REGLERBARA SKOVLAR PA PUMPHJUL

Examensarbete

utfort vid avdelningen for Mekanisk varmeteori och stromningslara,Institutionen for konstruktions- och produktionsteknik

vid Linkopings universitet

av Tobias Ragnarsson

Reg nr: LITH-IKP-EX--06/2318--SE

Handledare: Jan Johansson, ITT FlygtRoland Gardhagen, LiTH

Examinator: Dan Loyd, LiTH

Linkoping, januari 2006

Avdelning, InstitutionDivision, Department

DatumDate

Sprak

Language

� Svenska/Swedish

� Engelska/English

�

RapporttypReport category

� Licentiatavhandling

� Examensarbete

� C-uppsats

� D-uppsats

� Ovrig rapport

�URL for elektronisk version

ISBN

ISRN

Serietitel och serienummerTitle of series, numbering

ISSN

Titel

Title

ForfattareAuthor

SammanfattningAbstract

NyckelordKeywords

Rapporten utreder om det ar motiverat att med hjalp av ett reglerbart pumphjul,minska den variantflora av pumphjul som aterfinns pa en N3127MT, som aren mellanstor avloppspump, i en konstruktionsmassig analys och ocksa enekonomisk analys.

I rapporten behandlas ett koncept med reglerbara skovlar. Detta konceptstuderas i ett konstruktionsmassigt och stromningsmassigt perspektiv darfor- och nackdelar behandlas. Tillverkningskostnad for konceptet uppskattasocksa och stalls mot de lagerkostnader och ovriga kostnader som de befintligapumphjulen generar.

Rapporten visar att konceptet har samre egenskaper an de befintliga pump-hjulen, dar skarande egenskaper och verkningsgrad bland annat beaktats.Konceptet innebar ocksa att produktionskostnaderna kommer oka, vilket bliravgorande eftersom detta innebar en stor okning sett pa arsbasis.

En utredning av de kostnader som de befintliga pumphjulen skapar hargjorts och denna visar att det inte finns nagra stora pengar att spara av attminska exempelvis lagerhallningen av pumphjul varlden over. Lagerhallningeninkluderar uppgifter fran Flygts centrallager i Lindas och i Metz, men ocksaen inventarie av de pumphjul som aterfinns pa respektive saljbolag varlden over.

Rapporten slar fast att en overgang till ett reglerbart pumphjul kommeratt oka kostnaderna totalt sett och aven forsamra pumphjulets prestanda.

Mekanisk varmeteori och stromningslara,IKP581 83 Linkoping

6 februari 2006

—

LITH-IKP-EX--06/2318--SE

—

CONTROLLABLE PUMPIMPELLERS

REGLERBARA SKOVLAR PA PUMPHJUL

Tobias Ragnarsson

××

reglerbara skovlar; pumphjul; impeller; pump; skovel; propeller; turbin

Sammanfattning

Rapporten utreder om det ar motiverat att med hjalp av ett reglerbart pump-hjul, minska den variantflora av pumphjul som aterfinns pa en N3127MT, somar en mellanstor avloppspump, i en konstruktionsmassig analys och ocksa enekonomisk analys.

I rapporten behandlas ett koncept med reglerbara skovlar. Detta koncept stud-eras i ett konstruktionsmassigt och stromningsmassigt perspektiv dar for- ochnackdelar behandlas. Tillverkningskostnad for konceptet uppskattas ocksaoch stalls mot de lagerkostnader och ovriga kostnader som de befintliga pump-hjulen generar.

Rapporten visar att konceptet har samre egenskaper an de befintliga pump-hjulen, dar skarande egenskaper och verkningsgrad bland annat beaktats. Kon-ceptet innebar ocksa att produktionskostnaderna kommer oka, vilket blir av-gorande eftersom detta innebar en stor okning sett pa arsbasis.

En utredning av de kostnader som de befintliga pumphjulen skapar har gjortsoch denna visar att det inte finns nagra stora pengar att spara av att min-ska exempelvis lagerhallningen av pumphjul varlden over. Lagerhallningeninkluderar uppgifter fran Flygts centrallager i Lindas och i Metz, men ocksaen inventarie av de pumphjul som aterfinns pa respektive saljbolag varldenover.

Rapporten slar fast att en overgang till ett reglerbart pumphjul kommer attoka kostnaderna totalt sett och aven forsamra pumphjulets prestanda.

v

vi

Abstract

The thesis investigates if it is possible to replace several pumpimpellers withone controllable pumpimpeller, with a economical and a manufacturing anal-isys aspect. The studied pumpimpeller is mounted on a midrange wastewa-terpump, N3127MT.

In the thesis a contemplated manufacturing process is evaluated for a conceptthat are supposed to act as a controllable pumpimpeller. The pumpimpellerare studied in a manufacturing and flow matter and are presented in the thesis.The manufacturing cost is also estimated, and this has been compared to thestorage cost and other costs that the existing pumpimpeller generates.

The thesis also shows that the concept has minor losses in cutting qualityaswell as the effiency comparing to the existing pumpimpeller. The conceptalso raises the manufacturing cost and this increasing cost makes the pre-sented concept to expensive to carry through.

An investigation of the costs that the existing pumpimpeller produces hasalso been done, and this shows that there is not that much expenses to earnregarding to for example the storage cost. The storage cost includes informa-tion from Flygt’s central storagecenter in Lindas, Sweden and Metz, France,and also an inventory about the pumpimpellers located at Flygt’s differentdistributors worldwide.

The thesis shows that a controllable pumpimpeller will generally increasethe cost for the pumpimpeller and the performance of the pumpimpeller willdecrease.

vii

viii

Forord

I och med slutforandet av denna rapport har jag fullgjort mitt examensarbetepa 20 poang vid Linkopings Universitet. Handledare for examensarbetet harden eminente Roland Gardhagen, doktorand vid Linkopings Universitet inomMekanisk varmeteori och stromningslara vid Institutionen for produktions-och konstruktionsteknik, och Jan Johansson, konstruktor vid ITT Flygt AB,varit.

Jag vill harmed tacka alla inblandade i examensarbetet dar flera personer varitavgorande for att ro detta i hamn. Ingen namnd, ingen glomd.

Till slut vill jag aven ta tillfallet i akt att tacka familj, vanner och flickvanfor det stod och den uppmuntran jag fatt under min studietid.

ix

x

Innehall

1 Inledning 11.1 Bakgrund . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Uppgift . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3 Problembeskrivning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4 Mal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.5 Avgransningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2 Konstruktion 52.1 Problematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Konstruktionsideer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.2.1 Passbitar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.2.2 Utnyttjande av centrifugalkraften . . . . . . . . . . 82.2.3 Variera hojden pa pumphjulet . . . . . . . . . . . . 102.2.4 Stockningsfri pump . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.5 Vingklaff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.2.6 Led . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.2.7 Delad led . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132.2.8 Skjutbara skovlar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

3 Koncept 173.1 Potentiella koncept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.1.1 Led . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.1.2 Led, variant II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.1.3 Skjutbar skovel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

xi

4 Tillverkning 214.1 Vald konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

4.1.1 Bearbetning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

5 Ekonomisk kalkyl 255.1 Kostnadsberakningar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

5.1.1 Tidsatgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255.1.2 Kostnader . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265.1.3 Sammanstallning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285.1.4 Kostnader pa arsbasis . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

6 Slutsatser 31

7 Utblick 33

Referenser 34

Bilagor 37

A Berakningar 37A.1 Berakning av kraften som verkar pa stiftet . . . . . . . . . . 37

xii

KAPITEL 1

Inledning

1.1 Bakgrund

De flesta pumpar har specifika anvandningsomraden 1 i vilka de ar optimera-de for att fungera bast. Pumpen skall arbeta i detta omrade och darav gors enuppskattning av vad som skall pumpas och hur det skall pumpas; en sa kalladsystemkurva skapas. For att na maximal verkningsgrad pa pumpen vid aktuelldriftpunkt svarvas hjulet till den diameter som genererar en pumpkurva sommatchar systemkurvan bast. Denna driftpunkt 2 ligger dar system- och pump-kurvan skar varandra, se figur 1.1 pa foljande sida, da pumpen har sin bastaverkningsgrad.

I varje pumphjulsserie aterfinns en uppsjo av diametrar och olika geometriut-formningar pa pumphjulet.

1.2 Uppgift

Med detta examensarbete skall det undersokas om det gar att tillverka ettpumphjul som kan variera skovlarna, och darmed aven diametern, sa att dessatacker in olika diametrar i ett och samma pumphjul med en godtagbar kon-struktionslosning. Detta skulle leda till en minskad lagerhallning av pumphjul

1Dessa omraden kan exempelvis vara pumpa pappersmassa, dagvatten eller som i det harfallet, avloppsvatten.

2Hadanefter benamns denna punkt BEP, Best Effiency Point.

1

da det reglerbara pumphjulet skulle kunna ersatta de befintliga fasta model-lerna. De fasta pumphjulen i serie N3127MT uppgar till 57 stycken och dia-metern varierar fran 163 mm till 220 mm, varav 54 utgor specialhjul 3 och 3aterfinns i standardsortimentet.

Pumphjulet som skall studeras sitter pa en N3127MT som ar en mellanstoravloppspump.

Flöde [l/s]

Try

ck [m

vp]

pump−systemkurva

Figur 1.1: Ovan visas hur en pump valjs ut i en tryck-flode-kurva med hjalpav en systemkurva och olika pumpkurvor. De svarta kurvorna ar olika pump-hjul och den roda systemkurvan. Hamnar systemkurvan mellan tva pumphjulkan det storre pumphjulet svarvas ned till aktuell driftpunkt och ett sa kallatspecialhjul har astadkommits. Dessa ingar inte i standardsortiment men kanfas vid uttrycklig onskan och till ett hogre pris.

1.3 Problembeskrivning

Tidigare studier har visat, [4] och [10], att ett reglerbart pumphjul kan varaett tankbart alternativ for att styra flodet. En prototyp har ocksa konstrueratsmed reglerbara skovlar for att studera vilken pumpkarakteristik 4 som erhalls.De tester som genomforts pa prototypen visar att karakteristiken pa pumpenar den samma som for fasta diametrar, men verkningsgraden ar samre, vilketocksa galler det damda trycket5 som pumpen kan astadkomma. Problemet

3Specialhjul finns att kopa mot en hogre kostnad och tillverkas endast vid bestallning.4Med pumpkarakteristik menas den tryck-flode kurva som pumphjulet genererar.5Det tryck, H , som pumpen presterar da flodet, Q, ar 0.

2

med att astadkomma ett reglerbart pumphjul ar att prestandan for pumphjuletforsamras, vilket innebar att man ersattar ett val fungerande pumphjul med ettsamre. En konstruktionslosning pa problemet maste pavisa egenskaper somar likvardiga det befintliga pumphjulet.

1.4 Mal

Malet med examensarbetet ar att studera den befintliga prototypen, samt attfundera pa andra losningar som kan ersatta de olika diametrarna pa pump-hjulet och darmed minska antalet olika pumphjul. En tankt tillverkningsgangskall ocksa utarbetas for att studera vad som ar realiserbart och inte, och kost-nader for denna skall ocksa utvarderas. Verkningsgraden pa pumphjulet skallvara godtagbar pa ett modifierat pumphjul. Darefter skall aven berakningarav lagerkostnader, tillverkningskostnader och ovriga kostnader som tillkom-mer/forsvinner stallas mot varandra for att avgora vilka evenuella vinster somkan goras. Alltsa ar foljande parametrar viktiga:

• tillverkningsprocess

• tillverkningskostnad

• lagerkostnad

• ovriga kostnader

• verkningsgrad

• konstruktions- och stromningsmassigt godtagbar losning

1.5 Avgransningar

De avgransningar som ar uppsatta for arbetet ar foljande

• arbetet utfors pa N3127MT.

• skoveln stalls in i avsett lage innan montering i pumpen. De reserv-delshjul som aterfinns pa saljbolagen6 ar reglerbara och stalls in vidmontering.

• pumphjulet skall vara balanserat.

• slitage behandlas oversiktligt.

• losningen skall vara konstruktions- och stromningsmassigt godtagbar.

6ITT Flygt AB anvander sig av saljbolag varlden over som, kortfattat, fungerar som en lokalleverantor, nara kunden.

3

• markant forandring av geometrin pa N-hjulet ar inte aktuell, da dettaskulle vara alltfor tidskravande.

• igensattning behandlas i viss man.

• pumphjulet ar inte reglerbart under drift.

• normalt avloppsvatten antas.

4

KAPITEL 2

Konstruktion

Olika ideer har studerats fran diverse kallor och senare evaluerats for attavgora vilken eller vilka som kan bli intressanta att studera vidare. Dessaideer presenteras nedan.

Kommentarerna grundar sig pa en uppskattning mellan tummen och pek-fingret som forfattaren och annan kunnig personal pa foretaget tagit upp viddiskussion. Prioritet for iden har ocksa angivits och dessa har angivits i lag,medel och hog, dar lag innebar forkasta, medel innebar ha i atanke och hoginnebar att denna kan arbetas vidare med.

Se figur 2.1 pa nasta sida for att studera ett befintligt pumphjul av N-typ.

2.1 Problematik

Vid konstruktion har vissa forutsattningar skapats och andra funnits sedan ti-digare. En avvikande geometri pa pumphjulet ar inte aktuell, slitage behand-las oversiktligt och det faktum att hjulet aven skall vara balanserat ar vitalt.Viktiga saker att tanka pa vid konstruktion eller modifiering av ett pumphjulav N-typ ar att...

• det faktum att arean pa kanalen hela tiden okar, innebar att fluiden byg-ger upp tryck utmed skoveln och hastigheten minskar.

• den vinkel1 som skoveln bildar gentemot navskivan bidrar till att has-

1Denna vinkel benamns α-vinkeln.

5

Figur 2.1: Ett N-hjul

tighetsprofilen vid bakkanten av skoveln i utloppet ar jamn.

• skoveln ar spetsig i bakkanten for att forhindra avlosning.

• stromningen utmed PS2 pa pumphjulet paverkar verkningsgraden mind-re och det ar mojligt att bibehalla god verkningsgrad aven vid olikaingrepp, enligt [7]. Se aven figur 2.4 pa sidan 9.

• mindre modifieringar pa navskivan paverkar inte pumphjulets verk-ningsgrad vasentligt.

• toleranskraven for pumphjulet innebar att hojden pa pumphjulet intekan varieras nagonstans. Pumphuset foljer den svarvade ytan pa ovan-sidan av skoveln till utloppet med en tolerans pa 0,3 mm. Se figur 2.5pa sidan 10 for en studie av en pump i genomskarning.

• de spalter som bildas vid exempelvis en led ar av mindre betydelse forverkningsgraden och dessa behover inte tackas over for att forhindralackfloden.

• obalans innebar att pumphjulet enbart far variera 40 g/cm gentemot sinmotsatta, symmetriska sida.

• den hoga kolhalten i materialet innebar att materialet ar svart att svetsai.

2PS star for tryckssida, pressureside. Motsvarande uttryck finns for sugsida, SS som star forsuctionside.

6

Figur 2.2: Ett N-hjul och nagra av dess viktiga delar. 1 α-vinkeln. 2 Utlopp-sarea. 3 Navskiva. 4 Skovel. 5 PS av skoveln. 6 Inlopp.

Se figur 2.2 for beskrivning av de olika delarna och figur 2.3 pa nasta sida foratt studera stromlinjer och tryckfordelning i pumphjulet.

2.2 Konstruktionsideer

Olika ideer om hur pumphjulet skall modifieras har genererats. Dessa ideerar pa intet satt fullstandiga och genomtankta i detalj, utan mer losa tankarom hur problemet kan losas. I avsnitt 4.1 pa sidan 21 behandlas de ideer somarbetats vidare med.

2.2.1 Passbitar

Tanken ar att lostagbara passbitar monteras pa navskivan som sista del. Utgafran ett befintligt pumphjul av N-typ och fras bort ungefar en tredjedel av bak-kanten pa skoveln. Olika passbitar for respektive diameter tillverkas separatoch dessa monteras pa pumphjulet.

Kommentar

Generellt beror inte lagerkostnaden av olika delar pa storleken av det manvill lagra, enligt [9]. Darav kvarstar samma problem som forut med olika de-lar som lagerhalls. Prioriteten blir darmed medel.

7

Figur 2.3: Stromlinjer och tryckfordelning i ett N-hjul, dar rod farg visar denstorsta tryckpakanningen och bla den lagsta.

For- och nackdelar:

+ Bra verkningsgrad vid olika diametrar.

+ Enkelt att tillverka grundmodellen utan den sista passbiten.

- Lagerhallning av passbitar.

2.2.2 Utnyttjande av centrifugalkraften

Da varvtalet okar, okar aven centrifugalkraften. Om materialet ar elastisk ochdessutom tungt i andarna kommer pumphjulet att utvidga sig under drift ochpaverka flodet.

Kommentar

Vid laga diametrar utvidgar sig materialet marginellt. Dessutom ar material-valet svart da det dels maste vara oerhort hart for att inte deformeras och delsvaldigt elastiskt for att tillgodose grundtanken med utvidgningen. Prioritetlag.

For- och nackdelar:

8

Figur 2.4: Figuren visar ett N-hjul med tre skovlar. Den relativa hastighetenar lagre pa PS an pa SS, vilket motiverar ingrepp pa PS. Dock okar hastig-heten pa fluiden utmed skoveln pa PS och darmed maste ingreppet ske darhastigheten ar som lagst, om mojligt. Stromlinjerna visar ocksa en virvel vidskoveln. Bilden ar aven representativ for ett hjul med tva skovlar, dar hastig-hetsfordelningen upptrader pa samma satt utmed skovlarna.

9

Figur 2.5: En pump i genomskarning. I figuren visas pumphjulet och desstoleranskrav pa 0,3 mm i hojdled. Vattnet kommer i kanalen nerifran ochslungas ut via pumphjulet till vanster i bilden.

- Marginell paverkan vid sma diametrar.

- Svart materialval for att tillgodose kraven.

2.2.3 Variera hojden pa pumphjulet

Vid drift skall hojden pa pumphjulet varieras. Detta skulle innebara att geo-metrin bibehalls men hojden okar och darmed paverkas aven flodet. Verk-ningsgraden ar fortsatt god. Detta diskuteras aven i [4].

Kommentar

Toleranskraven pa hjulet ar 0,3 mm i hojdled runt skoveln for att den skallpassa i pumphuset. Darav kan denna justering ej genomforas. Prioritet lag. Sefigur 2.5 for en studie av en pump i genomskarning och dess toleranskraven ihojdled.

For- och nackdelar:

- Toleranskraven forhindrar denna typ av konstruktion.

- Svar konstruktion av pumphuset for att tillgodose en hojdledsokningpa pumphjulet.

10

Figur 2.6: En stockningsfri pump. Geometrin skiljer sig fran N-hjulet.

2.2.4 Stockningsfri pump

Iden ar ursprungligen ett pumphjul som Flygt tidigare anvant sig av. Dennabehandlas aven i litteratur, se [14]. Tanken ar att de tre olika skovlarna arrorliga och kan darmed reglera flodet.

Kommentar

Iden som namnts ovan bygger pa ett pumphjul av annan geometri som inte arrelevant i denna rapport, se figur 2.6. Dock ar tanken god for avsedd geometri,men stracker sig utom examensarbetets granser. Prioritet lag.

For- och nackdelar:

- Avvikande geometri.

2.2.5 Vingklaff

Iden ar hamtad fran teorier kring flygplansvingar, se [ 2], och ar tamligen teo-retisk. Tanken ar att en del av skoveln placeras pa annat satt, beroende pa hurflodet gar. Detta kan vara gynnsamt, men vidare studier ar nodvandigt for attutvardera hur skovlarna skall placeras samt hur de skall utformas. Se figur 2.7pa nasta sida.

Kommentar

Iden ar relevant, men svar att genomfora da en forsta approximation av dentidsatgang som kan komma att kravas av en denna typ av analys kanns valdigtomfattande, dels berakningsmassigt och dels CAD-massigt. Prioritet lag.

11

Figur 2.7: En flygplansvinge med klaffar utfallda. Stromlinjerna foljer krop-pen val och att anvanda sig av denna tanken som grundide inom pumphjulenkan vara intressant.

For- och nackdelar:

- Hog teoretisk niva.

- Ny geometri.

2.2.6 Led

Tidigare har studier inom foretaget utforts pa denna ide, vilket ocksa patente-rats av ett sydafrikanskt bolag, se [22]. Se figur 2.8 pa motstaende sida.

Kommentar

Iden ar bra och bade for- och nackdelar finns. Resonemanget i 2.1 pa sidan 5skall beaktas. Problem uppstar da utgangsdiametern ar till exempel den storstai serien och sedan skall reglering till en mindre diameter ske. Da detta in-traffar, okas forst arean pa utloppskanalen for att sedan minska denna igendar leden tar vid. Detta far till foljd att den tryckuppbyggnad som sker utmedskoveln avtar och minskar da arean pa kanalen minskar.

Aven α-vinkeln paverkas vilken bidrar till att skapa en jamn hastighetsprofili utloppet av pumphjulet. Om skoveln regleras mot centrum for att minskadiametern, paverkas vinkeln i fel riktning och bidrar darmed till en an mersnedfordelad hastighetsprofil. Vidare bildas en spalt da skovlarna regleras ut-anfor navskivan. Detta ar dock inte det storsta problemet. Prioritet hog.

12

Figur 2.8: Den befintliga prototypen som finns pa foretaget ar konstrueradefter denna princip. Vid en reglering mot centrum, det vill saga en mindrediameter, minskas utloppsarean vilket far till foljd att den tryckuppbyggnadsom sker, minskar da arean pa kanalen minskar.

For- och nackdelar:

+ Enkel ide.

+ Realiserbart.

- Kan bli flera ingrepp pa detaljen.

- Okande och minskande av utloppsarea da pumphjulet regleras till enmindre diameter.

2.2.7 Delad led

Iden ar ursprungligen en patenterad ide som utarbetats for pumphjul. Dethar visat sig i studier, se [16], att lyftkraften for en delad led okar vid tes-ter av vingprofiler av denna typ och darmed kommer aven en applikation sompumphjul ha en forbattrad pumpkapacitet. Samma problem kvarstar som dis-kuterades i 2.2.6 pa motstaende sida. Se figur 2.9 pa nasta sida.

Kommentar

Iden ar vard en extra tanke och kan fungera som en variant av de olika teknis-ka losningar som skall tas i beaktande innan konstruktion. Prioritet medel.

For- och nackdelar:

- Avlosning i vaken.

- Samma problem som i 2.2.6 pa motstaende sida.

13

Figur 2.9: En illustration som visar att enbart en del av skoveln regleras.

2.2.8 Skjutbara skovlar

I resonemanget i 2.1 pa sidan 5 framgar att om modifieringar av skoveln arnodvandig skall denna utforas pa PS pa skoveln for att minimera paverkanav verkningsgraden. Se figur 2.4 pa sidan 9. Tanken med iden ar att en ex-tra skovel placeras bakom den befintliga och att denna gar i ett spar bakomden befintliga skoveln och tacker upp de diametrar som ar tankta att inga iregleringen. Se figur 2.10 pa nasta sida.

Kommentar

Problematiken som diskuterades i 2.2.6 pa sidan 12 frangas da en extra sko-vel pa PS anpassad efter den storsta diametern skjuts fram och tillbaka. Areanokar darmed hela tiden och aven α-vinkeln ar anpassad for en storre diame-ter. En nackdel med iden ar dess daliga igenstattningsegenskaper 3. Prioritetmedel.

For- och nackdelar:

+ Bra verkningsgrad for flera diametrar.

+ Okande area langs utloppkanalen.

- Lite utrymme pa HT-sidan av skoveln.

- Hog igensattningsfaktor.

3I avloppsvatten pumpas allt sasom exempelvis lakan, strumpbyxor och dylikt.

14

Figur 2.10: Skjutbara skovlar. Figuren visar hur de skjutbara skovlarna armonterade.

15

16

KAPITEL 3

Koncept

3.1 Potentiella koncept

Vid en narmare granskning och utvardering av de olika ideerna presenteradei 2.2 pa sidan 7 har de mest intressanta koncepten valts att studera vidarefor att utreda for- och nackdelar och den mest intressanta iden presenteras ikapitel 4 pa sidan 21.

3.1.1 Led

Iden ar tankt att vara en enklare losning pa problemet och tillverkningseffek-tiv. Se figur 2.8 pa sidan 13.

Forutsattningar

• Studien utfors pa ett pumphjul av sort N3127MT med 220 mm i dia-meter.

• Hjulet regleras pa plats innan installation i avsedd pump.

• Hjulet skall regleras -32 mm.

Konstruktion

Detta ar det huvudsakliga ideerna kring konstruktionen.

• Skoveln kan stallas i tre lagen, 188, 202 eller 220 mm i diameter.

17

• Tre borrade hal i navskivan for att stalla skoveln i onskat lage.

• Ett stift monteras genom navskivan och i skoveln vilket skapar en led.

• Ett stift i navskivan som faster i skoveln och staller skoveln i onskatlage.

• Skoveln regleras sa nara inloppskanalen som mojligt for att avseddadiametrar skall tackas. Dock skall reglering ske innan kanten uppe paskoveln vrider sig.

• Infastning maste ske sa att skovelns yta inte skadas. Detta astadkommesgenom att gjuta sista biten pa skoveln separat och gora denna tjockarepa PS, trycksidan, av skoveln dar stiftet monteras. Enligt resonemangom stromningen pa PS av skoveln i 2.1 pa sidan 5 ar detta mojligt.

• Konstruktionen utgar fran det storsta hjulet i serien. Det faktum att enspalt bildas mellan periferin pa skoveln och periferin pa navskivan arav mindre betydelse.

Kommentar

Forsaljningsstatistik for pumphjulen visar att 48% av de hjul som saljs ar 220mm i diameter och 38% ar 202 mm i diameter. Tanken med denna konstruk-tion ar att bibehalla den goda verkningsgraden for det storre hjulet och haen relativt bra verkningsgrad for det mellersta hjulet. Enligt tidigare resone-mang i 2.1 pa sidan 5 och i 2.2.6 pa sidan 12 kommer verkningsgraden attforsamras vid reglering till 188 mm i diameter, men eftersom detta enbartmotsvarar 14% av forsaljningen prioriteras detta ned nagot.

Den minsta diametern for stiftet ar 1 mm enligt berakningar i A.1 pa si-dan 37. Dessutom anvander sig konstruktionen av tva stift och darmed mins-kar pafrestningarna for respektive stift ytterligare. Ett stift pa 1 mm aterfinnsinte i standardutbud av artiklar utan stiftet kommer att vara runt 5 mm tjocktoch konstruktionen klarar darmed olika pafrestningar och oforutsedda, snab-ba tryckstegringar.

Da skovlarna gjuts tjockare okar vikten av pumphjulet, vilket far till foljdatt drivdelar och den axel som pumphjulet sitter pa maste dimensioneras efterdetta. Enligt [21] ar sa sma modifieringar pa skoveln ej av betydande matt ochdarmed kan dessa negligeras.

3.1.2 Led, variant II

Forutsattningar

• Pumphjulet ar reglerbart i efterhand.

18

• Konstruktionen utfors pa en N3127MT med diameter 202 mm.

• Pumphjulet skall reglera +18 mm och -14 mm.

• Konstruktionen ar tankt att vara stromningsmassigt effektiv.

Konstruktion

Detta ar den huvudsakliga ideerna kring konstruktionen.

• Istallet for stift; en rorlig led. Detta motverkar igensattning av storamaterial genom att leden inte skapar samma typ av spalt som de tidigarelosningarna gjort. Pa samma satt som tidigare fasts material pa PS avskoveln.

• Leden sitter i samma vinkel som skoveln. Navskivan svarvas ned i sam-ma vinkel sa att skoveln kan ga pa navskivan. Se figur 2.1 pa sidan 6 foratt se hur skoveln vrider sig och inte ar vinkelrat gentemot navskivan.

• En bult och en mutter faster den reglerbara skoveln i onskat lage.

Kommentar

Det faktum att leden sitter i samma vinkel som skoveln innebar att skovelninte bara regleras i sidled, utan aven i hojdled. Detta far till foljd att tole-ranskraven, se resonemang i 2.1 pa sidan 5, pa 0,3 mm runtom skoveln inteuppfylls och atgarder mot detta maste vidtas. Da pumphjulet sitter i pumphu-set och en ny utformning av pumphuset inte ar aktuell maste nagot goras medskoveln.

Ovansidan pa den rorliga skoveln svarvas ned i samma vinkel som navskivanoch darmed uppfylls toleranskraven da reglering till den minsta diameternsker. Da uppkommer emellertid ett nytt problem, vilket intraffar da pumphju-let inte ar reglerat till minsta diametern. Det bildas en spalt mellan den rorligaskoveln och pumphuset pa ovansidan som nar sitt maxvarde da reglering tillden storsta diametern sker. Denna spalt har storleken dubbla maximala dju-pet som navskivan svarvats ned i. Fordelen med denna konstruktion ar attbelastningen pa leden minskar. Nackdelen ar att det blir manga ingrepp vidtillverkning och lackfloden i den uppkomna spalten mellan PS och SS. En va-riant for att kringga problemet ar en form av armbagsled som aven justeras ihojdled da vridning sker. Det sistnamnda blir emellertid svart att genomfora.

3.1.3 Skjutbar skovel

I resonemanget i 2.1 pa sidan 5 framgar att stromningen pa PS av skoveln armindre viktig an den pa SS. Detta mojliggor en annan typ av konstruktionmed skjutbara skovlar. Dessa monteras pa PS av den befintliga och skjuts i

19

ett spar for att tacka in relevanta diametrar i konstruktionen. Se figur 2.10 pasidan 15.

Forutsattningar

• Konstruktionen utfors pa en N3127MT med 220 mm i diameter.

• Hjulet skall regleras mellan 188 mm och 220 mm.

• Skovlarna ar reglerbara i efterhand.

Konstruktion

Detta ar de huvudsakliga ideerna kring konstruktionen.

• Skovlarna pa ett befintligt pumphjul med 220 mm i diameter svarvasned for att enbart tacka in den minsta diametern, 188 mm. Detta in-nebar att den nedsvarvade varianten blir sa lik det befintliga 188 mmhjulet som mojligt, med hansyn till α-vinkel och utloppsarea. Navski-van bibehalls med 220 mm i diameter.

• Extra skovlar monteras pa PS av de nedsvarvade skovlarna och skjutsfram och tillbaka i ett vinklat spar for att tillgodose de diametrar somskall tackas in i reglerbarheten.

Kommentar

En stor fordel med detta koncept ar att skovlarna skjuts i spar for att erhallaavsedd diameter. Detta mojliggor ett installande av specialdiametrar vilketinte gar i de tidigare koncepten. Nackdelar med konceptet ar exempelvis attdet kan vara svart att fa pumphjulet balanserat 1, vilket innebar att skovlarnamaste stallas i samma lage. Det faktum att skovlarna sitter langt fran centrumforbattrar inte detta konstaterande.

Den storsta nackdelen ar emellertid hjulets igensattningsegenskaper, vilketkommer innebara stora bekymmer. Nar avloppsvatten med tillhorande in-nehall strommar genom pumphjulet kommer saker fastna i den spalt sombildas mellan skovlarna.

1Toleranskraven innebar att pumphjulet enbart far variera 40 g/cm gentemot sin motsattasymmetriska sida.

20

KAPITEL 4

Tillverkning

4.1 Vald konstruktion

Vid en narmare granskning och utvardering av de olika ideerna presenteradei 3.1 pa sidan 17 har ett koncept valts att analysera vidare, Led. Konceptethar bedomts att ha god prestanda samtidigt som det ar realistiskt att utfora.Konceptet finns beskrivet i 3.1.1 pa sidan 17 och resonemanget kring kon-struktionen fortsatter nedan.

En studie av forsaljningsstatistiken visar att de specialmodeller1 av pump-hjulet som finns att bestalla, utgor dessa en valdigt liten del av de totala anta-let pumphjul som saljs2. Darav tas ingen hansyn till specialmodellerna i dentankta regleringen och pumphjulet skall darmed regleras mellan 188 mm och220 mm.

Kommentar

For att skapa en konstruktion med hallbar led kravs modifieringar pa pump-hjulet. Om pumphjulets skovlar svarvas ned cirka en tredjedel, precis innande vrider sig, erhaller man ett pumphjul enligt figur 4.1 pa foljande sida. I fi-guren visas svarigheten att skapa en led, eftersom skoveln kroker sig avsevartoch den tankta leden skall vara helt vertikal.

1For den aktuella pumpen, N3127MT, finns det tre standarddiametrar, 188 mm, 202 mm och220 mm och specialmodellerna ar de diametrar som ligger daremellan med start pa 163 mm.

2Specialmodellerna utgor mindre an 0,4% av de hjul som saljs, enligt [17, 3].

21

Med detta resonemang kan det konstateras att leden maste vara vertikal ochdetta kommer att generera i att skoveln utformas med ny geometri enligt figur4.2 eller att skoveln ar krokt men dar leden aterfinns ar skoveln tjockare foratt ett vertikalt stift skall monteras som funktion av en led. Se figur 4.3 panasta sida.

Den helt vertikala leden har samre skarande egenskaper och aven samre strom-ningsegenskaper. Dessutom kan det behovas en ny utformning pa resterandedel av skoveln, fran inlopp till leden.

Den krokta skoveln har dock ett parti som stor stromningen utmed skovelndar den vertikala leden sitter. Som tidigare namnts i rapporten ar det viktigtatt de ingrepp som gors ar pa PS an pa SS. Detta pa grund av att hastighetenpa fluiden ar hogre pa PS och om den stromningen stors bildas virvlar sombidrar till forsamrade pumphjulsegenskaper. Observera att det pa intet satt arpositivt att gora ingrepp pa PS, utan det ar det minst daliga. Se aven figur 2.4pa sidan 9 som visar hastighetsfordelningen utmed skovlarna.

(a) Det graa i figuren visar det som aterstarav navskivan efter nedsvarvning.

Figur 4.1: Ovan visas ett N-hjul med nedsvarvade skovlar. Slutsatser man kandra av figuren ar dels att skoveln ar tunn och darmed ar det svart att skapa enhallbar led och dels att skoveln ar rejalt krokt och aven det forsvarar en led.

4.1.1 Bearbetning

Nedan presenteras en tankt bearbetningsgang for konceptet. Vid tillverkningav den behandlade konstruktionen uppskattas de ingrepp som gors pa hjuletbaserat pa olika produktionsteknikers, [11, 8], erfarenheter. Iden ar tankt attvara en enklare losning pa problemet och tillverkningseffektiv.

22

Figur 4.2: Ovan visas en vertikal led. Pa undersidan syns de hal dar dels ledensitter och dels det hal dar stiftet skall sitta som staller skoveln i onskat lage.

Figur 4.3: Ovan visas en krokt skovel med en vertikal led. Notera den storningsom skapas dar leden sitter.

Forutsattningar

• Studien utfors pa ett pumphjul av sort N3127MT med 220 mm i dia-meter.

• Hjulet regleras pa plats innan installation sker i avsedd pump.

• Hjulet skall regleras -32 mm, mellan 220 mm och 188 mm.

• Hjulet stalls enkelt in pa plats av personal da de saljs som reservdels-hjul.

Konstruktion

Detta ar det huvudsakliga ideerna kring konstruktionen.

• Skoveln kan stallas i tre lagen, 188, 202 eller 220 mm i diameter, sefigur 4.4 pa nasta sida.

• Tre borrade hal i navskivan for att stalla skoveln i onskat lage.

• Ett stift monteras genom navskivan och i skoveln och skapar en led.

23

Figur 4.4: Ritningen visar ett N-hjul med tre skovlar och hur dessa kan stallasi tre olika lagen for att mota avsedd diameter.

• Ett stift i navskivan och faster i skoveln vilket staller skoveln i onskatlage.

• Da skovlarna fasts i samma lage pa bada sidor ar pumphjulet balanserat.

• Skoveln regleras sa nara inloppskanalen som mojligt sa att avsedda dia-metrar tacks in. Dock skall reglering ske innan kanten uppe pa skovelnborjar vrida sig. Se aven figur 2.4 pa sidan 9 och resonemanget i 4.1 pasidan 21.

• Infastning maste ske sa att skovelns yta ej skadas. Detta astadkommesgenom att gjuta sista biten pa skoveln separat och gora denna tjockarepa PS dar stiftet monteras. Enligt resonemang om stromningen pa PSav skoveln i 2.1 pa sidan 5 ar detta fullt mojligt.

• Konstruktionen utgar fran det storsta hjulet i serien. Det faktum att enspalt bildas mellan periferin pa skoveln och periferin pa navskivan vidreglering ar av mindre betydelse.

24

KAPITEL 5

Ekonomisk kalkyl

5.1 Kostnadsberakningar

Ingreppen pa pumphjulet som beskrevs i 4.1.1 pa sidan 23 har uppskattatsmed hjalp av [11, 8] och de kostnader beraknade nedan, med hjalp av [ 20, 9,12], skall tolkas som en fingervisning snarare an ett exakt belopp.

Observera att uppgifterna ar normerade for att forhindra att kansliga uppgiftersprids.

5.1.1 Tidsatgang

I nuvarande tillverkningsprocess gjuts pumphjulet i ett gjuteri for att sedanskickas till verkstad for att bearbetas i form av frasning och svarvning. Meddet koncept presenterat i rapporten gjuts skoveln och det kapade N-hjulet se-parat. Detta innebar att viss bearbetning for det nya pumphjulet mellan skoveloch resterande pumphjul maste ske. Detta kan exempelvis vara den spalt sombildas mellan skovel och det kapade N-hjulet, det spelrum som skoveln masteha pa navskivan eller sa att skoveln klarar toleranskraven i hojdled.

Alla dessa ingrepp ar svara att uppskatta, men kommer att rendera i en okadproduktionstid. Ett snallt antagande ar total bearbetningstid ar 0,32 minuter.

Den nuvarande bearbetningstiden ar 0,26 minuter och det resulterar i en skill-

25

nad pa 0,06 minuter1.

5.1.2 Kostnader

Gjuterikostnader

Initialt kommer modellutrustningen kosta 6 450 SEK och denna skrivs van-ligtvis av pa flera ar. I rapporten tas ingen hansyn till avskrivningen utan den-na kostnad behandlas som en engangskostnad. Darutover kommer aven dennya modellen som gjuts innebara en hogre kostnad. Denna kostnad ar svaratt uppskatta med befintlig modell och en mer noggrann CAD-ritning mastegoras, men en rimlig uppskattning ar att denna kommer innebara en hogrekostnad for gjutningen. Dessutom maste en mer detaljerad produktionsplanupprattas dar en analys visar om det ar battre att gjuta vissa detaljer pa pump-hjulet an att bearbeta dessa i maskin i efterhand.

Bearbetning

Kostnaden for den fleroperationsmaskin som anvands for ingreppen ar 31SEK/tim och da ar overheadkostnader2 inte inraknat. De extra minuterna imaskinen kommer att kosta 1 SEK. Den besparing som gors da varianterna ejsvarvas ar 0,3 SEK.

En arbetares kostnad inklusive arbetsgivaravgifter ar 12 260 SEK/ar och den-ne skall spendera 0,06 min pa den nya bearbetningen. Uppskattningsvis ar-betar personen 45 veckor om aret, 5 dagar i veckan och 7 timmar om dagenvilket leder till att de 0,06 extra minuterna kostar 0,3 SEK.

Den nuvarande kostnaden for pumphjulet ar 15 SEK/pumphjul.

Lagerkostnad

Foretaget har tva lager, ett i Lindas, Sverige och ett i Metz, Frankrike. Tan-ken ar att dessa skall tillhandahalla pumphjul till respektive saljbolag. Fortillfallet lagerhaller Lindas 4 pumphjul och Metz 0,7 pumphjul av studeradsort. En inventarie i de olika saljbolagen samt samtal med [6] har visat att detfinns uppskattningsvis 0,1 pumphjul i lager pa varje saljbolag. For narvarandefinns det 30 olika saljbolag, vilket resulterar i att det finns 4 pumphjul i lagerpa saljbolagen.

1Eftersom skillnaden mellan de tva bearbetningarna ar sapass liten, paverkas inte produk-tionen namnvart. Om exempelvis skillnaden varit 60 min, blir produktionen lidande och kanskesjunker till 7 pumpar/timme istallet for 8 pumpar/timme vilket innebar att andra parametrar masteraknas om som till exempel elforbrukning, personalstyrka eller maskinkostnad och inkludera des-sa nya siffror i den totala kostnaden.

2Overheadkostnader ar exempelvis kostnad for personalmatsal, lokalhyra, el och dylikt, ochdenna forandras inte.

26

Lagervardet av dessa beraknas med hjalp av forbrukningen under ledtidenadderat med sakerhetslagret multiplicerat med standardkostnad och 10% la-gerranta, vilket motsvarar 420 SEK/ar for 8,4 pumphjul.

Specialhjul

En annan ekonomisk aspekt att beakta vid bestallning av specialmodeller aratt dessa produceras i sma mangder, oftast 0,03 eller 0,06 till antalet, vilketrenderar i en hogre produktionskostnad. Denna kostnad ar emellertid lag, dadet som skiljer specialhjul fran ordinarie hjul ar en langre svarvtid. Vid nor-mal tillverkning produceras fler pumphjul och darmed halls kostnaden perpumphjul nere. Kunden betalar emellertid mer for en pump med specialhjulvilket innebar att samma vinstmarginal bibehalls aven om det ar ett special-hjul, enligt [13, 6].

En annan synvinkel vard att beakta ar kundens mojlighet att bestalla vilkethjul denne vill ha. Om kunden ar beredd att betala den extra kostnad somett specialhjul innebar medfor det att kunden blir nojd och far fortroende forforetaget, vilket kan rubbas om de denna mojlighet forsvinner. Konceptet pre-senterat i rapporten innebar att denna mojlighet gar forlorad.

Om kunden vet sin driftpunkt och vill ha det pumphjul som bast svarar motdenna driftpunkt innebar det en minskad energiforbrukning for pumpen ochkunden sparar darmed pengar. Alternativet for kunden, om inte specialhjulenfunnits, ar att valja en storre pump och darmed overdimensionera pumpen vil-ket renderar i en hogre effektforbrukning och darmed hogre energikostnader.

Artikelnummer

I [1] fastslas att det finns stora besparingar att gora genom att minska arti-kelfloran. For narvarande uppgar dessa i den studerade pumphjulsserien till 2stycken, varav 0,1 stycken ar standardutforande. Resterande modeller ar spe-cialhjul och tillverkas endast vid specialbestallning fran kund. I [ 1] framgardet tydligt att aven sa kallade icke aktiva artiklar3 kostar pengar men det arsvart att uppskatta denna kostnad. Ett forsok till detta har dock gjorts och en-ligt [1], vilket ocksa bekraftas av [5], uppgar kostnaden till 194 SEK/artikel/arfor en aktiv artikel och for en icke aktiv artikel 5 SEK/artikel/ar. Dock borlasaren beakta att det rader osakerhet om specialhjulen och huruvida dessakan betraktas som icke aktiva artiklar. Pumphjulen i samma serie aterfinnspa samma ritning och darmed underhalls specialhjulen aven nar standardhju-len underhalls. Kostnaden ar emellertid sapass lag att denna besparing inte

3En icke aktiv artikel ligger i systemen och underhalls inte, men kan bli aktiv vid behov. Enaktiv artikel underhalls och uppdateras och kostar darmed pengar i form av bland annat admi-nistrativ kostnad.

27

paverkar utgangen av resultatet, men behandlas likval i rapporten.

De aktiviteter som ingick i denna kostnad var, berakning av standardkost-nad, platsen artikeln tar i datorn, att produktnummer gors dar artikeln ingaroch kontroll av alla artiklar.

I [1] pavisas att merparten (mer an 60%) av alla artikelnummer som aterfinnsi foretagets sortiment ar icke aktiva artiklar, vilket motiverar en minskning avartikelfloran och dar ett reglerbart pumphjul ar ett steg i ratt riktning ur dennasynvinkel.

Ritningar

Med det nya pumphjulet kommer ytterligare ritningar tillkomma. For tillfalletaterfinns hela pumphjulsserien i tva ritningar, en bearbetningsritning och engjutritning. Den losning som diskuterats i den har rapporten kommer att be-hova fem ritningar, tva gjutritningar (en for skoveln och en for ovriga hjulet),tva konstruktionsritningar och till sist aven en sammanstallningsritning somvisar hur delarna sitter ihop. Detta innebar en okad kostnad och resonemang-et om artikelnummer spelar in aven har. Generellt ar denna kostnad lag ochpaverkar inte totalkostnaden pa ett avgorande satt.

5.1.3 Sammanstallning

• en engangskostnad for gjuteriet for modellutrustning som uppgar till 6450 SEK

• kostnaden for den nya bearbetningen i maskin ar, med ovanstaendeuppgifter, 1 SEK.

• de 0,06 extra minuterna for montering kostar 0,26 SEK.

• materialet som tillkommer (bland annat stift) kostar 0,1 SEK.

• den minskade svarvtiden leder till en besparing pa 0,3 SEK.

• antag att man i och med det reglerbara pumphjulet kan minska la-gerhallningen med 2/3, resulterar detta i en minskad kapitalbindningmed 306 SEK/ar.

• de vinster man kan gora pa en minskande artikelflora uppgar till 645SEK/ar.

Totalt sett okar kostnaden for pumphjulet med 1 SEK till 16 SEK, vilket mot-svarar en kostnadsokning med 7%. En minskning av lagervardet med 306SEK/ar vilket motsvarar en minskad kapitalbindning med 67%. Darutovergors aven en besparing da artikelnummerfloran minskar med 645 SEK/ar vil-ket motsvarar 80%.

28

5.1.4 Kostnader pa arsbasis

Ar 2004 saldes det 65 pumpar i denna serie. Om lika manga pumpar saljs var-je ar, resulterar detta i att tillverkningskostnaden totalt sett stiger med 2 129SEK/ar. Detta innebar att de besparingar som maste goras uppgar till sammasiffra.

Analysen visar att 968 SEK/ar gar att spara. Dock okar den totala kostna-den med 1 161 SEK/ar. Dessutom tillkommer engangskostnaden for modell-utrustning vid gjuteriet med 6 451 SEK.

Totalt sett blir kostnaden for det nya pumphjulet 39 354 SEK/ar gentemotden forra kostnaden som ar 30 774 SEK/ar, vilket motsvarar en okning med28%.

29

30

KAPITEL 6

Slutsatser

Det reglerbara pumphjulet kommer att innebara forsamrade egenskaper, sasomskarande egenskaper och verkningsgrad. Det koncept som presenteras i rap-porten med en led och tillhorande utfyllnad vid skoveln ar nodvandigt for attklara de pafrestningar som pumphjulet utsatts for.

Den ekonomiska analysen pavisar att det inte finns nagra stora besparingaratt gora i lagerhallning eller artikelreduktion. Det uppbundna kapital som re-dovisas ar av det mindre slaget och det ar svart att frigora dessa pengar i ochmed den okade produktionskostnad som konstruktionen innebar.

Tillverkningskostnaden for pumphjulet okar med 28% och eftersom pump-hjulet saljs i stora volymer kommer denna okade tillverkningskostnad in-nebara stora kostnader. De ingrepp pa pumphjulet som presenterades i 4.1.1pa sidan 22 ar enkla vilket gor det svart att minska dessa nya kostnader.

Aven om tillverkningskostnaden stiger med 5% kommer detta vara en ogyn-samm affar med tanke pa det antal pumphjul som saljs. Den vinst som gene-reras vid minskat artikelutbud och minskad lagerhallning ar for lag. Lasarenbor vara medveten att en stor intitialkostnad ar inkluderad i denna okning,men aven om denna inte existerade blir konceptet inte lonsamt.

Den nya konstruktionen kommer dessutom innebara forsamrade egenska-per for pumphjulet vilket behandlas i 4.1 pa sidan 21 och som ytterligareforstarker bilden av att inte realisera planerna.

31

Om specialhjulen rationaliseras bort vid detta koncept kan det innebara attkundens fortroende for foretaget rubbas. Eftersom foretaget ger kunden mojlig-heten att bestalla vilket pumphjul denne vill ha, innebar det ett stort fortroendefran kunden till foretaget. Om denna mojlighet forsvinner kan foretaget paverkasnegativt.

De belopp som kan sparas med ett reglerbart pumphjul ar valdigt sma, ochmotiverar inte en forsamring av pumphjulets egenskaper.

32

KAPITEL 7

Utblick

Vid vidare studier i amnet reglerbara skovlar kan foljande parametrar vara tillhjalp.

• Den storsta orsaken till att det reglerbara pumphjulet inte kan realiserasar det faktum att for fa pumphjul lagerhalls.Den studerade pumphjulsserien, N3127MT, innehaller enbart 3 stan-dardhjul. I storre pumpar i samma kategori (mellanstor avloppspump)aterfinns fler standarddiametrar vilket innebar storre lagerhallning ochmer artikelnummerbesparingar. En studie pa en annan pump kan gene-rera mer kaptial att spara.

• En ny geometri pa pumphjulet som underlattar den reglerbara skovelnoch som bibehaller eller forbattrar verkningsgraden for pumphjulet.

• Den okade produktionskostnaden slar valdigt hart i den ekonomiskakalkylen och att minska denna ar vitalt for att rakna hem konceptet.

33

34

Referenser

[1] J. Ahrgren. Modell for berakning av sortimentsrelaterade kostnader.Examensarbete, Institutionen for industriell ekonomi och organisation,Kungliga Tekniska Hogskolan, Stockholm, Sverige, 2004.

[2] J. D. Anderson. Fundamentals of Aerodynamics. McGraw-Hill, NewYork, USA, third edition, 2001.

[3] R. Balk. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[4] A. Bergman. Deformerbart pumphjul. Examensarbete, Institutionenfor hallfasthetslara, Kungliga Tekniska Hogskolan, Stockholm, Sverige,2004.

[5] A. Balter. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[6] J. Bratthall. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[7] T. Borjesson. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[8] P. Christensen. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[9] L. Fagerstrom. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[10] M. Falk. Reglering av flode i centrifugalpumpargenom geometriandringunder drift. Examensarbete, Insitutionen for maskinkonstruktion, Kung-liga Tekniska Hogskolan, Stockholm, Sverige, 2000.

[11] M. Gustafsson. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[12] M. Gustavsson. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[13] C. Hansen. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

35

[14] J. Holcke. Hydrauliska stromningsmaskiner. KTH, Maskinkonstruk-tion, Stockholm, Sverige, 1992.

[15] A. Kahari. Typsattning av text och matematiska formler med hjalpav LATEX. Instutitionen for teknisk databehandling, Uppsala universitet,2000. Version 3.0.

[16] D. MacFarlane. Improvements in or relating to Rotary Fans, Pumpsand the like. Davidson & Company Limited, Belfast, Nordirland, 1961.Patentansokan.

[17] H. Nilsson. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[18] M. Goossens och F. Mittelbach. The LATEX Companion. Addison-Wesley,Boston, USA, second edition, 2004.

[19] M. Magi och G. Gerbert. Maskinelement del A. Kompendiet, Goteborg,Sverige, 1998.

[20] J. Soderstrom-Olofsson. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[21] B. Stahl. Muntlig referens, ITT Flygt AB.

[22] E. Taylor. Improvements in Radial Flow Fans and the like. MacardScrews Ltd, Johannesburg, Sydafrika, 1959. Patentansokan.

36

BILAGA A

Berakningar

A.1 Berakning av kraften som verkar pa stiftet

Detta ar enbart en uppskattning av den kraft som verkar pa stiftet i leden.

F =∫

A

PdA (A.1)

dar A ar arean pa den rorliga skoveln som vattnet verkar pa och uppskattastill 54 cm2 och dar P ar det damda trycket och uppskattas till 14 mvp 1 efterstudie i pumpkurvor.Detta resulterar i att kraften uppskattningsvis blir 740 N.

F = Aσs (A.2)

dar σs ar strackgransen for grajarn och uppskattas till 200 000 MPa, och A ararean pa stiftet. Diametern pa stiftet kan nu beraknas enligt

d =√

F

πσs(A.3)

och d blir cirka 1 mm.

1mvp = meter vattenpelare dar 1 Pa = 9790 mvp.

37