Development of the mechanical subsystems for an on-line 3D optical granulometry system

Thumbnail Image

Files

master_Laakso_Aki_2016.pdf (29.11 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2016-01-25

Department

Major/Subject

Koneensuunnittelu

Mcode

K3001

Degree programme

Konetekniikan koulutusohjelma

Language

en

Pages

69+7

Series

Abstract

This thesis presents the process of designing the mechanical structure for a commercial particle size analyzer of granular material based on on-line 3D optical granulometry technology. The analyzer can be used to monitor and increase the performance of various processes within the mining, mineral, and metal industry (MMMI), particularly grinding processes that utilize autogenous and semi-autogenous grinding mills. The analysis system contributes to the evolution of the MMMI in a more energy efficient direction, resulting in a decreased ecological footprint of the industry as well as financial benefits for the operators. The design work done for this thesis contributes to a product development project by Outotec, a technology company specializing in the MMMI. Prior work within the project included a detailed business analysis and software development. A systematic methodology to carry out the design work was derived from the field of engineering design literature. The methodology is based on decomposition of the design problem into smaller subproblems. By finding solutions for each subproblem individually, an overall conceptual solution is produced. This methodology was used to create explicit engineering parameters and a conceptual solution for the mechanical structure of the product, based on the prior work done on the product development project. The conceptual solution was then defined further into a complete mechanical design and a functional prototype. The prototype was tested and evaluated based on the engineering parameters. Based on the results, a second iteration of the design was created, improving on the initial design. Based on objective evaluation of the second design iteration, the design meets all the criteria set for the product development project and can be taken to market. However, the evaluation and further iteration of the design will continue after product launch based on customer feedback and product performance.

Tämä diplomityö esittelee optiseen 3D granulometriateknologiaan perustuvan kaupallisen partikkelikokoanalysaattorin mekaanisen suunnitteluprosessin. Analysaattorin pääasiallinen käyttötarkoitus liittyy kaivosteollisuuden erinäisten prosessien monitorointiin ja ohjaukseen. Ensisijainen käyttökohde on autogeenisiä ja semiautogeenisiä myllyjä hyödyntävien jauhatusprosessien syöttömateriaalin monitorointi. Suunniteltu laitteisto edistää kaivosteollisuuden kehittymistä energiatehokkaampaan suuntaan ja siten toimialan aiheuttaman ekologisen jalanjäljen pienentämistä. Laitteen tarkoitus on myös tuottaa taloudellista hyötyä sekä kaivosteollisuuden operaattoreille että laitteen toimittajalle. Tämän diplomityö on tehty kaivosalalla toimivan teknologiayhtiön, Outotecin, toimeksiannosta ja edesauttaa erästä yhtiön tuotekehitysprojektia. Suunnittelutyö toteutettiin tuotekehitykseen liittyvästä kirjallisuudesta löydettyjä systemaattisia menetelmiä hyödyntäen. Käytetty suunnittelumetodiikka perustuu suunnitteluongelman jakamiseen pienempiin osatekijöihin. Suunnitteluongelma ratkaistaan löytämällä kullekin osatekijälle toimiva ratkaisu. Kyseiseen metodiikkaan sekä tuotekehitysprojektin aiempiin työpanoksiin perustuen tuotteelle luotiin yksikäsitteiset suunnitteluparametrit sekä mekaaninen konsepti. Konseptin pohjalta suunniteltiin tuotteen mekaaninen rakenne ja rakennettiin toimiva prototyyppi, joka testattiin aiemmin luotujen suunnitteluparametrien perusteella. Tulosten perusteella tuotteesta suunniteltiin toinen versio, jossa korjattiin testauksessa havaittuja puutteita. Toisen tuoteversion objektiivisen arvioinnin perusteella suunnittelutyön tavoitteisiin on päästy. Tämän arvion perusteella tuote täyttää kaikki sille asetetut kriteerit ja se voidaan viedä markkinoille. Tuotteen suorituskyvyn arviointi ja rakenteen iterointi jatkuu kuitenkin vielä markkinoille viennin jälkeen.

Description

Supervisor

Ekman, Kalevi

Thesis advisor

Saviranta, Pertti

Keywords

mechanical engineering, machine design, product development, optical granulometry

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201602161366

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG