| الوصف: |
Raitiovaunujen ja linja-autojen vaatimukset lähestyvät koko ajan automaailman standardisoitua toimintakenttää. Tämän seurauksena monet asiakkaat ovat alkaneet vaatimaan tietyn hitsausnormin mukaisia ovia. Koska tämän toteuttaminen on alihankintana kallista, etsittiin vaihtoehtoista ratkaisua, jonka kulurakenne olisi kohtuullinen. Tutkimustyöni tarkoituksena oli tutkia ruuviliitoksia sekä selvittää, miten ne saataisiin toteutettua käytännössä. Työn tilanneella yrityksellä on ollut 10 vuoden ajan aikeena toteuttaa ruuvikasatut ovet ainakin jossain mittakaavassa. Tutkimuskysymykset olivat, kuinka hitsattu ovilehti saataisiin korvattua tarpeeksi kestävällä ruuvikasatulla ovilehdellä, sekä miten ovilehden valmistusarvo muuttuisi edullisemmaksi. Aineistona käytin vanhoja oviprofiileja ja -kokoonpanoja, lukuisia standardeja sekä insinööritoimistolta tilattua laskentaraporttia. Tutkimusmenetelminä olivat kirjallisuustutkimus, toimintatutkimus, simulointi ja mallinnus sekä kokeellinen tutkimus. Keskeisimpiä tavoitteita olivat hyvän alumiiniprofiilin suunnittelu ja ruuviliitoksen mitoittaminen. Mitoitin ruuviliitokset ruuvien ominaisuuksien ja Eurokoodin 9, Alumiinirakenteiden suunnittelu, perusteella. Ruuviliitosten mitoitusehdot täyttyivät ja tuloksena syntyi ruuvikasattu ovi, joka on visuaalisesti lähes samannäköinen kuin hitsattu versio. Ovi koostuu alumiiniprofiileista, jotka suunniteltiin diplomityötä tehdessä. Erilaisia profiileja simuloimalla näin, millaiset muodot vahvistivat rakenteita eniten, pitäen rakenteen mahdollisimman kevyenä. Simuloinnin jälkeen uusi ovimalli tarvitsi uutta profiilia ja sen suunnittelussa hyödynnettiin simuloinnin tuloksia. Tuotannon läpimenoaika nopeutui, tuotantokustannukset laskivat sekä suunnittelutyö väheni. Näiden asioiden seurauksena ruuvikasattujen ovilehtien valmistusarvo on jopa 46 %:a edullisempi kuin vanhalla toteutuksella tehdyissä ovilehdissä. Kokonaiselle ovijärjestelmälle toteutettiin ulkoisessa testilaboratoriossa värähtelytestaus standardin IEC 61373:2010 mukaisesti. Testi meni hyväksytysti läpi, joten ovi kestää myös liikenteessä syntyvää pidempikestoista tärinää. Ruuvikasattua ovea voidaan valmistaa sarjatuotantona kuten hitsattuakin ovea. The requirements of trams and buses are getting closer to the standardized automotive field. As a result, many customers have started to require doors that are manufactured according to the welding standard. Because this is expensive to fulfill as a subcontracting, an alternative and cheaper solution was sought. The intend of my research work was to examine screw joints and find out how to implement them on practice. For 10 years, it has been a vision of the company that ordered this work that screw jointed doors would be in production in some scale. Research questions were how to replace welded door leaves with strong enough screw jointed door leaves and how the manufacturing cost of the door leaf would become cheaper. The material I used was old door profiles and assemblies, many standards and calculation re-port of an engineer office. Research methods were literary research, activity analysis, simulation and modelling and experimental research. The most important goals were designing of a good aluminium profile and dimensioning of a screw joint. I dimensioned the screw joints based on Eurocode 9, Design of aluminium structures and the properties of the screws. The dimensioning terms of the screw joints were fulfilled and as a result the screw jointed door was visually almost the same as welded one. The door consists of aluminium profiles that were designed during this master’s thesis. From the simulation of different profiles, I saw what shapes strengthen the structure the most, also keeping the structure as light as possible. After the simulation, a new door model needed a new door profile, and the results of the simulation were exploited in design phase. The lead time of the production was faster, production costs were cut, and the design work was reduced. As a result, the manufacturing costs of a screw jointed door leaf is up to 46 % cheaper than with the old implementation. Vibration tests were made in external test laboratory for the door system in accordance with IEC 61373:2010. The test was passed, so the door withstands the long-lasting vibrations during traffic. The screw jointed door can be manufactured as a serial product like the welded one. |
