En tillverkare av skördetröskor hade problem med ett växellådshus som tillverkades genom sammanfogning av tre delar i olika material. Förutom omfattande monteringsarbete och passningsproblem visade sig sammanfogningspunkterna vara svaga.

En övergång till att gjuta växellådshuset i en enda del undersöktes i ett samarbete mellan tillverkaren av skördetröskan och ett gjuteri.

Växellådshuset var inbyggt mellan fälgarna på skördetröskan, vilket medför att det tillgängliga utrymmet var begränsat. Det krävdes ett material med stor frihet beträffande utformningen. Dessutom behövde materialet ha hög hållfasthet och god töjningsförmåga beroende på stor dynamisk belastning. Undersökningar visade att det fanns realistiska möjligheter att utveckla en önskad gjuten version av växellådshuset, gjutet i ett stycke i segjärn, och därigenom uppnå förbättrade bruksegenskaper och till en lägre kostnad.

Utvecklingsarbetet gjordes under stark tidspress. Parallellt med 3D-CAD-konstruktion utfördes en FEM-beräkning. De första beräkningarna på ett grovt konstruktionsutkast visade att det på grund av de extremt höga påkänningarna var nödvändigt att använda segjärn typ GJS-400-18-LT. Redan med grovutkastet gjordes en gjutsimulering för att utvärdera växellådshusets gjutbarhet parallellt med att konstruktionsarbetet fortsatte. Efter att de första studierna gett positiva resultat optimerades därefter utformningen successivt. Den i verkligheten gjutna detaljen bekräftade helt simuleringsresultaten.

Figur 37: Genomgång av nykonstruktion av komponent till skördetröska.

a. Ursprunglig utformning med flera delar.
b. CAD-modell med utformning som ett enda gjutstycke
c. FEM-beräkning för optimal anpassning av den konstruktiva utformningen med hänsyn till påkänningarna i godset
d. gjutsimulering.
e. Erforderlig yta för att möjliggöra nödvändig matning.
f. Ändring av ribbplacering med hänsyn till tillverkningskostnaderna.

De vid FEM-beräkningarna funna spänningstopparna eliminerades genom materialpåslag. Vid gjutsimuleringar upptäcktes problem som måste lösas innan man fann en optimal lösning.

Vid kalkyler, som gjordes parallellt med konstruktionsarbetet, visade det sig att man genom att ändra läget för en yttre stödribba var möjligt att eliminera en yttre och dyrbar kärna. En förnyad FEM-beräkning visade att detta var möjligt utan att försämra hållfastheten (bild f).

 

1937