Study of screw joint in tissuemachine: Standardization and optimization of screw joint in tissue machine
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Studie av skruvförband i mjukpappersmaskin : Standardisering och optimering av skruvförband i mjukpappersmaskin (Swedish)
Abstract [en]
The reliability of screw joints found in tissue machines are crucial for ensuring smooth production. Screw joints are a fundamental machine element used in the tissue machines to join different parts, creating a solid joint. The screw joints play a vital role in maintaining the structural integrity of the machinery, and is important in maintenance operations.
However, the reliability of the screw joints can be compromised, by factors such as improper clamping loads and tightening techniques. Such issues, could potentially lead to joint failure, which in turn can result in expensive repairs and production downtime. Because of this, understanding the fundamentals of screw joint behaviour is of high importance when dimensioning the joints.
In this thesis, the objectives are to study the behaviour of the screw joints with spacer block design, optimize their design and determine a recommended tightening torque. The study aims to provide an analysis of the screw joints mechanical properties, by using finite element modeling and experimental testing.
To address these problems, a combination of experimental testing and simulation methods was used. \ac{FEA} was used to model the various parts in the screw joint under different loading conditions and with varying designs to evaluate their performance. Additionally, the research include methods used to experimentally determine the coefficients of friction acting within the screw joint and their respective performance.
The results of this thesis demonstrate improvements in the design of the screw joint with spacer block design found in tissue machines, together with findings, which reveal unexpected limitations in the screw tightening torque. The results prove, that appropriate material selection, a precise tightening process and optimized flange geometry can enhance the performance of the screw joint. These insights contribute to valuable guidelines for future designs of the screw joint with spacer block configuration.
Abstract [sv]
Tillförlitligheten hos skruvförband som finns i mjukpappersmaskiner är avgörande för att säkerställa smidig produktion. Skruvförband är ett grundläggande maskinelement som används i pappersmaskinerna för att sammanfoga olika delar. Skruvförbanden spelar en viktig roll för att upprätthålla maskinens strukturella integritet, men möjliggör också underhåll.
Tillförlitligheten hos skruvförbanden kan dock äventyras, av faktorer som felaktiga klämbelastningar och åtdragningstekniker. Sådana problem kan potentiellt leda till fogfel, vilket i sin tur kan resultera i dyra reparationer och produktionsstopp. På grund av detta är den grundläggande förståelsen för skruvförbandsbeteende av stor vikt vid dimensionering av fogarna.
I detta examensarbete är målen att studera beteendet hos skruvförbanden med distansblocksdesign, optimera deras design och bestämma ett rekommenderat åtdragningsmoment. Studien syftar till att ge en analys av skruvförbandens mekaniska egenskaper genom att använda finita elementmodellering och experimentell testning.
För att lösa dessa problem användes en kombination av experimentell testning och simuleringsmetoder. FEA användes för att modellera de olika delarna i skruvförbandet under olika belastningsförhållanden och med varierande design för att utvärdera deras prestanda. Dessutom omfattar forskningen metoder som används för att experimentellt bestämma friktionskoefficienterna som verkar inom skruvförbandet och deras respektive prestanda.
Resultaten av denna avhandling visar förbättringar i designen av skruvförbandet med distansblocksdesign som finns i mjukpappersmaskiner, tillsammans med fynd som avslöjar oväntade begränsningar i skruvdragningsmomentet. Resultaten visar att lämpligt materialval, en exakt åtdragningsprocess och optimerad flänsgeometri kan förbättra skruvförbandets prestanda. Dessa insikter bidrar till värdefulla riktlinjer för framtida konstruktioner av skruvförbandet med distansblockskonfiguration.
Place, publisher, year, edition, pages
2024. , p. 76
Keywords [en]
Screw Joint, Flange Joint, Optimization, Parametric FEA, Response Surface Optimization, Coefficients of Friction
Keywords [sv]
Skruvförband, Flänsförband, Optimering, Parameterstyrd FEA, Ytresponsoptimering, Friktionskoefficienter
National Category
Applied Mechanics
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kau:diva-101288OAI: oai:DiVA.org:kau-101288DiVA, id: diva2:1887689
External cooperation
Valmet AB
Subject / course
Mechanical Engineering
Educational program
Engineering: Mechanical Engineering, spec. in Materials Engineering (300 ECTS credits)
Supervisors
Examiners
2024-08-132024-08-082024-08-13Bibliographically approved