Hitsatun ja valetun vaihteistokotelon teknistaloudellinen vertailu

Tämä opinnäyte on tehty Kumera Drives Oy:lle ja Peiron Oy:lle, jotka molemmat ovat osa Kumera konsernia. Kumera Drives Oy valmistaa teollisuusvaihteita ja voimansiirron elementtejä muun muassa paperi- ja prosessiteollisuuden sekä merenkulkualan tarpeisiin. Peiron Oy on rautametalleihin erikoistunut valimo, joka valmistaa suurimman osan Kumera konsernin tarvitsemista rautavaluista. Työn tarkoituksena on kartoittaa hitsatun ja valetun vaihdekotelorakenteen eroja suunnittelun, valmistuksen, lujuusominaisuuksien, materiaalien ja kustannusten kannalta. Tavoitteena on määrittää kannattavuusraja eri valmistusmenetelmille vaihteen LD-2500 kotelon piensarjassa sekä tämän jälkeen yleistää havainnot muihin vastaaviin vaihdekoteloihin. Tämän lisäksi tarkoitus on kartoittaa 3D CAD-tekniikoiden etuja vaihdekotelon suunnittelussa eri valmistusmenetelmillä ja suunnitella vaihteen LD-2500 kotelo hitsatusta valettavaksi. Tarkastelussa selvitettiin eri kotelon valmistusmenetelmien ominaisuudet, edut ja haitat sekä kustannusten muodostuminen. Kotelo suunniteltiin valettavaksi suomugrafiittiraudasta ja tehtiin tarjouspyyntöjä eri valurakenteista Peiron Oy:lle ja hitsatuista rakenteista eri koneistajille. Tarjousten perusteella vertailtiin hitsatun rakenteen ja eri valurakenteiden hintoja ja määritettiin kannattavuusraja. Kumera Drives Oy:n käytössä olevat suunnitteluperusteet käytiin läpi. Tuloksena havaittiin, että hitsattu vaihdekotelo tulee halvemmaksi yksittäiskappaleissa, mutta jos koteloita on tarkoitus myydä viisi tai enemmän, on valukotelo taloudellisempi ratkaisu. Hitsatun kotelon hinta ei laske piensarjatuotannossa toisin kuin valetun kotelon hinta. Valukotelon toimitusaikaa pidentää valumallin ja -järjestelmän suunnittelu. Teknisesti ja taloudellisesti optimaalisen valurakenteen suunnittelussa tulee käyttää apuna valimon ja malliveistämön osaamista jo heti suunnittelun alkuvaiheista lähtien. Valimon ja malliveistämön tietotaidon avulla valurakenteen kustannuksiin ja laatuun voidaan vaikuttaa suuresti. 3D CAD-ohjelmistot toimivat korvaamattomana suunnittelun apuvälineenä varsinkin valurakenteen suunnittelussa