Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple...

32
Karlstads universitet 651 88 Karlstad Tfn 054-700 10 00 Fax 054-700 14 60 [email protected] www.kau.se Fakulteten för teknik- och naturvetenskap Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark Final Assembly of Surge Arrester PEXLIM Strong Erik Stenström Examensarbete 22,5 HP Maskiningenjörsprogrammet Datum/Termin: HT 2008 Handledare: Lennart Berglund Examinator: Nils Hallbäck

Transcript of Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple...

Page 1: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Karlstads universitet 651 88 Karlstad Tfn 054-700 10 00 Fax 054-700 14 60

[email protected] www.kau.se

Fakulteten för teknik- och naturvetenskap

Slutmontage av ventilavledare

PEXLIM Stark

Final Assembly of Surge Arrester PEXLIM Strong

Erik Stenström

Examensarbete 22,5 HP Maskiningenjörsprogrammet

Datum/Termin: HT 2008

Handledare: Lennart Berglund

Examinator: Nils Hallbäck

Page 2: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Sammanfattning På ABB i Ludvika tillverkar man en mängd produkter för högspänningsanläggningar. En av dessa produkter är ventilavledare. Ventilavledaren är en säkerhetsapparat som ska skydda övrig utrustning mot förekommande överspänningar. Ventilavledarna som tillverkas i Ludvika är gjorda för system från 52kV upp till 800kV, vilket är den högsta spänningen som används i världen idag. Idag finns två varianter av ventilavledare en med porslinisolant och en med polymerisolant. På ABB ser man att kunderna mer och mer eftersträvar polymeravledare. Polymeravledare har p.g.a. mekaniska begränsningar inte kunnat användas i system med högre spänning än ca. 245kV. För att kunna erbjuda polymeravledare för högre spänningar har en ny produkt tagits fram. Den nya produkten kallas PEXLIM Stark. Med den nya produkten innebär en mängd processer som måste arbetas fram. En sådan process är slutmontaget där man monterar de sista detaljerna. Detta arbete har gjorts för att se vilka problem som kan uppstå vid slutmontaget och hur man löser dessa på bästa sätt. Sammanfattning av problem med föreslagna lösningar:

• För att kunna montera alla detaljer måste man kunna hantera modulen, till detta föreslås att man använder en vagn som kan rotera och lyfta modulen.

• När man monterar fot och mellanfläns ska dessa skruvas fast med ett moment på

200Nm. För att inte hela modulen ska rotera bör ett mothåll i form av en special designad platta som monteras på vagnen.

• Som montageplats valdes att använda befintlig montageplats, djupriggen, för att docka

två moduler på varandra. Montage av fot och mellanfläns bör ske bredvid djupriggen. På denna plats finns idag ett pallställ som behöver flyttas.

• Foten och mellanflänsen till Stark är tyngre än dagens och att lyfta dessa för hand kan

resultera i förslitningsskador. För att undvika detta kan man ställa pallen med fot och mellanfläns i rätt höjd och lyfta för hand eller om det ändå blir för tungt använda ett lyftverktyg i travers eller vikarmskran.

• För att kunna använda djupriggen även till Stark måste en ny mothållsplatta

konstrueras som passar ok, fot och mellanfläns. Dessutom bör denna platta kunna roteras för att underlätta montage av Stark/Stark när man ska skruva ihop mellanflänsarna.

• För att skruva ihop mellanflänsarna föreslås att man börjar med handverktyg i form av

en momentnyckel och om Stark/Stark montage ökar investera i en adapterlösning.

Page 3: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Abstract ABB has a big factory in Ludvika where many kinds of apparatus for high voltage systems are manufactured. Among the products are surge arresters, which are used to protect other equipments in power systems against all type of transient overvoltages. The arresters manufactured in Ludvika are for voltage systems from around 52kV up to 800kV which is the highest system voltage level in the world so far. The active elements in the arresters are blocks of ZnO material. The arresters are manufactured utilizing two types of enclosures, porcelains and polymer. Due to the good response from the customers more and more arresters are manufactured with polymer housings but so far the mechanical strength has prevented polymer designs for higher voltages than approximately 245kV. In a new project, therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical strength will be developed. The working name for the new product is PEXLIM Strong. Among all the problems which have to be solved during the development of the new product is also how the final assembly of the product shall be performed. In this report, as part of a Bachelor of Science in Machine Engineering, the problems are analyzed and different solutions to obtain an efficient final assembly of the new product are suggested. The problems with solutions in short are as follows:

• During assembly the silicone rubber insulator must not be handled in such a rough

way that the surface or internal of the module is damaged in any way. A mobile wagon which can both rotate and lift the module during assembly is suggested.

• During the assembly of base and middle flange rotation of the module has to be prevented. To achieve this specially designed plate can be used.

• The location of the assembly must be carefully selected with respect to other assembly places and to ensure an efficient “manufacturing” flow. An existing assembly place and the area right next to it was found to be the best alternative. Some modifications of the existing place in order to suit the new assembly are necessary.

• Due to the weight of the base and middle flange it can be a problem manually lifting these. The suggestion is to place the base and middle flange in a suitable height easily reachable by hand. An alternative solution is to use a lifting tool on a traverse crane.

• PEXLIM Strong can comprise two modules in series which have to be assembled

together with a middle flange. The suggestion how to attach the middle flanges together is to, in an initial stage, use hand tools. If the production volume increases investing in an adapter for the existing power tool can be done.

Page 4: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Innehållsförteckning Sammanfattning ...................................................................................................................2

Abstract.................................................................................................................................3

1. Inledning ...........................................................................................................................5

2. Teori/Bakgrund ................................................................................................................6

2.1 Bakgrund avledare ........................................................................................................6

2.2 Tillverkning av PEXLIM avledare ................................................................................7

2.3 Pexlim Stark .................................................................................................................7

2.4 Slutmontage PEXLIM standard.....................................................................................8

2.5 Skillnad PEXLIM Stark från Standard ..........................................................................8

2.6 Avgränsningar ..............................................................................................................9

2.7 Problemförklaring .........................................................................................................9

2.8 Produktionssystem ...................................................................................................... 10

2.9 Arbetsmiljö ................................................................................................................. 11

2.10 Metod ....................................................................................................................... 11

3. Resultat ........................................................................................................................... 12

3.1 Lösningsförslag .......................................................................................................... 12

3.1.1 Hantera modulen .................................................................................................. 12

3.1.2 Momentet ............................................................................................................. 13

3.1.3 Tyngd på fot och mellanfläns ............................................................................... 13

3.1.4 Montageplats........................................................................................................ 14

3.1.5 Problem Lyftögla ................................................................................................. 15

3.1.6 Modifiera djupriggen............................................................................................ 15

3.1.7 Verktyg för att skruva ihop mellanflänsarna ......................................................... 16

3.1.8 Höjden på modulerna ........................................................................................... 17

3.2 Första urval ................................................................................................................. 18

3.3 Förslag på slutmontage ............................................................................................... 19

3.3.1 Alternativ 1 Pelarsvängkran ................................................................................. 19

3.3.2 Alternativ 2 Vagn ................................................................................................. 21

3.3.2 Alternativ 2 Vagn ................................................................................................. 21

3.4 Andra urval ................................................................................................................. 22

3.5 Slutgiltigt förslag ........................................................................................................ 22

4. Diskussion/Slutsats ......................................................................................................... 23

Tackord ............................................................................................................................... 23

Referenslista ....................................................................................................................... 24

Bilaga 1 Arbetsmoment Vagn .................................................................................. Bilaga 1

Bilaga 2 Arbetsmoment Pelarsvängkran ................................................................. Bilaga 2

Bilaga 3 Ritning Stark/standard ............................................................................. Bilaga 3

Bilaga 4 Ritning Stark/Stark .................................................................................... Bilaga 4

Bilaga 5 Test av griptryck på PEXLIM modul ....................................................... Bilaga 5

Bilaga 6 Adapter till momentdragare ...................................................................... Bilaga 6

Page 5: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 5 -

1. Inledning Examensarbete har gjorts under hösten 2008, arbetet ingår i Maskiningenjörsprogrammet vid Karlstad universitet och omfattar 22,5 högskolepoäng (15 veckor). Arbetet har utförts vid ABB i Ludvika på Ventilavledarenheten. Handledare har varit Per Eriksson från ABB och Lennart Berglund från universitetets sida, examinator var Nils Hallbäck. ABB i Ludvika har tillverkat ventilavledare sedan 1938 och nya avledare utvecklas ständigt vilket nu har lett till att en ytterligen en ny produkt tagits fram, PEXLIM Stark (härefter också benämnd Stark), som den nya produkten har haft som namn under utvecklingen, har många likheter med befintliga polymeravledare men största skillnaden är att den klarar högre mekanisk belastning än dagens polymeravledare. I och med skillnaderna på Stark och PEXLIM standard* (härefter också benämnd standard) måste ett nytt slutmontage av produkten tas fram. Syftet med arbetet har varit att finna ett bra och väl fungerande slutmontage för Stark. Ett flertal alternativ har undersökts för att hitta den optimala lösningen. Genom denna undersökning har ett flertal problem som kan uppstå i samband med slutmontaget definierats. Vidare har förslag lagts fram för hur man försöker undvika att dess problem uppstår och också förslag på hur man löser dessa på bästa sätt. *PEXLIM standard - De PEXLIM avledare som tillverkas idag.

Page 6: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 6 -

2. Teori/Bakgrund

2.1 Bakgrund avledare

En avledare är en apparat som i ett elektriskt system skyddar annan utrustning genom att begränsa förekommande överspänningar till en acceptabelt låg nivå. Överspänningar kan uppkomma p.g.a. kopplingar och fel i systemen eller p.g.a. åska då blixtar direkt träffar systemet eller ger höga inducerade spänningar genom nedslag intill ledningar eller utrustning. Avledare används för alla spänningsområden från distributionsspänningar på 400V till de högsta transmissionsspänningarna i världen på 800kV. Med avledare placerade på rätt ställe kan man undvika avbrott i produktionen och skador på övrig utrustning. Speciellt för höga spänningar placeras avledarna så nära den mest kritiska utrustningen som möjligt, vilket normalt är transformatorerna. Eftersom avledaren är en skyddsapparat skall den under alla omständigheter skydda övrig utrustning. Man accepterar därför att den vid extrema fall går sönder men den skall då gå sönder på ett kontrollerat vis utan att explodera. Detta för att undvika risk för personskador och skador på övrig utrustning. Själva hjärtat i en avledare är det material som ger spänningsbegränsningen. ABB använder sig av ett zinkoxidmaterial med diverse tillsatser som blandas, bränns och formas till cylindriska block. ZnO- blocken får genom tillverkningen en mycket kraftigt olinjär spänning-strömkarakteristik. När spänningen stiger över en viss nivå ökar strömmen mångdubbelt, och det är detta som ger den spänningsbegränsande egenskapen. ABB i Ludvika tillverkar avledare, som kan användas för höga spänningar i system upp till 800kV. I dag tillverkar man två huvudvarianter av avledare, en med ZnO blocken monterade i porslinsisolanter, EXLIM (Figur 2.1.1), och en med blocken i en isolant av polymert material, PEXLIM (Figur 2.1.2). ABBs porslinavledaren, EXLIM, har varit i bruk sen 1979 och har använts i alla klimat och förhållanden sedan dess. PEXLIM däremot är en nyare produkt och har funnits på marknaden sedan 1999. Marknaden svänger alltmer över till att efterfråga polymeravledare och PEXLIM anses därför vara framtidens avledare. ABB använder silikongummi som polymer. Silikongummi har visats sig vara den polymer vars egenskaper passar bäst för de klimat och förhållande som en avledare utsätts för. PEXLIM uppfyller samma elektriska krav som en porslinsavledare men har den fördelen att vara mycket lättare. Vikten gör att den kan placeras på helt nya platser som tidigare varit omöjliga. Man kan t.ex. hänga avledaren direkt i fasledarna i kraftledningsstolpar. Den låga vikten tillsammans med goda dämpande egenskaperna och avsaknaden av porslinets sprödhet gör att den också klarar jordbävningar på ett bättre sätt än porslin. [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]

Figur 2.1.1 EXLIM Porslinisolant Figur 2.1.2 PEXLIM Polymerisolant

Page 7: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 7 -

2.2 Tillverkning av PEXLIM avledare

En PEXLIM avledare är uppbyggd med zinkoxidblock (Figur 2.2.1) som staplas i serie för att uppnå önskade spännings- och skyddsegenskaper. Ok av aluminium placeras i toppen och botten på blockstapeln och mellan oken sätts öglor (loopar) av glasfiber in för att hålla samman blockstapeln. Vid monteringen dras glasfiberlooparna isär för att ge en förspänning på flera ton i blockstapeln. När innanmätet är monterat gjuts silikongummi över alltsammans i en formsprutningsmaskin där gummi under högt tryck pressas ut i en form runt innanmätet. Formen ger direkt en isolant med rillor. Rillor används på isolanter för höga spänningar för att ge en lång krypsträcka, vilket behövs om isolanten placeras i en miljö med mycket smuts (salt) och fukt. Utan en lång krypsträcka skulle det annars under drift kunna bli ett elektriskt överslag över isolanten. Det är viktigt att gjutningen resulterar i ett homogent gummiskikt runt innanmäte utan hålrum eller porer samt att vidhäftningen av gummit är bra mot alla ingående material. Varje helt gjuten del kallas för modul. Modulerna skall sedan byggas samman till kompletta avledare som består av en eller flera moduler i serie. Efter gjutningen placeras modulerna i pallar som med truck körs till nästa moment i tillverkningskedjan. Här monteras fot/fläns på modulerna och även dockning av två stycken moduler på varandra görs här. Efter montaget rullas avledaren på kulbana in i ett provrum där den utsätts för elektriska prov för att därefter, om den godkänns, skickas för packning innan den kan fraktas till kund. För att få en lämplig storlek på förpackningen monterar man max två stycken moduler på varandra. Om avledaren består av fler än två moduler i serie monteras dessa på plats hos kunden.

2.3 Pexlim Stark

På ABB ser man mer och mer att kunderna efterfrågar och i vissa fall kräver polymeravledare. Idag kan man inte erbjuda formgjutna polymeravledare för system med högre spänning än ca. 245kV p.g.a. begränsningar i mekanisk styrka. För de kunder som kräver polymeravledare för högre spänningar finns idag en lösning som kallas HS TUBE, High Strenght Tube. Tuben är ett glasfiberrör som utvändigt har silikonrillor men som precis som EXLIM har en ”lös” blockstapel invändigt. Man kan säga att det är lite av en blandning mellan EXLIM och PEXLIM. Denna lösning är väldigt dyr och kan man tillverka en formgjuten avledare på samma sätt som redan existerande PEXLIM produkter och samtidigt uppnå den mekaniska styrka som krävs skulle man kunna erbjuda polymera avledare till ett lägre pris. På ABB har man nu snart en färdig produkt som klarar dessa krav, PEXLIM Stark. För att klara de mekaniska påfrestningarna på avledaren måste den mekaniska styrkan på Stark vara ca. tre gånger högre än dagens PEXLIM standard. Detta har medfört en del förändringar vilket betyder att ett nytt slutmontage måste genomföras.

Aluminium ok

Zinkoxidblock

Glasfiberlopar Silikonisolator

Figur2.2.1 Komponenter i PEXLIM modul

Page 8: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 8 -

Mellanfläns

Fot

Figur 2.5.1 PEXLIM Stark Fot

och mellanfläns fästes med sex

bultar.

Eftersom ingen av ABBs konkurrenter har en lösning på detta problem skulle man stärka sin position på marknaden ytterligare om man kunde erbjuda en gjuten polymeravledare för system över 245kV.

2.4 Slutmontage PEXLIM standard

Efter att modulerna gjutits transporteras dom till en av två montageplatser. Där monteras foten genom att modulerna hissas upp i travers och för hand gängar man på foten med en pinnbult i modulens bottenok. Sedan placerar man modul och fot på en rigg. Med en momentdragare kan man sedan dra fast modulen i foten genom att skruva hela modulen medan foten sitter fast i riggen. Efter att första modulen har monteras klart ska eventuellt ytterligare en modul fästas ovanpå den första modulen. Detta görs också med en pinnbult. Idag har man två montageplatser varav en där man endast kan montera korta avledare eller enstaka moduler. För längre moduler använder man sig av en montageplats där man kan hissa ner modulerna i golvet. Denna montageplats kallas djupriggen.

2.5 Skillnad PEXLIM Stark från Standard

När man ska montera foten på Stark är det inte längre en pinnbult utan vanlig skruv med skalle, en M20 och fem stycken M12 skruvar som ska fästas (Figur 2.5.1). Sedan beroende på avledarens utformning kan en standardmodul eller en Starkmodul monteras ovanpå. Om en standardmodul skall monteras sker detta med en pinnbult och man drar momentet från toppoket som man gör i dag (Figur 2.5.2). Däremot om två stycken Stark ska monteras på varandra måste en mellanfläns monteras på bägge modulerna (Figur 2.5.3). Dessa fästes på samma sätt som foten med en M20 och fem M12 skruvar. Sedan fästs de bägge modulerna i mellanflänsarna med skruv och mutter (6xM12).

Figur 2.5.2 Stark/standard

fästes med pinnbult

Figur 2.5.3 Stark/stark fästes i

mellanflänsar med skruv och mutter

Page 9: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 9 -

2.6 Avgränsningar

I och med att produkten Stark lanseras medför detta förändringar på hela produktionsprocessen från tillverkningen till packningen. En del har redan gjorts andra saker som t.ex. slutmontaget återstår och måste lösas. Detta arbete berör enbart slutmontaget av Stark och vilka problem som kan uppstå och även förslag på lösningar till dessa för att få fram ett fungerande slutmontage.

2.7 Problemförklaring

• Hur ska man hantera modulen? • Hur ska man ta upp momentet? • Hur ska man hantera tyngden på fot/mellanfläns? • Var ska man ha montageplatsen? • Problem Lyftögla • Modifiera djupriggen så den även passar Stark • Fästa skruv och mutter i mellanflänsarna • Höjden på modulerna • Försäljningsprognos för Stark

För att slippa montage underifrån vill man kunna vända på en modul och då en Starkmodul kan väga 70 kg behöver man maskinell hjälp. Avledarens yttre utseende med rillor ställer här till det då man endast har 10mm mellan varje rilla där man kan greppa modulen. Dessutom är det oklart hur hårt man kan greppa utan att förstöra avledarens mekaniska eller elektriska egenskaper. Detta gäller både vid hantering av modulen och när man ska dra moment i oken. Ett enda test har gjorts tidigare för att utreda om modulen går sönder vid tryckbelastning. Vid detta test belastades en modul av två plattjärn som pressade med en kraft av 300N. Modulen klarade denna kraft utan att synliga skador på varken gummit eller de invändiga blocken. Det var länge osäkert om man skulle använda ett moment på 200Nm eller ett högre när man skulle skruva M20 skruven till fot och mellanfläns. Inledningsvis skulle skruven dras med 380Nm. Problemet med ett så mycket högre moment är att det är osäkert om man kan använda ett mothåll i golvet p.g.a. den inre vridningen som uppstår. Detta gjorde att en ny lösning utformades. Med ett högre moment måste dessutom två momendragare finnas för att kunna dra M12 skruvarna 84Nm moment och M20 skruvens 380Nm moment. Detta för att den här sortens momentdragare har intervallet 60-200Nm[6]. Efter att man kollat att konstruktionen klarade en sänkning av momentet bestämdes att M20 skruven skulle dras med 200Nm.

Figur 2.5.4 PEXLIM standard har bara

M20 hålet i oket förutom de två styrhålen Figur 2.5.5 Stark har 5st M12 och 1st

M20 hål i oket.

Page 10: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 10 -

På Stark är det en ny fot och mellanfläns som är tyngre än dagens. Den nya foten kommer att väga ca 7kg. För att inte riskera förslitningsskador och få ett ergonomiskt arbete behövs ett lyfthjälpmedel för att undvika manuellt lyft av fot/mellanfläns. Det finns ingen given plats där slutmontaget kan ske då det råder stor platsbrist. Det finns här två alternativ, att man utnyttjar någon av de två befintliga PEXLIM montageplatserna eller att man hittar en ny plats där man kan montera Stark. En ny plats bör vara belägen vid eller i närheten till den kulbana som leder till provrummet. För att kunna hissa upp modulen med travers gängar man först för hand i en lyftögla. Arbetsmomentet är olämpligt på flera sätt, dels skadar det handlederna och det tar tid att gänga i och ur öglan. Det är dessutom osäkert då montören aldrig gängar i öglan mer än hon/han tror behövs. En lösning på detta problem gynnar inte bara Stark montaget utan allt slutmontage av PEXLIM avledare. Om man vill kunna använda djupriggen även vid dockning av Starkmoduler vad behöver göras på djupriggen för klara detta? När två Starkmoduler ska dockas ska dessa alltså skruvas ihop i mellanflänsarna med skruv och mutter. Här är utrymmet väldigt begränsat p.g.a. gummirillorna på modulerna (Figur 2.7.1). Att göra mellanflänsen lite större omöjliggörs p.g.a. elektriska orsaker. Alternativen är om man ska finna en lösning som innebär att man fäster skruv och mutter med en momentdragare eller om man använder handverktyg. Förbanden ska fästas med 84Nm. ABB tror att dockning mellan Stark/Stark inte blir lika vanlig som Stark/standard, ca 70 % kommer att vara Stark/standard. Det betyder att det troligen inte blir många mellanflänsar som ska skruvas ihop. Höjden på en Starkmodul är 1050mm och lägger man därtill fot/fläns och en eventuell mothållsplatta kan höjden innebära ett ergonomiskt problem vid montage. Höjden vid dockning av två moduler är också ett problem. Idag har man löst det genom att använda ett hål i golvet där man installerat en hiss vilket gör att man kan höja och sänka modulerna till rätt höjd under montaget. Tanken är att börja sälja Stark under början av 2009 och leverera de första avledarna i mitten på året. Prognosen för Stark är att ABB år 2011 säljer ca 1000 stycken moduler. Det betyder att det inte är en alltför stor produktion till en början. Vilket gör att man inledningsvis kan acceptera en enkel lösning, för att sedan, om produktionen ökar, göra en större investering på en bättre lösning. Slutmontaget ska helst vara anpassningsbart så att om produktionen ökar ska inte några större förändringar behöva göras på slutmontaget.

2.8 Produktionssystem

På ABB Avledarna har man ännu inget uttalat produktionssystem som slutmontaget måste ta hänsyn till. Eftersom slutmontaget bara är en liten del av produktionen är det svårt att

Figur 2.7.1 Utrymmet vid mellanflänsarna

Page 11: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 11 -

genomföra några stora förändringar mot ett bestämt produktionssystem men några punkter som legat som grund för att få ett bra slutmontage har varit:

• Att inga farliga eller riskabla moment som kan skada montören eller utrustningen uppstår vid montagearbetet.

• Att minimera transporterna före, efter och under montaget. Onödiga transporter kostar tid och pengar.

• Flexibilitet, montaget ska passa de olika alternativen som kan uppstå t.ex. Stark/Stark eller Stark/standard.

• Omställningstiden från att man har monterat standard till att man ska montera Stark. • Lageromsättningshastighet på montagematerial, hur ofta man måste hämta material

mellan varje modul. Max en gång per skift. • Att i så stor utsträckning som möjligt använda befintliga produktionsutrustning p.g.a.

osäkerheten på den slutgiltiga produktionsvolymen. • Att montageplatsen ska harmonisera med de befintliga montageplatserna. Detta för att

underlätta vid framtida produktionsförändringar.

2.9 Arbetsmiljö

För att få ett fungerande slutmontage krävs även att arbetsmiljön tas i beaktande. Arbetsmiljön är ett stort område men de punkter som är extra viktiga för just det här arbetet är följande punkter:

• Slutmontaget består av få detaljer som ska monteras, vilket kan leda till ett enformigt arbete.

• Lyfta tunga saker vilket kräver lyfthjälpmedel • Arbetsställning, att montagearbetet sker i rätt höjd. • Risk för slitage av handleder vid användande av lyftögla.

2.10 Metod

För att förstå vilka problem som slutmontage av Stark innebär jämfördes dagens PEXLIM avledare med Stark, vilket resulterade i att några problem avslöjades. Nya problem har uppstått då kunskapen om produkten och montagealternativ ökade. Ett flertal alternativ för slutmontaget togs fram för att klara montage av fot och mellanfläns. Alternativen utvecklades utan önskemål från varken projektgruppen eller produktionspersonal. Detta för att inte låsa sig vid några speciella lösningar. En delredovisning skedde där förslagen lades fram och kommentarer och andra idéer uppkom. Efter urval tillsammans med produktionspersonal och projektgruppen för Stark gjordes ett mer omfattande arbete kring 2-3 stycken alternativ. I fördjupningen undersöktes kostnaderna för förslagen och en mer detaljerad plan för hur hela montaget skulle gå till upprättades. För att få priser och mer information om produkter kontaktades ett antal leverantörer och tillverkare. Eftersom Stark inte är helt färdigutvecklad kunde vissa förändringar på konstruktionen vara möjliga för att underlätta slutmontaget. T.ex. sänkningen av momentet för M20 skruven.

Page 12: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 12 -

3. Resultat

3.1 Lösningsförslag

Nedan följer de förslag och idéer på lösningar för de olika problemen.

3.1.1 Hantera modulen

Följande alternativ har undersökts: • Tiltande rigg, liggande montage • Pelarsvängkran, montage ovanifrån • Mobil vändare, montage ovanifrån • Vändare, montage ovanifrån

Tiltande rigg

En ställning som har två stöd som går in mellan rillorna. Modulen dockas stående och tiltas sedan till horisontellt läge. När montagearbetet är klart vrider man tillbaka modulen till vertikalt läge. Detta alternativ kan endast användas för att montera fot och fläns och är beroende av att man dockar två moduler på annat vis t.ex. i djupriggen. Det måste finnas något som greppar foten eller mellanflänsen vid fastdragning. På ena sidan kan det vara antingen fot eller mellanfläns. På andra sidan ska endast mellanfläns monteras. Med denna anordnig skulle man kunna dra alla moment i en följd utan att behöva vända på modulen. Riggen måste kunna hålla i fot/mellanfläns för att man ska kunna dra alla moment. Problemet är att om riggen håller i fot/mellanfläns måste modulen kunna snurras för att passa in hålbilden på fot/mellanfläns med okets hålbild. Risker:

• Att modulens tyngd tas upp av rillorna när modulen är i vertikalt läge och att dessa går sönder.

Pelarsvängkran

En pelarsvängkran som kan greppa modulen om livet och kan lyfta och rotera modulen 1800. Om pelarsvängkranen fungerar som tänkt skulle man inte behöva använda travers vid montering och förflytning av modulerna. En pelarsvängkran skulle kunna användas vid djupriggen för att endast montera fot och mellanfläns eller vid ett komplett montage där man också kan docka två moduler på varandra. När man ska docka en stark modul med en standard ska de fästas med en pinnbult vilket betyder att man är tvungen att använda travers för att kunna gänga i standardmodulen innan man drar med en momentdragare. Risker:

• I och med att man greppar modulen i livet kan skador på modulen ske. Endast ett test har genomförts där man belastade en modul med 300Nm. Vid detta test kunde man inte se att modulen var skadad varken ut- eller invändigt men det är väldigt svårt att avgöra om vidhäftningen av gummit mot inre delar i modulen påverkas vid greppning.

• Att pelarsvängkranen är svårmanövrerad och klumpig. • Att den är för stor för att få plats. • Att man riskerar att skada befintlig utrustning eller att personskador uppstår vid

oaktsamt arbete.

Page 13: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 13 -

Figur 3.1.3.1

Vikarmskran

Vändare

Idag har man fasta vändare för att kunna vända på porslinavledare. Man skulle kunna ha en liknande lösning till Stark. Vändaren greppar modulen om livet och roterar modulen. Tänkbara platser för vändaren är på befintlig montageplats eller på ny montageplats. I detta alternativ kan man endast montera fot och fläns och är beroende av att man dockar två moduler på annat vis t.ex. i djupriggen. Risker:

• I och med att man greppar modulen i livet kan skador på modulen ske. Endast ett test har genomförts där man belastade en modul med 300Nm. Vid detta test kunde man inte se att modulen var skadad varken ut- eller invändigt men det är väldigt svårt att avgöra om vidhäftningen av gummit mot inre delar i modulen påverkas vid greppning.

En mobil vändare

En vagn med en vändare. Skulle kunna placeras i närheten av djupriggen för att kunna utnyttja befintlig momentdragare och travers. När Stark inte monteras kan vagnen flyttas så att den inte är i vägen. Risker:

• I och med att man greppar modulen i livet kan skador på modulen ske. Endast ett test har genomförts där man belastade en modul med 300Nm. Vid detta test kunde man inte se att modulen var skadad varken ut- eller invändigt men det är väldigt svårt att avgöra om vidhäftningen av gummit mot inre delar i modulen påverkas vid greppning.

3.1.2 Momentet

För att man ska kunna montera fot och mellanfläns krävs det något som tar upp det moment som uppstår.

• Mothåll i golv, enklaste lösningen och den fungerar idag. • Greppa i livet på modulen. Resultat av test (se bilaga 9) visar att det inte går att ta upp

momentet. • Anordning på momentdragaren som håller i foten/mellanflänsen. Anordningen blir

kanske i vägen vid annat montage. • Tar upp momentet i M12 hålen på fot/fläns (ej i okens gängade hål) eller på

skruvskallarna M12.

3.1.3 Tyngd på fot och mellanfläns

För att inte riskera arbetsskador när man ska lyfta fot och mellanfläns kan man använda nedanstående hjälpmedel.

• Lyftverktyg/magnet i travers • Lyftverktyg/magnet i vikarmskran* • Pallen med fot/mellanfläns ställs i rätt höjd vilket betyder att man lyfter

foten en kortare sträcka. Tanken är att man med lyfthjälp lyfter fot/mellanfläns direkt ur pall. Beroende på hur lyftverktygen utformas kan man bestämma hur man vill att fot och mellanfläns ska levereras. Inget problem för tillverkaren att anpassa packningen av detaljerna så det passar slutmontaget. *Använda en liknande vikarmskran (Figur 3.1.3.1) som används vid på och avplockningen vid primerlinen. Förflytning i höjdled sker genom att man för sin hand upp eller ner. Upp och ner förflyttningen går snabbare jämfört med en traditionell travers.

Page 14: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 14 -

3.1.4 Montageplats

Fem platser hittades som kunde vara lämpliga som slutmontageplatser (Figur 3.1.4.1).

1. Befintlig PEXLIM montageplats Fördelen är att man skulle kunna utnyttja befintlig utrustning som travers och momentdragare. Om Stark montage ska ske här bör det vara ett komplett montage detta för att inte ta upp djupriggens kapacitet också.

2. Befintlig PEXLIM montageplats djupriggen Samma som ovan. Dessutom kan man docka två moduler på samma sätt som idag. Att ha en integrerad vändare i djupriggen blir för komplicerat vilket betyder att montage av fot och mellanfläns måste ske bredvid djupriggen.

3. Vid RY- pallställ Bra plats nära de två andra PEXLIM montageplatserna och kulbanan. Dock måste man finna en annan plats att placera pallstället. Denna plats ligger alldeles bredvid djupriggen. Om man i framtiden vill strukturera om hela PEXLIM montaget ligger samtliga platser i följd.

4. Kombinera med öppna avledare Här skulle man kunna göra ett komplett montage, fot/mellanfläns och dockning av moduler, då det redan finns ett lyftbord för montören. Minus är att den just måste kombineras med en annan produkt.

5. Uppställningsplats EXLIM Relativ stor yta där man kunde ha slutmontage. Denna plats är dock långt ifrån provrummet och kulbanan, dessutom saknas travers på platsen.

5 4 3 2 1

Figur 3.1.4.1 Visar var i de tänkta platserna är belägna

Provrum

Page 15: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 15 -

Figur 3.1.5.1 Modul upphängd i lyftögla

3.1.5 Problem Lyftögla

Hitta en annan lösning än att gänga i och ur en lyftögla i oket varje gång man ska lyfta en modul (Figur 3.1.5.1). Man har precis installerat ett nytt system vid formsprutsgjutningen där man har ett verktyg med expanderbar gänga som greppar i okets M20 hål. Denna lösning med expanderbar gänga skulle även fungera som lyftverktyg i travers (Figur 3.1.5.2). Verktyget har två lägen, ett där gängan är mindre än en M20 bult och som används när man ska fästa verktygen och ett läge där gängan expanderat och blivit lika stor som en M20 gänga. Risken med denna lösning är att man skadar gängorna i oket när man ska föra ner lyftverktyget i M20 hålet. P.g.a. hållfasthet kan man inte göra gängtappen mindre på lyftverktyget än vad den redan är (enligt leverantör AVT).

3.1.6 Modifiera djupriggen

För att kunna använda djupriggen även vid dockning av Stark behöver vissa justeringar göras. En ny mothållsplatta måste göras som passar nya foten och mellanflänsen (Figur 3.1.6.1). Vid dockning av två Starkmoduler där man ska skruva ihop mellanflänsarna bör man kunna rotera modulerna för att komma åt att skruva åt alla skruvar och muttrar. Befintlig platta som passar dagens fot/mellanfläns är löstagbar vilket betyder att man kan ha en platta till standard och en till Stark.

Figur 3.1.5.2 Ok och verktyg med

expanderbar gänga

Figur 3.1.6.1 En av dagens fot i mothållsplatta som förhindrar att

modulen roterar vid momentdragning.

Page 16: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 16 -

3.1.7 Verktyg för att skruva ihop mellanflänsarna

Här finns det två alternativ: Det första är att man använder en momentnyckel och drar för hand eller att man tar hjälp av en momentdragare. Momentet som ska dras är 84Nm på 6xM12 skruv och mutter. Fördelen med handverktyg är kostnaden, pris för handverktyg är ca 5000kr jämfört med en momentdragare med ställning som kostar ca 200 000kr. För att kontrollera om man kan dra momenten för hand gjordes ett försök där två moduler med mellanfläns dockades med handverktyg. Resultatet av försöket visade att det inte var alltför tungt att dra momenten för hand. Problemet är att man bara kan använda en hand då den andra måste hålla emot muttern. För att undvika detta har det undersökts om muttern kan svetsas fast eller att man placerar en ”klack” på mellanflänsen detta för att slippa hålla i muttern. Det senare har av elektriska orsaker inte kunnat genomföras. Om man ska använda en momentdragare finns två varianter. En rak momentdragare (Figur 3.1.7.1) detta för att utrymmet mellan mellanfläns och rillor är begränsande. Nackdelen är att den klarar endast 80Nm [6] vilket betyder att man kommer att behöva två stycken momentdragare för att kunna docka ihop både Stark/Stark och Stark/standard. P.g.a. vikten och det moment som uppstår behövs en ställning som håller i verktyget. Man kan även fästa en anordning på momentdragaren som håller i muttern. Kostnad för en rak momentdragare med kranarm är ca 200 000kr. För att undvika att köpa in en extra momentdragare kan man på befintlig vinkelmomentdragare (Figur 3.1.7.3) fästa en adapter (Figur 3.1.7.2) på som gör att man kommer åt att skruva mellanflänsarna. Adaptern sätts på som en hylsa och kan tas bort lätt när annat moment ska dras. Eftersom den är löstagbar kan man inte fästa anordningen som håller i muttern (enligt Atlas Copco). Kostnad för en adapter är ca 30 000kr. En idé är också att man kanske skulle kunna böja upp gummirillorna och på så vis få plats med momentdragaren men det visade sig att även när man böjde rillorna så var utrymmet för litet. Risken med handverktyg är att det helt enkelt blir för tungt att dra momentet. Om det inte är för tungt till en början då det är små volymer kanske det blir för tungt vid större volymer. Om man har en momentdragare men måste hålla i muttern för hand så kan det också bli för tungt att dra momentet.

Figur 3.1.7.1 Rak momentdragare verktyg för att skruva ihop mellanfläns.

Page 17: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 17 -

3.1.8 Höjden på modulerna

Att göra ett nytt hål i golvet omöjliggörs av annan produktion på våningen under. Enda alternativen då är att man använder befintlig djuprigg och/eller att montören får hissas upp på ett lyftbord.

Figur 3.1.7.2 Adapter till befintlig

momentdragare, sätts på och tas av som en hylsa.

Figur 3.1.7.3 Vinkelmomentdragare som finns vid

montage idag.

Page 18: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 18 -

3.2 Första urval

Av ovanstående alternativ valdes pelarsvängkranen och den mobila vändaren ut för att granskas närmare. Pelarsvängkranen valdes för att den kan både lyfta och hantera modulen vilket kan ge ett snabbare montage. Den mobila vändaren valdes för att den har samma egenskaper som en fast vändare men kan flyttas enkelt. Tanken var också att eftersom platsen inte är bestämd och kan flyttas om produktionen av Stark ökar med tiden så kan det vara bra att ha en mobil vändare. Dessutom har man behov av en mobil vändare vid annat arbete t.ex. när man ska demontera en modul för diverse prov. Anledningen till att tiltande rigg föll bort var dels risken att rillorna skulle gå sönder och att produktionspersonal inte ville ha ett liggande montage. Som mothåll när man monterar fot och mellanfläns valdes samma lösning som man har idag d.v.s. ett mothåll i golvet. Denna lösning är enkel och den fungerar idag. De andra alternativen är mer komplicerade och det krävs en anordning på momentdragaren, vilken kan vara i vägen vid annat montage. Testet med att greppa modulen i livet samtidigt som man placerar ett moment i något av oken visade att vid en belastning av 500N kunde man rotera modulen för hand (se bilaga 9). Hårdare än den belastningen vill man inte greppa med då risken är för stor att modulen skadas. För att lyfta fot och mellanfläns, om det inte går att lyfta för hand, så får man antingen använda travers eller en vikarmskran. Vikarmskranen är troligen smidigare än travers. Att använda travers skulle ta längre tid. Upp/ner förflyttning tar lång tid dessutom måste man byta lyftverktyget i traversen beroende på om man ska lyfta en modul eller fot/mellanfläns. Den plats som var bäst lämpad var djupriggen och RY- pallstället detta för att man till en början kommer att docka modulerna på varandra i djupriggen. Platsen är nära provrummet och kulbanan, vilket gör att transporten efter montaget minimeras och ingen truck behövs då man kan placera modulen direkt på kulbanan. För att skruva ihop mellanflänsen är handverktyg eller en adapter de alternativ som är genomförbara. Vid en mycket större produktion eller om det blir många fler Stark/Stark montage föreslås att en rak momentdragare köps in, då kan man även få att momentdragaren håller i muttern. Att ersätta lyftöglan med ett verktyg med expanderbar gänga är en lösning som skulle funka men p.g.a. tidsbrist har det inte kunnat undersökas närmare.

Page 19: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 19 -

Figur 3.3.1.1 Pelarsvängkran

3.3 Förslag på slutmontage

Efter första urvalet fanns två alternativ kvar som undersöktes närmare. Undersökningen bestod av att försöka prissätta och att ta reda på hur själva slutmontaget skulle gå till. Dessutom undersöktes omställningstiden som består av samma moment i båda alternativen. Den omställning som undersöktes var från att ha monterat standard till att gå över och montera Stark. Momenten som behövs göras är att:

• Köra fram moduler • Byta mothållsplattan i djupriggen • Ev. köra fram fot/fläns om dom inte finns på montageplatsen

I bägge alternativen är det tänkt att använda djupriggen vid dockning av moduler vilket betyder att den tänkta montageplatsen är bredvid djupriggen. Den bästa lösningen på platsen är att man flyttar RY- pallstället och tar bort en del av kulbanan men det är möjligt att montera utan att detta görs. Den travers som används i djupriggen når till viss del över den nya platsen men måste förlängas om den ska nå över hela ytan. Kostnad:

För att se mer exakt vilka moment som slutmontaget bestod av gjordes en lista med samtliga arbetsmoment. Av dessa moment är några så kallade värdehöjande moment. Värdehöjande moment är moment som kunden faktiskt betalar för, man vill att dessa ska vara så samlade och så många som möjligt. Kartläggningen av arbetsmomenten i produktionen är en början till att skapa en värdeflödesanalys, vilket är en metod för att kartlägga ett värdeflöde samt att ge idéer hur man kan utveckla värdeflödet. Värdeflöde är den helhet som omfattar och knyter samman alla processer och aktiviteter som produkten passerar tills den är färdig.[ 1 ] I bilaga 1 och bilaga 2 kan man se vilka arbetsmoment som ingår i slutmontage av Stark/stark och Stark/standard.

3.3.1 Alternativ 1 Pelarsvängkran

Med en pelarsvängkran (Figur 3.3.1.1) kan man hantera modulen genom att greppa den i livet. Styrningen sker med både elektrisk och manuell kraft, höjd, rotation och greppning sker med elektrisk kraft. Största fördelen med en pelarsvängkran är att man kan både lyfta och rotera modulen jämfört med en fast vändare t.ex. där man först måste lyfta modulen till vändare och sedan rotera modulen. Med en pelarsvängkran kan man spara tid genom att slippa använda travers vid vissa moment, men den kräver en hel del utrymme och framförallt höjden på den ställer till problem. Andra frågetecken är hur lättmanövrerad den är. Den kanske inte alls är smidigare än en travers. Tanken är att placera pelarsvängkranen vid djupriggen, detta för att kunna använda befintlig momentdragare. Montage av fot och mellanfläns sker vid sidan om djupriggen och dockning av moduler sker i djupriggen. Beroende på placering av pelarsvängkranen skulle den kunna användas vid bägge befintliga montageplatser.

Förlänga befintlig travers 70 000 Iordningställa platsen (Ta bort del av kulbana och flytta RY- ställ) 5 000

Totalt 75 000

Tabell 3.3.1 Kostnader för RY- platsen

Page 20: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 20 -

Montage: Modulerna står i pallar och hämtas med truck och körs till montageplatsen. Modulerna lyfts upp med travers för att kunna greppas med pelarsvängkranen. Greppanordningen på kranen är för stort för att kunna ta modulerna direkt ur pallen, om inte pallen görs om. Med pelarsvängkranen placeras modulen på en mothållsplatta och fot eller fläns monteras. Därefter vrids antingen modulen 1800 för att kunna montera mellanfläns eller placeras direkt i djupriggen, beroende på avledarens utformning, t.ex. Stark/Stark eller Stark/standard. Om lyfthjälpmedel krävs föreslås att man använder lyftverktyg eller magnet till att lyfta fot och mellanfläns. I djupriggen monteras sedan två moduler på varandra och fästs antingen i mellanflänsarna vid Stark/Stark eller med pinnbult i oken vid Stark/standard. När mellanflänsarna ska skruvas används antingen handverktyg eller momentdragare med adapter på, vid Stark/standard används momentdragaren. När mellanflänsarna ska skruvas ihop bör man ha möjlighet att rotera modulerna i djupriggen detta för att kunna komma åt alla skruvförbanden. När dockningen mellan modulerna är klar lyfts de till kulbanan antingen med travers eller med pelarsvängkran. Frågetecken som kvarstår är:

• Placering av pelarsvängkranen • Takhöjd • Hur lättmanövrerad är kranen

Kostnader:

Pelarsvängkran 250 000 Mothållsplatta 30 000 Handverktyg till mellanflänsen 5 000 Ombyggnad djuprigg 50 000 Lyfthjälpmedel fot/mellanfläns 10 000 Förlänga travers 70 000 Iordningställa platsen 5 000

Totalt 420 000

Tabell 3.3.1.1 Kostnader för pelarsvängkranalternativet. Det blåa området är gemensamma kostnader för bägge förslagen.

Page 21: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 21 -

Figur 3.3.2.1 Tänkt vagn till

montage

3.3.2 Alternativ 2 Vagn

I stället för en pelarsvängkran används en vagn med vändare (Figur 3.3.2.1). På vagnen skulle det även finnas mothåll i form av en platta. Plattan ska anpassas så den passar ok, fot och mellanfläns. Vagnen placeras så att befintlig momentdragare och travers vid djupriggen kan användas. En vagn kan även flyttas så att den inte är i vägen när man monterar standardmoduler. Tänkt plats är bredvid djupriggen antingen som den är idag eller om man behöver mer plats kan man ta bort RY- pallstället och en del av kulbanan. Om produktionen ökar kan man investera i en ny momentdragare till RY- pallställ platsen så att man inte behöver använda djupriggens. Montage: Moduler i pall hämtas med truck och körs till montageplatsen. Moduler lyfts med travers från pall till vagnen och placeras på vagnens mothåll. Sedan greppar man om livet på modulen med vagnens grip för att modulen ska stå mer stabilt och efter montage av eventuell fläns på topp oket vänder man modulen 1800 för att kunna montera fot/mellanfläns på botten oket.(Här kan det vara bra att ha ett bestämt höjdläge på vagnens lyftverktyg så att man slipper justera in ”gripen” mellan rillorna varje gång). Sedan lyfts modulen med travers till djupriggen eller kulbanan. I djupriggen monteras sedan två moduler på varandra och fästs antingen i mellanflänsarna vid Stark/Stark eller med pinnbult i oken vid Stark/standard. När mellanflänsarna ska skruvas används antingen handverktyg eller momentdragare med adapter på, vid Stark/standard används momentdragaren. När mellanflänsarna ska skruvas ihop bör man ha möjlighet att rotera modulerna i djupriggen detta för att kunna komma åt alla skruvförbanden. När dockningen mellan modulerna är klar lyfts de till kulbanan med travers. Krav på vagn:

• Kunna rotera modulen 1800 • Man ska veta när modulen är i lodrätt läge. • Bestämt höjdläge (där man vet att det bara är att greppa modulen) • Man ska veta hur stor presskraften är (bestämd greppkraft) • Manöverknapparna bör sitta på en flyttbar fjärrkontroll.

Kostnader:

Vagn med mothåll 84 000 Lyftverktyg från vagn till djuprigg 5 000 Handverktyg till mellanflänsen 5 000 Ombyggnad djuprigg 50 000 Lyfthjälpmedel fot/mellanfläns 10 000 Förlänga travers 70 000 Iordningställa platsen 5 000

Totalt 229 000

Tabell 3.3.2.1 Kostnader för vagnalternativet. Det blåa området är gemensamma kostnader för bägge förslagen.

Page 22: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 22 -

3.4 Andra urval

Som slutmontage föreslås att man köper in en vagn. Vagnen är en enkel lösning och den kan flyttas enkelt om montageplatsen skulle ändras. Pelarsvängkranen är alldeles för osäker hur den är att hantera. Dessutom är kostnaden betydligt mindre i vagn alternativet 229 000kr jämfört med 420 000kr för pelarsvängkranen (se Tabell 3.3.3.1 och 3.3.2.1). Detta är en fördel om man i framtiden vill göra om hela PEXLIM slutmontaget. Om man då beslutar att man inte ska använda en vagn till slutmontaget kan den användas till andra saker t.ex. i demonteringsrummet.

3.5 Slutgiltigt förslag

Följande är det förslag som föreslås som slutmontage till PEXLIM stark:

Problem Lösning

Hantera modulen Vagn

Momentet Mothållsplatta på vagnen

Montageplats Djupriggen och RY- pallställ

Tyngd fot/mellanfläns För hand eller lyfthjälpmedel i vikarmskran

Modifiera djupriggen Ny mothållsplatta och roterbar

Skruva ihop mellanflänsarna Handverktyg eller adapter

Page 23: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 23 -

4. Diskussion/Slutsats Syftet med arbetet var att finna ett väl fungerande slutmontage till Stark vilket har gjorts. Det alternativ som föreslås är optimerat för en relativt låg produktion. Om produktionen ökar kan man med enkla medel ”bygga” på det redan existerande slutmontaget. Vagn Eftersom antalet Stark som ska tillverkas är lågt till är en början en vagn vid djupriggen det bästa alternativet. Tanken med vagnen är att man skulle kunna använda den vid djupriggen för att få en enkel och billig lösning då PEXLIM Stark inte kommer tillverkas i ett stort antal till en början. Om produktionen ökar skulle man kunna göra en mer permanent lösning med vagnen. Man skulle då kunna göra en helt ny montageplats och investera i nödvändig utrustning. Vagnen skulle kunna användas även här om den fungerar smidigt. Om man direkt eller senare vill ha en mer permanent lösning kan man ta bort RY- pallstället för att få mer yta och köpa in en ny momentdragare så man inte använder djupriggens. Mellanfläns Vad gäller montage av Stark/Stark kan man även här ta det enklaste alternativet att skruva mellanflänsarna för hand eller så köper man in en adapter till momentdragaren. Att skruva för hand är fullt möjligt och om det blir som man tror kommer antalet Stark/Stark montage vara väldigt lågt. Tyngd fot/mellanfläns Detta problem har diskuterats om det verkligen är något problem. Fotens vikt blev endast ett kilogram tyngre än dagens. Pelarsvängkran Anledningen till att pelarsvängkranen valdes bort var till stor del på att osäkerheten kring hur lätthanterlig den är. Tyvärr fanns inte möjlighet att testa en under detta arbete. Fördelen med en pelarsvängkran är att om produktionen ökar och djupriggens kapacitet inte räcker till och man måste docka moduler på annat sätt är pelarsvängkranen säkert ett bättre alternativ än en vagn. I det slutmontage som föreslås används djupriggen till att docka två moduler på varandra. Detta kan i framtiden ge problem om man inte kan hitta ett annat alternativ. För att i framtiden även klara efterfrågan på avledare bör man kolla upp ett alternativ som inte är beroende av djupriggen.

Tackord Jag vill rikta ett stort tack till ABB för möjligheten att göra mitt examensjobb hos företaget. Speciellt tack till ventilavledarenheten och till min handledare på företaget Per Eriksson samt hela projektgruppen för PEXLIM Stark. Jag vill även passa på att tacka Karlstad Universitet och min handledare Lennart Berglund.

Page 24: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

- 24 -

Referenslista Böcker [1] Petersson P, Johansson O, Broman M, Blücher D, Alsterman H - LEAN Gör Avvikelser till framgång, Kristianstads Boktryckeri AB, Kristianstad 2008 Broschyrer / Katalog [2] High Voltage Surge Arresters – Product Programme, ABB, Edition 4, 2006 [3] High Voltage Surge Arresters - Buyer’s guide, ABB, Edition 6, 2006 [4] High Voltage Products with composite insulators, ABB, Edition 1, 2007 [5]PEXLIM Silicone Housed Surge Arresters, ABB, Edition 1, 2000 [6] Verktygskatalogen 2007-2008, Atlas Copco, 2007 Internet TAWI www.tawi.se Atlas Copco www.atlascopco.se/sesv/ ABB Ventilavledare http://www.abb.se/product/se/9AAC710009.aspx?country=SE Personer Per Eriksson Produktionstekniker ABB Projektgruppen PEXLIM Stark ABB

Page 25: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Bilaga 1

Bilaga 1 Arbetsmoment Vagn Stark/stark Flöde Värdehöjande Hjälpmedel Arbetsområde

1 Truck Ta fram pall med moduler

2 Manuellt Gänga fast lyftögla i modul 1

3 Travers Lyft modulen med travers och placera den på vagnens mothåll

4 Manuellt Gänga ur lyftöglan

5 Vagn Greppa modulen med vagnens grip

6 x Vikarmskran Lyft fläns med lyfthjälpmedel och placera den på topp oket

7 x Momentdragare Dra fast 5xM12 med 84Nm

8 x Manuellt Applicera gängsäkring på bottenok och bult M20

9 x Momentdragare Dra fast M20 med 200 Nm

10 Vagn Lyft upp och vänd modulen 180 grader

11 x Vikarmskran Lyft fot med lyfthjälpmedel och placera den på botten oket

12 x Momentdragare Dra fast 5xM12 med 84Nm

13 x Manuellt Applicera gängsäkring på bottenok och bult M20

14 x Momentdragare Dra fast M20 med 200 Nm

15 Vagn Lyft upp och vänd modulen 180 grader

16 Vagn Släpp greppet om modulen

17 Travers Lyft modulen med travers och lyftverktyg till djupriggen

18 Manuellt Gänga fast lyftögla i modul 2

19 Travers Lyft modulen med travers och placera den på vagnens mothåll

20 Vagn Greppa modulen med vagnens grip

21 x Vikarmskran Lyft fläns med lyfthjälpmedel och placera den på topp oket

22 x Momentdragare Dra fast 5xM12 med 84Nm

23 x Manuellt Applicera gängsäkring på bottenok och bult M20

24 x Momentdragare Dra fast M20 med 200 Nm

25 Vagn Lyft upp och vänd modulen 180 grader

26 x Vikarmskran Lyft fläns med lyfthjälpmedel och placera den på botten oket

27 x Momentdragare Dra fast 5xM12 med 84Nm

28 x Manuellt Applicera gängsäkring på bottenok och bult M20

29 x Momentdragare Dra fast M20 med 200 Nm

30 Vagn Släpp greppet om modulen

31 Travers Lyft modulen med travers och lyftverktyg till djupriggen

32 x Manuellt/Momentdragare med adapter Skruva fast 6xM12 skruv och mutter i mellanflänsarna

33 Travers Lyft ur modulerna och placera dom på kulbanan

Page 26: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Bilaga 1

Slutmontage stark/standard Flöde Värdehöjande Hjälpmedel Arbetsområde 1 Truck Ta fram pall med moduler 2 Manuellt Gänga fast lyftögla i stark modulen 3 Travers Lyft modulen med travers och placera den på vagnens mothåll 4 Manuellt Gänga ur lyftöglan 5 Vagn Greppa modulen med vagnens grip 6 Vagn Lyft upp och vänd modulen 180 grader 7 x Vikarmskran Lyft fot med lyfthjälpmedel och placera den på botten oket 8 x Momentdragare Dra fast 5xM12 med 84Nm 9 x Manuellt Applicera gängsäkring på bottenok och bult M20 10 x Momentdragare Dra fast M20 med 200 Nm 11 Vagn Lyft upp och vänd modulen 180 grader 12 Vagn Släpp greppet om modulen 13 Manuellt Gänga ur lyftöglan 14 Travers Lyft modulen med travers till djupriggen

15 x Manuellt Applicera gängsäkring på pinnbult, topp ok stark, botten ok standard

16 x Manuellt Gänga i pinnbulten i topp oket på stark modulen 17 x Manuellt Placera adapterplattan på topp oket på stark modulen 18 Manuellt Gänga i lyftöglan i standard modulen 19 x Travers Lyft upp och placera standard modulen på stark modulen 20 x Manuellt Gänga på standard modulen på stark modulen 21 Manuellt Gänga ur lyftöglan 22 x Momentdragare Dra fast standard modulen med momentdragaren 23 x Momentdragare Skruva på linjeanslutningen 24 Travers Lyft modulerna till kulbanan

Page 27: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Bilaga 2

Bilaga 2 Arbetsmoment Pelarsvängkran Stark/stark Flöde Värdehöjande Hjälpmedel Arbetsområde 1 Truck Ta fram pall med moduler 2 Manuellt Gänga i lyftöglan 3 Travers Lyft upp modul 1 med travers 4 Pelarsvängkran Greppa modulen med pelarsvängkranen 5 Manuellt Gänga ur lyftöglan 6 Pelarsvängkran Placera topp oket på mothållsplattan 7 x Vikarmskran Lyft fläns med lyfthjälpmedel och placera den på botten oket 8 x Momendragare Dra fast 5xM12 med 84Nm 9 x Manuellt Applicera gängsäkring på bottenok och bult M20 10 x Momentdragare Dra fast M20 med 200 Nm 11 Pelarsvängkran Lyft upp och vänd modulen 180 grader 12 x Vikarmskran Lyft fot med lyfthjälpmedel och placera den på botten oket 13 x Momentdragare Dra fast 5xM12 med 84Nm 14 x Manuellt Applicera gängsäkring på bottenok och bult M20 15 x Momentdragare Dra fast M20 med 200 Nm

16 Pelarsvängkran Lyft upp och vänd modulen 180 grader och placera modulen i djupriggen

17 Travers Lyft upp modul 2 med travers 18 Pelarsvängkran Greppa modulen med pelarsvängkranen 19 Manuellt Gänga ur lyftöglan 20 Pelarsvängkranen Placera topp oket på mothållsplattan 21 x Vikarmskran Lyft fläns med lyfthjälpmedel och placera den på botten oket 22 x Momentdragare Dra fast 5xM12 med 84Nm 23 x Manuellt Applicera gängsäkring på bottenok och bult M20 24 x Momentdragare Dra fast M20 med 200 Nm 25 Pelarsvängkran Lyft upp och vänd modulen 180 grader 26 x Vikarmskran Lyft fläns med lyfthjälpmedel och placera den på botten oket 27 x Momentdragare Dra fast 5xM12 med 84Nm 28 x Manuellt Applicera gängsäkring på bottenok och bult M20 29 x Momentdragare Dra fast M20 med 200 Nm

30 Pelarsvängkran Lyft upp och vänd modulen 180 grader och placera modulen i djupriggen

31 x Manuellt/momendragare med adapter Skruva fast 6xM12 skruv och mutter i mellanflänsarna

32 Travers eller pelarsvängkran Lyft ur modulerna och placera dom på kulbanan

Page 28: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Bilaga 2

Stark/standard Flöde Värdehöjande Hjälpmedel Arbetsområde 1 Truck Ta fram pall med moduler 2 Manuellt Gänga i lyftöglan 3 Travers Lyft upp modul 1 med travers 4 Pelarsvängkran Greppa modulen med pelarsvängkranen 5 Manuellt Gänga ur lyftöglan 6 Pelarsvängkranen Placera topp oket på mothållsplattan

7 x Vikarmskran Lyft fot/fläns med lyfthjälpmedel och placera den på botten oket

8 x Momentdragare Dra fast 5xM12 med 84Nm 9 x Manuellt Applicera gängsäkring på bottenok och bult M20 10 x Momentdragare Dra fast M20 med 200 Nm

11 Pelarsvängkran Lyft upp och vänd modulen 180 grader och placera modulen i djupriggen

12 x Manuellt Applicera gängsäkring på pinnbult, topp ok stark, botten ok standard

13 x Manuellt Gänga i pinnbulten i topp oket på stark modulen 14 x Manuellt Placera adapterplattan på topp oket på stark modulen 15 Manuellt Gänga i lyftöglan i standard modulen 16 x Travers Lyft upp och placera standard modulen på stark modulen 17 x Manuellt Gänga på standard modulen på stark modulen 18 Manuellt Gänga ur lyftöglan 19 x Momentdragare Dra fast standard modulen med momentdragaren 20 x Momentdragare Skruva på linjeanslutningen 21 Travers/pelarsvängkran Lyft modulerna till kulbanan

Page 29: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Bilaga 3

Bilaga 3 Ritning Stark/standard

Page 30: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Bilaga 4

Bilaga 4 Ritning Stark/Stark

Page 31: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Bilaga 5

Bilaga 5 Test av griptryck på PEXLIM modul

Bakgrund: För att hantera och montera PEXlim- moduler krävs ev. utrustning som skall gripa om PEX- modulens liv och hålla i modulen medans montage av fot och fläns sker. Modulen ska även kunna roteras 1800. Varför: För att klarlägga vilka krafter i tryckbelastningen som behövs för att kunna dra med 200Nm, 300Nm och 400Nm. Om det är möjligt att greppa tillräckligt hårt utan att skada modulen. Om modulen klarar den inre vridningen av moment 200Nm, 300Nm och 400Nm. Test av griptryck och vridning: Modulens liv belastas av tryck mellan två gripfingrar samtidigt som ett moment (200, 300, 400Nm) placeras i toppoket. Gripfingrar b=10mm med avrundade kanter r=2mm. Mellan gripfingrar och modulen läggs gummiduk t=3mm.

1. En tryckbelastning på 300N placeras vid botten av modulen. Ett moment på 200Nm placeras i toppoket. Om vridning av modulen sker öka tryckbelastningen. Om vridning inte sker minska tryckbelastning tills vridning uppstår.

2. En tryckbelastning på 300N placeras vid mitten på modulen. Ett moment på 300Nm placeras i toppoket. Om vridning av modulen sker öka tryckbelastningen. Om vridning inte sker minska tryckbelastning tills vridning uppstår.

3. En tryckbelastning på 300N placeras vid toppen på modulen. Ett moment på 400Nm placeras i toppoket. Om vridning av modulen sker öka tryckbelastningen. Om vridning inte sker minska tryckbelastning tills vridning uppstår.

Tryckpunkterna markeras. Kontroll av ev. skador: Visuell kontroll av yttre finish. Modulen rensas från silikongummi och kontrolleras avseende eventuella inre skador. Resultat Vid belastning av 500N kunde man för hand rotera modulen men inte röra den i längdled, detta gjorde att försöket med att placera ett moment i topp oket på 200Nm avbröts. Inga synliga skador på modulens gummi sågs efter belastningen av 500N. Modulen plockades inte isär för invändig kontroll. Slutsats Försöket visar att man inte kan greppa modulen och samtidigt dra ett moment på 200Nm. Vid detta försök var det två plattjärn som pressades mot modulen, för öka friktionen skulle man kunna forma plattjärnen så att anläggningsytan mot modulen ökar.

ABB Power Technologies AB

För Kännedom - Copies to Ref.

Provbegäran Pexlim Stark

Distribution - To Avd - Dept Datum - Date Reg. Sidnr - Page

2008-10-07 5 Utfärdare, tfn-nr - Dealt with by, telephone Antal - Total no

Per Eriksson 82810 1

Provbegäran

Rev 1 Test av griptryck och vridning av PEXlim- modul

Page 32: Slutmontage av ventilavledare PEXLIM Stark - Simple searchkau.diva-portal.org/smash/get/diva2:133328/FULLTEXT01.pdf · therefore, a polymer housed arrester with higher mechanical

Examensarbete 22,5 HP Karlstad Universitet Erik Stenström Ht 2008

Bilaga 6

Bilaga 6 Adapter till momentdragare