been simulated for the different operating cases selected (DF). The simpler calculations such as shear stresses in the pins have been done manually, because it is a faster method compared to FEM, especially when there are several different sizes on the pins.

 

The results show that the tension in the main support at DF1 and DF2 is close to the yield limit, which can be a problem at dynamic load. In the other cases, the stresses are much lower and approach the fatigue limit of the base material. In the welds that have poor fatigue properties, it cannot be concluded that there is endless life. When anlyzing the side support, the DF1-DF5 operating modes show stresses below the fatigue limit of the base material. When it comes to the welds, they have inferior fatigue properties which can cause cracking in the long run. The manual calculations resulted in a maximum von Mises stress of 446 MPa in the pin. With the steel 42CrMo4 chosen instead of the more common S355J2, the fatigue limit is well above the maximum von Mises stress of 446 MPa.

 

The work resulted in a proposal for a attachment used for mounting cable drums according to the existing requirements. Before delivery to the customer it needs some more work to analyze all the imaginable scenarios and also verify that everything matches to the vehicle.

Place, publisher, year, edition, pages
2017.
Series
MA, 1710
National Category
Applied Mechanics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-137256OAI: oai:DiVA.org:umu-137256DiVA: diva2:1117205
External cooperation
Knightec AB
Educational program
Bachelor of Science Engineering in Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-08-07 Created: 2017-06-28 Last updated: 2017-08-07Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

By organisation
Department of Applied Physics and Electronics
Applied Mechanics

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

Total: 1 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