Filter/ventil-enhet for marine gir

Abstract

Denne bacheloroppgaven tar for seg utviklingen av en ny og forbedret filter-/ventilblokk for marine girsystemer, i samarbeid med Brunvoll Volda. Bakgrunnen for prosjektet er et identifisert behov for å erstatte dagens løsning, som består av flere separate komponenter, med en mer integrert og produksjonsvennlig enhet. Den eksisterende løsningen har vist seg å ha svakheter knyttet til vedlikehold, overvåking og risiko for komponentsvikt i bypass-systemet. Målet med oppgaven har derfor vært å utvikle et funksjonelt, driftssikkert og bærekraftig design som kan produseres i CNC-Maskiner.

Arbeidet har vært praksisnært og tverrfaglig, og har inkludert observasjonsstudier av eksisterende filterhus, utvikling av rørskjema, idemyldring, 3D-modellering i Fusion 360, samt tekniske beregninger og simuleringer. To designforslag ble utviklet og vurdert. Design 1 tok utgangspunkt i en enkel og tradisjonell tilnærming, mens design 2 representerte et mer kreativt konsept. Det sistnevnte viste seg å åpne for løsninger som ga klare fordeler både med hensyn til produksjonsvennlighet og vedlikehold. Etter en helhetlig vurdering ble Design 2 valgt som det mest hensiktsmessige alternativet, basert på funksjonalitet, produksjonsvennlighet og vedlikehold.

Det nye designet samler flere funksjoner i én maskinerbar blokk, dette inkluderer, filtrering, sikkerhetsfunksjoner, trykkregulering og et pålitelig overvåkningssystem. Dette vil føre til et mer samlet system, som er mer driftssikkert. Et forenklet beregningsverktøy for trykktap ble utviklet, og styrkeberegninger for kritiske komponenter ble gjennomført. Resultatene viser at designet er teknisk gjennomførbart og oppfyller kravene til trykk, strømning og sikkerhet.

Bærekraftig løsninger er en sentral verdi for Brunvoll. Det ble gjennomført en sammenligning av ulike materialvalg med hensyn til miljøpåvirkning, og det ble valgt et nytt hovedmateriale på grunn av lavt energiforbruk, god maskinerbarhet og bedre styrkeegenskaper. Et verktøy ble utviklet for å beregne CO$_2$-utslipp og energiforbruk for ulike materialer, og resultatene støtter opp under valget.

Oppgaven har gitt studentene verdifull erfaring med praktisk ingeniørarbeid, produktutvikling og samarbeid med industripartner. Det anbefales at løsningen testes i praksis og videreutvikles gjennom CFD-analyse, livsløpsvurdering og økonomisk analyse. Det foreslåtte designet representerer en betydelig forbedring sammenlignet med dagens løsning, og gir Brunvoll et konkret og fremtidsrettet alternativ som kombinerer teknisk ytelse, bærekraft og brukervennlighet.

This bachelor’s thesis addresses the development of a new and improved filter/valve block for marine gearbox systems, in collaboration with Brunvoll Volda. The background for the project is an identified need to replace the current solution, which consists of several separate components, with a more integrated and production-friendly unit. The existing solution has shown weaknesses related to maintenance, monitoring, and the risk of component failure in the bypass system. The goal of the thesis has therefore been to develop a functional, reliable, and sustainable design that can be manufactured using CNC machines.

The work has been practice-oriented and interdisciplinary, and has included observational studies of existing filter housings, development of piping diagrams, brainstorming, 3D modeling in Fusion 360, as well as technical calculations and simulations. Two design proposals were developed and evaluated. Design 1 was based on a simple and traditional approach, while Design 2 represented a more creative concept. The latter proved to offer solutions that provided clear advantages in terms of manufacturability and maintenance. After a comprehensive assessment, Design 2 was chosen as the most appropriate alternative, based on functionality, manufacturability, and maintenance.

The new design combines several functions into one machinable block, including filtration, safety features, pressure regulation, and a reliable monitoring system. This will result in a more consolidated system that is more reliable in operation. A simplified calculation tool for pressure drop was developed, and strength calculations for critical components were carried out. The results show that the design is technically feasible and meets the requirements for pressure, flow, and safety.

Sustainable solutions are a core value for Brunvoll. A comparison of different material choices was conducted with regard to environmental impact, and a new main material was selected due to low energy consumption, good machinability, and better strength properties. A tool was developed to calculate CO$_2$ emissions and energy consumption for various materials, and the results support the choice.

The thesis has provided the students with valuable experience in practical engineering work, product development, and collaboration with an industry partner. It is recommended that the solution be tested in practice and further developed through CFD analysis, life cycle assessment, and economic analysis. The proposed design represents a significant improvement compared to the current solution and provides Brunvoll with a concrete and forward-looking alternative that combines technical performance, sustainability, and user-friendliness.