Tavoite
Tämä opinnäytetyö kattoi suuren DN1300-sulkuventtiilin koko käänteissuunnittelusyklin. Hankkeella oli kaksi tavoitetta: laatia täydellinen suunnitteludokumentaation paketti tuonninkorvausta varten ja modernisoida venttiili integroimalla siihen automaattinen ohjausjärjestelmä.
Työn sisältö
Työ alkoi käytössä olleen ARMATURY Groupin venttiilin 3D-skannauksella. Ensimmäiset Scanform L5 -skannerilla tehdyt mittaukset osoittautuivat tiivistyspinnoille riittämättömiksi: vain 35,6 % pisteistä jäi toleranssiin ±0,1 mm. Sisägeometrian uusintaskannauksen jälkeen KSCAN-Magic-skannerilla 84,1 % pisteistä osui toleranssialueelle, jolloin aineisto soveltui jatkosuunnitteluun.
Pistepilvet käsiteltiin Geomagic Design X:ssä. Työ ei rajoittunut pintojen rekonstruointiin, vaan sisälsi myös tämän venttiilityypin ominaisen eksentrisen geometrian analyysin. Ensimmäisen eksentrisyyden teoreettiset arvot laskettiin D. F. Gurevitšin menetelmän mukaan ja niitä verrattiin skannaustuloksiin. Koska Geomagic Design X ei pysty siirtämään täysin muokattavia parametrisia malleja suoraan KOMPAS-3D:hen, jokainen mallipuu rakennettiin käsin uudelleen, jotta tuloksena saatiin aidosti muokattavat tuotantomallit eikä pelkkiä tuotuja "kuolleita" kappaleita.
Samanaikaisesti tehtiin täydellinen joukko insinöörilaskelmia: staattiset ja dynaamiset kuormat, kitkamomentit, hydrodynaaminen momentti ja turvajärjestelmän parametrit. Laskelmat osoittivat, että valittu kotimainen käyttölaite ja vaihteisto olivat 2,5 kertaa painavammat kuin alkuperäiset Auma-yksiköt, joten suora korvaaminen ei ollut mahdollista ilman hätäsulkemismekanismin uudelleensuunnittelua. Myös turvajärjestelmä, johon kuuluivat vipu, vastapaino, sähkömagneetti ja vaimennin, verifioitiin, mukaan lukien tarvittava 3848 N:n pitovoima. Tämän jälkeen automaatiokonsepti rakennettiin Siemens-komponenttien ympärille integraatiovaatimusten ja sellaisten paikallisesti saatavilla olevien asennoittimien puutteen vuoksi, jotka vastaisivat Siemens SIPART PS2:ta tarkkuuden, vasteajan ja diagnostiikan osalta.
Tulos
Lopputulos ei ollut pelkkä piirustussarja, vaan kokonaisvaltainen insinööriratkaisu: tarkka digitaalinen kaksonen, verifioidut laskelmat, täydellinen dokumentaatiopaketti ja automaatiokonsepti valmiina jatkototeutukseen.
Käytetty ohjelmisto: Geomagic Design X, Geomagic Control X, KOMPAS-3D v20, Siemens TIA Portal & WinCC