Akukruvikeeraja otsikute magasini prototüübi valmistamine

Käesoleva lõputöö raames konstrueeriti ja valmistati uudse ehitustarviku, akukruvikeeraja otsikute magasini kaks prototüüpi. Akukruvikeeraja otsikute magasin kujutab endast seadet, mis ühendab kruvikeeraja otsikute hoiustamise ning vahetamise selliselt, et otsikute vahetamiseks pole vaja kasutada sõrmi. Otsikute vahetamiseks tuleb akukruvikeeraja adapteris olev (kasutatud) otsik sisestada magasini tühja pesasse, suruda magasinil olevat nuppu ja magnetadapter pesast välja tõmmata. Uue otsiku võtmiseks tuleb tühi magnetadapter sisestada vastavasse pesasse ja, peale otsiku magnetjõu mõjul adapterisse liikumist, välja tõmmata. Magasini eelised tulevad eriti hästi esile töötades keerulistes tingimustes (tellingutel, redelil jne). Lõputöö käigus konstrueeritud ja valmistatud prototüübid TL2.3 ja TL2.4 on väliselt identsed, kuid erineva tööpõhimõttega. Mõlema prototüübi konstruktsioon kirjeldati eraldi ning kokkuvõtlik võrdlus toodi koondtabelis. Lähtuvalt katseliselt määratud sisendparameetritest ja kirjanduse andmetest, teostati prototüüpide mehaaniliste sõlmede arvutused, mille käigus määrati konstruktsiooni tööelementide täpne geomeetria (nt koonushülsi koonilisus kiilemehhanismis). Kriitiliste detailide vastupidavuse kontrollimiseks teostati tugevusarvutused ning FEM-analüüsid. Eraldi peatükis toodi välja magasini konstruktsioonis kasutatavad materjalid. Lõputöö raames alustati ka valminud prototüüpide katsetamisega. Katsetuste teostamiseks kasutatati kahte erinevat meetodit: 1) detailide kulumise analüüs spetsiaalselt selleks valmistatud katsestendil; 2) prototüüpide katsetamine reaalsetes kasutustingimustes ehitusobjektil. Katsetuste analüüsis käsitleti neid tulemusi, mis olid saadaval lõputöö valmimise ajal. Lõputöö majanduslikus osas arvutati akukruvikeeraja otsikute magasini omahind, lähtudes sellest, et partii suuruseks oleks 500 tükki ning toote konstruktsioon põhineks otseselt väljatöötatud prototüüpidel. Omahinnad tulid vastavalt 65,30 € (põhineb prototüübil TL2.3) ning 63,93 € (põhineb prototüübil TL2.4). Omahind hõlmab endas toormaterjali, detailide valmistamise, ostutoodete ning koostamise maksumust. Lõputöö lähteülesandes püstitatud eesmärk konstrueerida ja valmistada akukruvikeeraja otsikute magasini prototüüp, sai täidetud. Lõputöö kaitsmise järgselt on plaanis jätkata akukruvikeeraja otsikute magasini tooterarendust. Põhilised ülesanded, millega tootearenduse käigus peab tegelema, on järgnevad: 1) tuleb jätkata prototüüpide katsetamist, hindamaks detailide vastupidavust ja tööriista ergonoomikat ning avastamaks võimalikke konstruktsiooni puudujääke; 2) väljatöötatud kahest tööpõhimõttest (prototüübist) tuleb valida suurema potentsiaaliga lahendus; 3) valitud konstruktsiooni tuleb parendada ja optimeerida selliselt, et suureneks töökindlus ja väheneks toote omahind; 4) tuleb välja töötada väikeseeria tootmistehnoloogia.

In this bachelor`s thesis two prototypes of a new construction accessory, a power screwdriver screwbit magazine, were designed and manufactured. Nowadays a large number of different fastening screws are used by the construction industry and thus the nomenclature of required screwbits is also wide. To a construction worker this means a necessity to constantly manage and change the screwbits during work. This problem, that initally may appear as trivial, becomes relevant when considering that some jobs require up to 400 bit changes a day. There is a broad variety of different screwbit holder solutions on the market today. Mostly, these solutions include plastic boxes with a closeable lid or elstomer pockets where the screwbits are held in by friction. All the described products function just as screwbit holders. A screwbit magazine, on the other hand, is a new approach as it combines screwbit holding with changing process. When switching screwbits with the magazine, the user does not need to use his fingers at any point of the process. The process itself goes as follows: the used bit with the magnetic adaptor is inserted to the magazine pocket. As the bit reaches the bottom of the pocket, the button of the magazine is pressed and the mechansim of the tool grips the bit. Subsequently the empty adaptor is pulled out of the pocket. To get a new bit, the adaptor is inserted to the corresponding pocket and the adaptor pulls the bit in via magnetic force. During development process two prototypes with different mechanical design, designated as TL2.3 and TL2.4, were implemented and manufactured. The mechanical design and used materials of both prototypes were described. The input parameters for design calculations were obtained from the literature or from experiments (coefficent of friction, force of pushing the button). Also the study of strength of materials and FEM-analysis were carried out to evaluate the durability of critical components. To test the prototypes, two methods were used: 1) the analysis of wear of the mechanical components in a specially built test stand; 2) testing the prototypes in real-life working conditions on a construction site. A short overview of testing results was introduced. Lastly, the cost of small series production (500 pcs.) of the power screwdriver screwbit magazine was calculated. The calculations were made with the presumption that the final product is based directly on the designs of prototypes TL2.3 and TL2.4. Therefore two different prices were obtained: 65,30 € (based on TL2.3) and 63,93 € (based on TL2.4). In conclusion, the objective of the thesis – to design and manufacture the prototype of a power screwdriver screwbit magazine – was achieved. Further development of the screwbit magazine will focus on the following: 1) further testing of the prototypes; 2) determining the superior design; 3) optimization of the design; 4) preparation of small series production.