search query: @keyword modularization / total: 20
reference: 8 / 20
« previous | next »
Author:Riikonen, Heikki
Title:Development of a drive-end module for a diesel generator
Dieselgeneraattorin käyttöpään koteloinnin kehittäminen
Publication type:Master's thesis
Publication year:2010
Pages:81      Language:   eng
Department/School:Koneenrakennustekniikan laitos
Main subject:Koneensuunnitteluoppi   (Kon-41)
Supervisor:Coatanéa, Eric
Instructor:Saarinen, Ari
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  4655   | Archive
Keywords:diesel aggregate
redesign
modularization
platform design
mechanical vibrations
modal analysis
manufacturing cost estimation
dieselaggregaatti
tuotekehitys
modularisointi
alaustasuunnittelu
mekaaniset värähtelyt
moodianalyysi
valmistuskustannusten arviointi
Abstract (eng): Electricity must be produced independently in systems that are isolated from a power distribution network.
In these self-sustained systems, such as ships and oil platforms, a common process for electricity generation is accomplished by converting the energy stored in diesel fuel to electric energy.
This process is performed by a diesel aggregate, a generator set consisting of two devices sharing the common base frame: an operating diesel engine and a generator.

This thesis focuses on developing a drive-end module, a structure that, with the stator frame, constitutes the supporting construction of the generator.
While the technical requirements for the drive-end module are the air conductivity, sealing capacity and the rigidity of the structure, it is also the most varying part of the generator frame: The structure must be designed according to the required bearing-, cooling- and mounting specifications.
However, sufficiently adjusting all these requirements has been found to be a challenge in the current solutions.
Therefore there is a demand for a technically and economically optimized structure with wide adaptability among different operating diesel engines.

As an outcome of the development process, a welded structure of the drive-end module was designed and compared to the current solution from the technical and economical aspects.
The technical comparison of the structures considered the rigidity and the air conductivity of the structure, while evaluating the variability of the structure with differing assembly- and mounting specifications.
The comparison of the rigidity of the structure was based on a modal analysis, while the comparison of the air conductivity was based on referred dimensions of the structure.
In the economical comparison, the estimations were presented considering the manufacturing costs of the structures.
Besides of this, the manufacturing cost estimation also considered the economical possibilities for manufacturing a casted drive-end module.

The variability of the construction for different kinds of customer needs was rationalized with the means of platform design approach.
In the structure, a non-varying platform construction was designed, on which the varying structural elements could be designed.
The possible benefits and challenges of the platform design approach were also considered, both in theoretical and practical level.
Abstract (fin): Sähköenergia tuotetaan itsenäisesti yleisestä sähköverkosta eristetyissä ympäristöissä, kuten esimerkiksi laivoissa ja öljynporauslautoilla.
Tällaisissa ympäristöissä tyypillinen järjestely sähkön tuottamiseksi on muuntaa dieselöljyyn varastoitunut kemiallinen energia sähköenergiaksi.
Tämän prosessin toteuttavaa laitteistoa kutsutaan dieselaggregaatiksi, joka koostuu yhteiselle alustalle asennettavasta dieselmoottorista ja sähkögeneraattorista, jota tässä yhteydessä kutsutaan dieselgeneraattoriksi.

Tämä diplomityö käsittelee generaattorin ajopään moduulin kehittämistä.
Yhdessä staattorin rungon kanssa ajopään moduuli muodostaa generaattoriin kohdistuvia staattisia ja dynaamisia rasituksia kantavan rakenteen.
Muut moduulilta vaadittavat keskeiset toiminnalliset ominaisuudet ovat sen läpi virtaavan, generaattoria jäähdyttävän ilman alhainen virtausvastus sekä vaadittujen eristysluokitusten mukainen rakenteen tiiviys.
Ajopään moduuli on myös laajasti varioituva rakenne, jonka piirteet vaihtelevat niin laakerointi-, jäähdytys-, kuin myös asennusvaatimusten mukaisesti.
Näiden ominaisuuksien menestyksekäs ja kustannustehokas soveltaminen samassa rakenteessa on havaittu haastavaksi, minkä vuoksi nykyisen generaattorituoteperheen rakenneratkaisut käsittävät jonkin verran toisistaan poikkeavia osakokonaisuuksia, vaikka ovatkin yhtenevät toiminnallisilta periaatteiltaan.
Kuten useimpia suunnitteluongelmia, myös tätä kehitysprosessia voidaan pitää toiminnallisten ominaisuuksien parantamisen sekä suunnittelu- ja valmistuskustannusten laskemisen välillä tasapainottelevana optimointiprosessina.

Työn tuloksena suunniteltiin uudentyyppinen hitsattu rakenne, jonka toiminnallisia ominaisuuksia ja valmistuskustannuksia verrattiin nykyiseen rakenteeseen.
Rakenteen jäykkyyden arviointi perustui moodianalyysiin, kun taas rakenteen ilmankierrätyskyvyn arvioiminen perustui rakenteen ilmanvirtausvastuksen kannalta kriittisten mittojen vertailuun.
Työssä arvioitiin myös suunnitellun rakenteen valmistuskustannukset nykyisen rakenteen kustannusten perusteella, minkä lisäksi tutkittiin myös mahdollisia valetun rakenteen valmistuskustannuksia.

Rakenteen varioituvuuden järkevöittämiseksi generaattorituoteperheen yksittäisen runko- koon kaikki erilaiset rakennespesifikaatiot suunniteltiin silmällä pitäen niille yhteistä alustarakennetta.
Tämän pohjalta rakenteen hitsauksen suunnitteluprosessista laadittiin ehdotus, jonka mukaan hitsausohjeistus jaettaisiin useaan eri osahitsausohjeeseen, joita kuitenkin käsiteltäisiin yhtenä kokonaisuutena, Tällä tavoin useilla erilaisilla rakennespesifikaatioilla voisi olla yhteisiä osahitsausohjeita.
Alustasuunnittelun haasteita sekä sen soveltamisella saavutettavia mahdollisia hyötyjä on pohdittu tarkemmin suunnitteluprosessin yhteydessä.
ED:2010-10-27
INSSI record number: 41229
+ add basket
« previous | next »
INSSI