BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV KONSTRUOVÁNÍ FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF MACHINE AND INDUSTRIAL DESIGN NÁVRH OKRUŽNÍ PILY DESIGN OF CIRCULAR SAW BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR TOMÁŠ TAUFER doc. Ing. MICHAL ČERNÝ, CSc. BRNO 013

2

3 Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství Ústav konstruování Akademický rok: 01/013 ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE student(ka): Tomáš Taufer který/která studuje v bakalářském studijním programu obor: Strojní inženýrství (301R016) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č.111/1998 o vysokých školách a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma bakalářské práce: v anglickém jazyce: Návrh okružní pily Design of Circular Saw Stručná charakteristika problematiky úkolu: Cílem bakalářské práce je konstrukční návrh a výpočet domácí okružní pily s těmito parametry: motor o výkonu cca 3-4 kw, průměr kotouče do 500 mm. Cíle bakalářské práce: Bakalářská práce musí obsahovat (odpovídá názvům jednotlivých kapitol v práci): 1. Úvod. Přehled současného stavu poznání 3. Formulaci řešeného problému a jeho technickou a vývojovou analýzu 4. Vymezení cílů práce 5. Návrh metodického přístupu k řešení 6. Návrh variant řešení a výběr optimální varianty 7. Konstrukční řešení 8. Závěr (Konstrukční, technologický a ekonomický rozbor řešení) Forma práce: průvodní zpráva, technická dokumentace Typ práce: konstrukční Účel zadání: vzdělávací činnost ÚK

4 Seznam odborné literatury: Shigley, J. E. a kol.: Konstruování strojních součástí. Vutium Brno, 010, pp.1186,isbn Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Michal Černý, CSc. Termín odevzdání bakalářské práce je stanoven časovým plánem akademického roku 01/013. V Brně, dne L.S. prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc., dr. h. c. Ředitel ústavu Děkan fakulty

5 ANOTACE ANOTACE Tato bakalářská práce se zabývá návrhem a konstrukčním řešením okružní pily (cirkulárky) pro domácí použití. Součástí je technická zpráva s rozborem i výpočty a výkresová dokumentace. Okružní pila je řešena se stolem pro podélné řezání. Stůl bude odklápěcí, čímž bude umožňovat kolébkové řezání. Přenos kroutícího momentu bude realizován pomocí řemene pro prokluz při záseku pily. Rám pily bude svařenec pro zachování tuhosti. Všechny nefunkční, pohyblivé části budou zakrytovány. KLÍČOVÁ SLOVA dřevoobráběcí stroj, okružní pila, řezání, dřevo ANNOTATION This bachelor work is dealing with design and constructive solution of circular saw for home use. Parts of this work are technical report with analysis and calculations and design documentation. Circular saw will be construct with bench for lengthwise cutting. The cradle will be hinged for cutting stocks. The gyroscopic moment will be transfered via band for belt creeping in case when saw get stuck. Sash will be weldment. All functionless and moving parts will be covered. KEY WORDS woodcutting machine, circular saw, cutting, wood 5

6 ANOTACE 6

7 BIBLIOGRAFICKÁ CITACE PRÁCE BIBLIOGRAFICKÁ CITACE PRÁCE TAUFER, T. Návrh okružní pily. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, s. Vedoucí bakalářské práce doc. Ing. Michal Černý, CSc. 7

8 BIBLIOGRAFICKÁ CITACE PRÁCE 8

9 PROHLÁŠENÍ AUTORA PROHLÁŠENÍ AUTORA Prohlašuji, že jsem celou bakalářskou práci vypracoval samostatně pod vedením vedoucího bakalářské práce. v Brně.. podpis autora 9

10 PROHLÁŠENÍ AUTORA 10

11 PODĚKOVÁNÍ PODĚKOVÁNÍ Děkuji svému vedoucímu bakalářské práce doc. Ing. Michalovi Černému, CSc. za jeho trpělivost a ochotu mi poradit. 11

12 PODĚKOVÁNÍ 1

13 OBSAH OBSAH ANOTACE... 5 KLÍČOVÁ SLOVA... 5 ANNOTATION... 5 KEY WORDS... 5 BIBLIOGRAFICKÁ CITACE PRÁCE... 7 PROHLÁŠENÍ AUTORA... 9 PODĚKOVÁNÍ OBSAH ÚVOD NÁSTROJE PRO DĚLENÍ MATERIÁLU Historický vývoj pil Vývoj moderních pil Typy pil Ruční pily Ruční pila s motorovým pohonem Příklady strojních pil PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ FORMULACE ŘEŠENÉHO PROBLÉMU Formulace řešeného problému Technická analýza zařízení Funkce zařízení Konstrukce pily Hlučnost stroje Bezpečnost stroje VYMEZENÍ CÍLŮ PRÁCE METODICKÝ POSTUP ŘEŠENÍ NÁVRH A VÝBĚR VARIANTY ŘEŠENÍ Varianty řešení Tvar hlavní kostry Umístění kotouče Zakrytování Umístění vypínače Příslušenství Volená varianta řešení KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Výpočet kroutícího momentu od motoru Návrh délky těsného pera na hřídeli motoru Silové působení na bok pera v místě náboje Výpočet minimální délky pera z otlačení Kontrola pera na smyk Klínový řemenový převod Převodový poměr klínového řemenového převodu Stanovení velikosti průřezu klínového řemene Minimální průměr řemenic Stanovení minimálních výpočtových průměrů řemenic Návrh osové vzdálenosti řemenic Určení délky klínového řemene

14 OBSAH Skutečná osová vzdálenost řemenic Stanovení potřebného počtu řemenů Předpětí řemenů Hřídel pily Zatížení hřídele a VVÚ Výpočet předběžného průměru hřídele Pevnostní kontrola hřídele Únavová kontrola hřídele Návrh délky těsného pera na hřídeli pily Silové působení na bok pera v místě náboje Výpočet minimální délky pera z otlačení Kontrola pera na smyk Kontrola vodícího ramene Kontrola čepu Kontrola napínacího šroubu Kontrola na tah Kontrola na otlačení v závitech Kontrola úhlu stoupání Kontrola zvoleného ložiska na vliv naklopení ZÁVĚR SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ SEZNAM POUŽITÝCH OBRÁZKŮ SEZNAM POUŽITÝCH TABULEK SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ SEZNAM PŘÍLOH

15 ÚVOD ÚVOD Nutnost dělení materiálu je zde odnepaměti. A to jak kvůli zkracování pro lepší skladnost, tak také pro lepší manipulovatelnost. Dělení materiálu je dále potřebné na přípravu polotovarů na výrobky různých tvarů a velikostí. Zaměříme-li se na domácnosti, jedná se zejména o dělení dřeva otopného nebo stavebního. Co je to ale dělení materiálu? Dělením rozumíme rozdvojení materiálu na dvě části (ne nutně stejné) za použití dělících nástrojů. Dělením tedy vznikají nové tvary, plochy a velikosti, v neposlední řadě také tříska, což je odebraný materiál z místa řezu. V souvislosti se dřevem pak hovoříme o pilinách. Tvar dělícího nástroje se různí s je z principu tvořen tělem nástroje a min. jedna z hran obsahuje tzv. řezné zuby. TĚLO NÁSTROJE ŘEZNÉ ZUBY Obr. 0-1 Dělící nástroj 15

16 NÁSTROJE PRO DĚLENÍ MATERIÁLU 1 NÁSTROJE PRO DĚLENÍ MATERIÁLU 1.1 Historický vývoj pil První typy pil byly známy již před 700 př. n. l., kdy Egypťané nahradili pazourek pilovým listem obr. 1-. Obr. 1- Pilka [13] Další vývoj zaznamenali Římané, kteří vyhnuli zuby střídavě do strany, čímž rozšířili řez a zamezili tak zaseknutí pily obr b Obr. 1-3 Vyhnutí zubů pily b + n Také známý génius Leonardo da Vinci přispěl do vývoje tím, že každý druhý zub otočil vzad. Tak se dalo řezat i při zpětném chodu pily obr To ale vyžadovalo dvě osoby. 1. řez. řez 1 1 Obr. 1-4 Střídání zubů pily 16

17 NÁSTROJE PRO DĚLENÍ MATERIÁLU Nejdůležitějším zlepšením však byl patent po Velké francouzské revoluci na kotoučovou pilu. Tzv. pilu bez konce obr Obr. 1-5 Kotoučová pila Další vývoj se pak dále již zabývá především vylepšením vlastností jako přizpůsobování listu i kotouče zvýšeným výkonům pohonu, požadavkům na jakost řezu, provozní spolehlivost a trvanlivost. 1. Vývoj moderních pil Máme pily celistvé z jednoho materiálu obr Dřívější přístup byl o snaze zlepšit materiál pilového kotouče. S příchodem vyměnitelných břitových destiček se dostáváme k pilám, jejichž tělo je z běžné oceli a zuby tvoří břitové destičky, které jsou nalepeny na tělo kotouče obr. 1-7a. Tyto destičky jsou buď ze zakalené oceli, ze slinutých karbidů nebo z oceli s tvrdým povlakem např. nitridem titanu TiCN obr Užitné vlastnosti a použití jsou dány geometrií kotouče, nejvíce však geometrií zubu (břitové destičky) obr. 1-7b. 1. a) b) Obr. 1-6 Jednolitý kotouč [15] Obr. 1-7 Vyměnitelné destičky a geometrie kotouče [16] 17

18 NÁSTROJE PRO DĚLENÍ MATERIÁLU BŘITOVÁ DESTIČKA POVLAK DESTIČKY Obr. 1-8 Povlakování vyměnitelné destičky kotouče TĚLO KOTOUČE 1.3 Typy pil Ruční pily Obr. 1-9 Ocaska [1] Obr Lupénková pila [1] Obr Oblouková pila [1] 18

19 NÁSTROJE PRO DĚLENÍ MATERIÁLU 1.3. Ruční pila s motorovým pohonem 1.3. Obr. 1-1 Řetězová pila [1] Obr Přímočará pila [1] Obr Kotoučová pila [1] Příklady strojních pil Obr Katr [1] Obr Pásová pila [1] 19

20 NÁSTROJE PRO DĚLENÍ MATERIÁLU Obr Kotoučová pila (cirkulárka) [1] 0

21 PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ Počet dnešních výrobců, kteří vyrábí nástroje, v našem případě okružní pily, je mnoho. Také nabízený sortiment je velmi široký a to od prosté ruční pilky, přes rozšířené okružní pily až po těžké motorované dělící stroje. Výrobců, specializujících se na okružní pily, je celá řada, protože má tento segment široké uplatnění a velký odbyt. Dále je tabulka s výrobky okružních pil od několika výrobců, srovnání parametrů a cen: Tab. -1 Porovnání parametrů pil [14] Výkon Hmotnost Prořez [kw] [kg] [mm] Cena [Kč] Výrobce Konstrukce BGU Maschinen Profilované plechy ,- Binderberger Tenkostěnné profily ,- Gude Tenkostěnné profily ,- KWS Tenkostěnné profily ,- Einhell Profilované plechy ,- Holzkraft Tenkostěnné profily ,- WIDL Profilované plechy , ,- Frott Tenkostěnné profily 1

22 PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ Tabulka obsahuje výrobce BGU Maschinen, Binderberger, Gude, KWS, Einhell, Holzkraft, WIDL a Frott. Existují samozřejmě i další. Mluvíme-li o klasické okružní pile, tedy s určením pro podélné řezání, vyrábí je především výrobci Binderberger, Gude, Holzkraft a Frott. Ostatní se zaměřují na řezání kolébkové i jiné. Pro nejběžnější použití se hodí nejvíce pily od výrobců Binderberger a Gude. Profesionálnější užití najdeme u výrobce Holzkraft a výrobci WIDL se zaměřují na těžké a dlouhotrvající provozy. V cenových hladinách pro běžného uživatele se pohybují zejména výrobci BGU Maschinen, Gude a Frott. Nejdražší jsou pak výrobci Binderberger a WIDL. Dále tabulka pro srovnání: Tab. - Cenové rozpětí nabídky [14] BINDERBERGER GUDE BGU MASCHINEN HOLZKRAFT EINHELL KWS FROTT WIDL ,- Kč ,- Kč ,- Kč ,- Kč ~1 000,- Kč ~1 000,- Kč ,- Kč ,- Kč V neposlední řadě srovnání prvku bezpečnosti, kde nejlépe hodnoceny jsou cenově nejdražší hladiny, ale i výrobky cenově dostupnější od konkurenčních výrobců.

23 FORMULACE ŘEŠENÉHO PROBLÉMU 3 FORMULACE ŘEŠENÉHO PROBLÉMU Formulace řešeného problému Jedná se o vlastní konstrukční návrh okružní pily. Zejména o nosnou konstrukci, umístění pilového kotouče, zajištění přenosu kroutícího momentu na kotouč a umístění bezpečnostního prvku do systému v případě, že přenos kroutícího momentu bude náhle zastaven. Pila musí být bezpečná, technicky a cenově konkurenceschopná Technická analýza zařízení Funkce zařízení Okružní pila je dřevoobráběcí stroj. Podle konstrukce je můžeme dělit na stolové a kolébkové, podle použití na průmyslové a domácí. U stolových pil se dělí přímým řezem desky, latě a jiné dřeva na části. Hlavním parametrem tohoto dělení je prořez; tedy možná hloubka řezu řezného kotouče. U kolébkových pil se dělí kulatiny, palivové dřevo, menší kmeny stromů apod. Dělení probíhá za vzniku pilin, odvedené kousky dřeva z místa řezu Konstrukce pily Dnešní trend jsou profilované kostry pro snížení hmotnosti. Použití plechů také není výjimkou. Důležité je však zachování tuhosti za chodu stroje a udržení stability při řezání. Veškeré konstrukce jsou převážně svařované a jen tam, kde je to potřeba se použije dělených konstrukcí (převoz na staveniště apod.) Hlučnost stroje I za chodu na prázdno má stroj hlučnost db, což je mnohem více než mluva. Okružní pila se řadí do kategorie velmi hlučných strojů a to až do 110 db při plném chodu. Do této kategorie patří dále třeba sbíječky, kovací stroje apod. Při práci je nutné použití ochranných prostředků sluchu, jinak hrozí možné poškození Bezpečnost stroje Protože okružní pila patří mezi nejnebezpečnější stroje, je třeba dbát veškerých bezpečnostních pokynů. Na stroji by neměl pracovat nikdo, kdo není řádně proškolen a zaučen. Zakrytování nefunkčních částí pily by mělo předcházet náhodnému či nechtěnému styku vnějších předmětů s částmi pily. Stejně tak částečné zakrytování řezného kotouče, je-li to možné

24 VYMEZENÍ CÍLŮ PRÁCE 4 VYMEZENÍ CÍLŮ PRÁCE Náplní práce je konstrukční řešení stolní okružní pily. Důraz bude kladen na bezpečnost a cenovou konkurenceschopnost. Konstrukce by měla být stabilní s možností převozu na jiné místo. Dále pak snadnou a rychlou výměnu pilového kotouče. Odvod pilin. Vyměnitelnost motoru. Přístup k pile ze všech stran a případné umístění přídavných doplňků. V bodech:» Vlastní návrh konstrukčních uzlů» Výpočtové ověření konstrukční pevnosti a bezpečnosti» Zajištění stability a mobility» Možnost variability» Maximalizace bezpečnosti a tuhosti» Minimalizace ceny a komplikovanosti 4

25 METODICKÝ POSTUP ŘEŠENÍ 5 METODICKÝ POSTUP ŘEŠENÍ Po zhodnocení dosavadních konstrukcí z hlediska použitých materiálů a typů sestavení se rozhodnu jakým způsobem zkonstruuji základní nosnou konstrukci. Motor zvolím z řad od firmy Siemens. Ten bude uvnitř základní konstrukce, k níž bude přišroubován. 5 Volba řemenového převodu je uskutečněna na základě nutnosti prvku bezpečnosti v systému. Řemenový převod bude napínán pomocí napínacího šroubu, který bude posunovat zároveň s motorem i hnací řemenicí. Stůl pro podélné řezání je odklápěcí, aby se dalo snadněji dostat k hnací hřídeli, motoru a pilovému kotouči, jehož vyměnitelnost se řeší maticí s opačným závitem než kroutící moment. Po otevření stolu bude pila umožňovat řezání kulatin na odklopném držáku, který v základní poloze bude zároveň podpírat stůl. Stabilita nesmí být ovlivněna. Protože okružní pila sama o sobě je jednou z nejnebezpečnějších na práci s dřevo řeznými stroji, je nutné se zaměřit také na zakrytování všech pohyblivých částí a důsledně na zabezpečení všech volných částí při chodu stroje. Nakonec je možné dodat příslušenství jako např. kolečka, systém na odvod pilin a případné řezné příslušenství jako např. úhloměr. 5

26 NÁVRH A VÝBĚR VARIANTY ŘEŠENÍ 6 NÁVRH A VÝBĚR VARIANTY ŘEŠENÍ 6.1 Varianty řešení Tvar hlavní kostry Tvar hlavní kostry se většinou konstruuje do tvaru písmene A jak vidíme na obrázcích níže. Na obr. 6-18a vidíme použití profilovaných plechů na kostru. Na obr. 6-18b se používají hutní profily. Obdélníkové tvarování do písmene M se již nedělají. Lze je ještě vidět u končící produkce. Je otázkou zda je lepší použít na konstrukci hlavní kostry profilovaných plechů nebo přímo profilů. První možnost je méně hmotná, ale je třeba dobře uvážit tuhost stroje. Obr. 6-18a Plechovaná konstrukce [14] Obr. 6-18b Profilovaná konstrukce [14] Změna konstrukce z M do A tedy znamená nejen nižší hmotnost při stejném zatížení ale i lepší využití materiálu. Také se nám tím naskýtá uvolněný prostor po stranách. Na závěr lze říci, že dostatečná tuhost hlavní kostry je prvním předpokladem bezpečnosti stroje za chodu a to i při plném zatížení Umístění kotouče Kotouč se dle normy umisťuje do čtvrtého kvadrantu. Tzn. od pravého dolního rohu až po střed z pohledu dělníka. Hodně záleží na přímé funkci stroje. Na obr. 6-19a je například umístěn uprostřed. Často se kotouč umisťuje blíže ke kraji stolu jako na obr. 6-19b. Většinou je to dáno konstrukčním uspořádáním. Motor vůči kotouči apod. 6

27 NÁVRH A VÝBĚR VARIANTY ŘEŠENÍ Obr. 6-19a Kotouč uprostřed [14] Obr. 6-19b Kotouč u kraje [14] Ve valné většině případů však kotouč zůstává uvnitř hlavní kostry. Nenachází se vně. Může být uložen mezi ložisky nebo letmo. Druhý případ je méně příznivější z hlediska zatížení, ale manipulace (výměna) je o poznání jednodušší Zakrytování Jedná se o další prvek bezpečnosti. Nedá se říci, že plným zakrytováním pohyblivých částí stroje, jaké vidíme na obr. 6-0a, získáme 100% bezpečnost. Nejde jen o zakrytování pohyblivých částí, ačkoliv to zamezí jejich nahodilým stykům s vnějšími předměty či údy osob. Je potřeba si uvědomit, že okružní pila je stroj, který pracuje s extrémními otáčkami, a patří mezi nejrizikovější stroje. (Nejvyšší počet úrazů u dřevoobráběcích strojů.) Obr. 6-0a Plné zakrytování [14] Obr. 6-0b Částečné zakrytování [14] V případě fragmentace kotouče žádný sebelepší kryt nepomůže. Z pily se stává nebezpečná zbraň. Proto je potřeba dodržet veškeré prvky bezpečnosti. Krytování je jedno z nich. Zakrytování nejlépe všech nefunkčních částí a aspoň částečné zakrytování částí funkčních jako vidíme na obr. 6-0b. 7

28 NÁVRH A VÝBĚR VARIANTY ŘEŠENÍ Umístění vypínače Z počátku se může zdát, že taková věc je dosti banální. A vskutku může i být, nejedná-li se o rychlořezný stroj, jakým je právě okružní pila. Na obr. 6-1a a 6-1b vidíme vypínače situovány po stranách pily vzhledem k pozici obsluhy. Obr. 6-1a Umístění vypínače po boku [14] Obr. 6-1b Umístění vypínače vzadu [14] Příslušenství Kolečka jsou dnes již nedílnou součástí stolních okružních pil (jednoduché a rychlé přemístění.) Doplněním o dílenské potřeby jako je úhloměr nebo pravítko se jistě zvedne konkurenceschopnost stroje. 6. Volená varianta řešení Hlavní konstrukce bude tvořena profily a L a to z důvodů šetření materiálu. Od možnosti profilovaných plechů bylo upuštěno pro stavbu celé konstrukce. Tvar je zvolen do písmene A s možností využití prostoru uvnitř konstrukce. Použitý materiál bude ze svařitelné oceli S35JRG1. Uvnitř konstrukce bude situován motor, který bude přišroubován ke konstrukci čtyřmi šrouby. Vedle motoru bude usazen řezný kotouč, který bude ležet uvnitř konstrukce. Norma ČSN EN A1 stanoví pozici kotouče do čtvrtého kvadrantu, tedy do pravého dolního rohu. Umístěn bude na hřídeli pomocí ustavovacího kroužku a zajištěn maticí. Celý kotouč bude zakrytován a to jak zespodu tak i z vrchu. Zakrytování se netýká jen kotouče ale i řemenového převodu. Ten je umístěn po straně konstrukce pro vyměnitelnost řemenů. Napínán bude pomocí napínacího šroubu, který bude posunovat celým motorem a tedy i hnací řemenicí. Odklápěcí stůl bude dále umožňovat snadnější přístup ke konstrukci a v neposlední řadě také možnost kolébkového řezání. Tato kolébka bude otočně svázána s konstrukcí a ve své základní poloze bude sloužit jako podpěra stolu. Je nezbytné, aby umístění vypínače bylo co nejblíže pažím dělníka v jeho základním pracovním postoji. Bude tedy umístěn na kolébce pod levou rukou. A nakonec příslušné normované rozměry dle ČSN EN A1 viz schéma: 8

29 NÁVRH A VÝBĚR VARIANTY ŘEŠENÍ 850 mm 150 mm 900 mm Obr. 6- Schéma okružní pily 9

30 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 7 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 7.1 Výpočet kroutícího momentu od motoru Motor zvolen SIEMENS 1LA7. [7] Výkon P 4kW otáčky n 905 min 1 Z toho kroutící moment: P 4000W k, 13, 15 Nm 1 n 48,41s M mot (7.1) 7. Návrh délky těsného pera na hřídeli motoru Obr. 7-3 Pero na hřídeli motoru 7..1 Silové působení na bok pera v místě náboje F p1 t 1 t d Obr. 7-4 Otlačení boku pera 30

31 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Průměr hřídele d 8mm, hloubka drážky v náboji t 1,9 mm [1], kroutící moment Nmm (7.1) M k, mot Síla působící na bok pera: F M k, mot d t Nmm 8mm,9 mm p1 851, N (7.) 7.. Výpočet minimální délky pera z otlačení Síla na bok pera F p 851, N (7.), dovolený tlak 56 MPa [3], šířka 1 pera B 8 mm [1], hloubka drážky v náboji t,9 mm [1] p D Minimální funkční délka pera: l p F D p1 t 1 851,N 56 MPa,9mm 5,4 mm (7.3) Minimální délka pera: Minimální použitelná délka pera dle [1] je Upravena dle řemenice na l p 1 36mm. l l B 5,4 mm 8mm 13, 4 mm l 14mm. (7.4) 7..3 Kontrola pera na smyk Síla na bok pera F p 851, N (7.), dovolené napětí 50 MPa [3], 1 šířka pera B 8 mm [1], délka pera 36 mm [1] l p 1 D, s 7..3 s Fp 1 Fp 1 S B B 4 3,1 MPa 8 mm l B D, s p1 50 MPa 4 851, N 8 mm 36 mm 8 mm (7.5) Napětí ve smyku je menší než dovolené. Pero vyhovuje. 31

32 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 7.3 Klínový řemenový převod Obr. 7-5 Klínový řemenový převod Převodový poměr klínového řemenového převodu 1 Otáčky motoru n 905 min [7], maximální otáčky kotouče 1 n 300 min [8] 1 i n n min 300 min 1 1 1,63 [ ] (7.6) 7.3. Stanovení velikosti průřezu klínového řemene Podle přenášeného výkonu a otáček malé řemenice volím z diagramu ve strojnických tabulkách dle normy ČSN průřez řemene TYP A Minimální průměr řemenic Tab. 7-3 Minimální výpočtový průměr řemenic [6] Pro TYP A je D min 90 mm. 3

33 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Stanovení minimálních výpočtových průměrů řemenic 1 Maximální rychlost řemene v 5m s [6], otáčky motoru 1 n 1 905min [7] max vmax m s D1,max 164, 3mm 1 n 905 min 1 (7.7) 90 mm D 164, 1 3 mm Tab. 7-4 Normalizované výpočtové průměry řemenic [6] Zvoleno z tab. 7-4 D 1 90mm. i 1,63[ ] (7.6) D D i 90 mm 1,63 113, 67 mm 1 Zvoleno z tab. 7-4 D 11mm. D 11 mm Převodový poměr řemenic: i i 1,44[ ] D 90 mm 1 Zahrnutí provozního skluzu do převodu: voleno s 0,0[ ] [6] D 11 mm i SK 1,69 8[ ] D 1 s 90 mm 1 0,0 1 (7.8) (7.9) (7.10) Musí platit: i i i i 100 i i SK i i i i 100 i odchylka zvolena: i 5% 5 % 5% 1,44 1,44 1,69 8 1,44 1, (7.11) 1, ,69 8 1,306 Převodové číslo je v rozmezí požadované tolerance. Převod vyhovuje. 33

34 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Obvodová rychlost v místě neutrálních vláken klínového řemene: v 1 Obr. 7-6 Obvodová rychlost D 1 v D n mm 905 min , 69 m s 1 (7.1) Obvodová rychlost je 13,69 m s Návrh osové vzdálenosti řemenic Na základě dosazení nejmenší možné velikosti úhlu opásání D D1 (obr. 7-9) cos dostaneme rovnici pro A do vzorce A min, TEORETICKO U : A min,teo Obr. 7-7 Minimální teoretická osová vzdálenost Minimální teoretická osová vzdálenost: 1 1 Amin, TEO D D1 11 mm 90 mm 15, 55 mm (7.13) D1 D Obr. 7-8 Minimální vůle min 0, D D 1 34

35 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Minimální skutečná osová vzdálenost (s vůlí mezi koly): D1 D 90 mm 11 mm Amin, SK 0, D1 D 0, 141,4 mm 90 mm 11 mm (7.14) Maximální teoretická osová vzdálenost: A TEO D D 11 mm 90 mm 404 A max, min, SK mm 1 A A max, TEO 141,4 mm A 404 mm (7.15) (7.16) Osová vzdálenost zvolena A 300mm Určení délky klínového řemene Obr. 7-9 Délka řemene [6] Z obrázku vyplívá: D D1 11 mm 90 mm cos A 300 mm 87,89; 175,79 0,0366[ ] (7.17) ,79 184, 1 (7.18) 35

36 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Předběžná délka řemene: L P ' A sin D1 D , mm sin , ,89 90 mm 11 mm 917 mm Tab. 7-5 Normalizované délky řemene [6] (7.19) Normalizovaná délka řemene zvolena L P 900 mm z tab Skutečná osová vzdálenost řemenic F odstř. D1 D A SK F odstř. Obr Skutečná osová vzdálenost A SK 1,04 LP D1 D sin 175,79 184, 1, mm 90 mm 11 mm sin 87,89 309,15 mm (7.0) Skutečná osová vzdálenost je A SK 309, 15mm. 36

37 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Stanovení potřebného počtu řemenů Hodnoty N 0 ; C ; C L ; C P ; C K zvoleny z [1]. Výkon přenášený jedním řemenem v podmínkách provozu: C C L 0,98 0,81 N P N 0 1,7 kw 1,16 8 kw C 1, P (7.1) P 4 kw Počet řemenů: K 3,5[ ] (7.) N P C K 1,16 8 kw 1 Počet řemenů zvolen 3. Dále zvoleno: ŘEMEN A-900 ČSN [1] ŘEMENICE SPZ 90/3-8H7 [11] ŘEMENICE SPZ 11/3-4H7 [11] Předpětí řemenů Obr Předpětí řemene [6] Součinitel vláknového tření: Pro ocelovou řemenici a pryžový řemen dáno f 0,35[ ] 0 f 1 f 0 0,01 v1 0,35 0,01 13,69 m s 0,514 8[ ] (7.3) Součinitel tření v klínové drážce: f k f sin 0,514 8 sin 87,89 0,514 63[ ] (7.4) 37

38 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Síla v neutrální ose řemene: M k, mot Nmm F 0 D 90 mm n, 9, 3 1 Korigovaná síla v neutrální ose: 175,79 3,068 1rad F fk 0, ,0681,0 1 0 f 0, ,0681 Fn k e e k 1 9,3 N e 1 1 e N 1 N (7.5) (7.6) (7.7) Bezpečnost k zvolena rovna 1, kvůli prokluzu při záseku pily. Předepínací síla jednoho řemene: ,79, 105 (7.8) F sin 0 F sin V F V F 0 sin sin sin 175,79 N sin, ,7 N (7.9) Počet řemenů 3. Celková předepínací síla: F 3 F 3 443,7 N 1 331, N NS V 1 (7.30) A min A SK A max Obr. 7-3 Osové vzdálenosti Délka potřebná pro nasazení řemene: Amin ASK 0,015 LP 309,15 mm 0, mm 95 mm Délka potřebná pro další napínání řemene: Amax ASK 0,03 LP 309,15 mm 0, mm 336 mm (7.31) (7.3) 38

39 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 7.4 Hřídel pily 7.4 Obr Hřídel pily Zatížení hřídele a VVÚ [mm] 300 F Ř F NS Obr Zatížení hřídele Materiálové hodnoty: Ocel R 500 MPa D, t D, k D, o Co 300 MPa Re 300 MPa 50 MPa k 1, 0,6 0,6 50 MPa 150 MPa D, t Re 300 MPa 140 MPa k, 0,504 R 0, MPa 5 MPa m m R e (7.33) (7.34) (7.35) (7.36) 39

40 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ FNS cos y R A y RB FŘ A B y M o, max Obr VVÚ v rovině XZ Zatížení: řezná síla F Ř 66, 8 N, napínací síla F NS 1 331,1 N (7.30) síly 35 ;, úhel napínací Reakce: v podpoře A R y A 1 63, N, v podpoře B R y B 106 N FNS sin z R A z R B A B z M o, max Obr VVÚ v rovině XY Zatížení: napínací síla F NS 1 331,1 N (7.30), úhel napínací síly 35 ; Reakce: v podpoře A R z A 890, 75 N, v podpoře B R z B 17, 5 N 40

41 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 7.4. Výpočet předběžného průměru hřídele 7.4. d min Obr Minimální průměr Kroutící moment na hřídeli: M k M k, mot isk Nmm 1, Nmm Minimální průměr: M k 16 M k 16 M k Nmm k d 3 3 min 8, 7 mm 3 W d 150 MPa k D, k (7.37) (7.38) Minimální potřebný průměr je Ø 8,7 mm. Průměr pod drážkou pro pero je z konstrukce Ø 18 mm. Minimální potřebný průměr je vyhovující Pevnostní kontrola hřídele Moment v rovině XZ v místě A: y M o, max FNS cos R 1 331,1 N cos mm Nmm (7.39) Moment v rovině XY v místě A: z M o, max FNS sin R 1 331,1 N sin mm Nmm (7.40) Maximální ohybový moment v místě A: M o,max Nmm y z M M Nmm Nmm o,max o,max (7.41) 41

42 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Redukovaný moment v místě A: M o, red M 0,75 M o,max B k Nmm 0,75 0, Nmm Nmm (7.4) Pevnostní kontrola: M o, red 3 M o, red W d o 118 MPa D, o o, red 3 min Nmm 3 18 mm 140 MPa (7.35) (7.43) Napětí v hřídeli, způsobené zatížením, je menší než dovolené. Hřídel na pevnost vyhovuje Únavová kontrola hřídele I II III IV V VI VII Obr Potenciální nebezpečná místa na hřídeli I Drážka pro pero II Drážka pro pojistný kroužek III Zápich IV Přechod průměrů V Přechod průměrů VI Drážka pro pojistný kroužek VII Závit Hodnoty vlivu vrubových součinitelů dle případů z tabulek, vztáhnutých na výše uvedené případy: Tab. 7-6 Vruboví součinitelé I II III IV V VI VII 1,64,75 1,57 1,97 1,97,75 1,78 1,37,1 1,41 1,45 1,45,1 1 max Maximální vrubový součinitel pro kroutící moment:,1 [ ] Navýšení kroutícího momentu o vrubový účinek: max M k, max M k, Nmm Nmm (7.44) 4

43 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Tabulka porovnání momentů v místech vrubu a maximálního: Tab. 7-7 Srovnání velikostí momentů Moment v rovině XZ [Nmm] Moment v rovině XY [Nmm] Výsledek I M o Nmm M Nmm II o M Nmm III o IV M o Nmm V M o Nmm M Není moment Nmm VI o M 1 00 Není moment Nmm VII o M Nmm o,max Tabulkové navýšení momentů vlivem vrubového účinku: Tab. 7-8 Navýšení momentů vrubovým účinkem Ohybový moment Vrubový od zatížení součinitel Navýšení vrubovým účinkem M I o Nmm 1,64 [-] Nmm M II o Nmm,75 [-] Nmm o Nmm 1,57 [-] Nmm M III o Nmm 1,97 [-] Nmm M IV M V o Nmm 1,97 [-] Nmm M VI o Nmm,75 [-] Nmm o 1 00 Nmm 1,78 [-] Nmm M VII Maximální ohybový moment. M Nmm o,max 43

44 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Maximální ohybový moment od zatížení, navýšený vrubovým účinkem: M o Nmm, max Maximální normálové a tečné napětí v hřídeli: M o,max 3 M o,max Nmm o 3 3 W d 5 mm k M k W k o,max 16 M k d,max Nmm 1 MPa 3 5 mm 7 MPa (7.45) (7.46) Použiji Sodebergovo kritérium: ' c Amplituda napětí σa 0 k k A Střední napětí σ m Obr Konfigurace namáhání při zatížení o M k R e Amplituda napětí : A A o 7 MPa (7.47) Faktory ovlivňující mez únavy promítnuté do součinitelů: b 0,65 k a R 4, MPa 0,869[ ] [] k k k a b c d 0,107 1,4 d 0,107 1,4 5 mm 0,879[ ] [] 0,861[ ] [] k k 1[ ] [] e m f (7.48) Korigovaná mez únavy: * Co ka kb kc kd ke k f Co 0,869 0,879 0, MPa 165MPa Maximální střední napětí pro bezpečnost k 1: k k M A o M k k 1 7 MPa MPa 169 MPa 165MPa M M A 1 * Co R e (7.49) (7.50) 44

45 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Únavová bezpečnost: A M 7 MPa 169 MPa kk 7 MPa 1 MPa o k,86[ ] (7.51) Únavová bezpečnost hřídele je,86 [-]. Hřídel na únavu vyhovuje. 7.5 Návrh délky těsného pera na hřídeli pily 7.5 Obr Pero na hřídeli pily Silové působení na bok pera v místě náboje F p t 1 t d Obr Otlačení boku pera Průměr hřídele d 8mm, hloubka drážky v náboji t 1,9 mm [1], kroutící moment Nmm (7.37) M k 45

46 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Síla působící na bok pera: M k Nmm Fp 1 4 N d t1 4mm,9 mm (7.5) 7.5. Výpočet minimální délky pera z otlačení Síla na bok pera F p 14 N (7.5), dovolený tlak 56 MPa [3], šířka pera B 8 mm [1], hloubka drážky v náboji t,9 mm [1] p D 1 Minimální funkční délka pera: l p F D p t 1 14N 56 MPa,9mm 7,64 mm (7.53) Minimální délka pera: l l B 7,64 mm 8mm 15, 64 mm (7.54) Minimální použitelná délka pera dle [1] je Upravena dle řemenice na l p 36mm. l 16mm Kontrola pera na smyk Síla na bok pera F p 14 N (7.5), dovolené napětí 50 MPa [3], šířka pera B 8 mm [1], délka pera 36 mm [1] l p D, s s Fp Fp S B B 4 4,5 MPa 8 mm l B D, s p 50 MPa 4 14 N 8 mm 36 mm 8 mm (7.55) Napětí ve smyku je menší než dovolené. Pero vyhovuje. 46

47 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 7.6 Kontrola vodícího ramene 7.6 Obr. 7-4 Vodící rameno F R F g m 15kg 4 Obr Síla tvořící moment od zatížení Gravitační síla: F g m g 15 kg 9,81m s 147, 15 N Síla tvořící moment: FR Fg sin 147,15 N sin 4 60 N (7.56) (7.57) F R F r 00 mm 400 mm Obr Přepočet síly do místa působiště 47

48 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Síla v místě působiště: 400 mm 400 mm Fr FR N 00 mm 00 mm (7.58) S 95 mm 30 mm 11 mm 5 mm Obr Plocha průřezu ramene Pevnostní rovnice: t F S S F t S min k F r D, t Koeficient navýšení rázu volím k 4[ ] N S min,4 mm 00 MPa S 95 mm S min,4 mm (7.59) Plocha průřezu ramene je větší než potřebná minimální. Rameno vyhovuje. 48

49 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 7.7 Kontrola čepu 7.7 Obr Čep 10 mm Obr Plocha průřezu čepu S 78,5 mm Pevnostní rovnice: s F S S F s S min k F r D, s Koeficient navýšení rázu volím k 4[ ] N S min 3 mm 160 MPa S 78,5 mm S min 3mm (7.60) Plocha průřezu čepu je větší než potřebná minimální. Čep vyhovuje. 49

50 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 7.8 Kontrola napínacího šroubu Obr Napínací šroub Kontrola na tah F Š F NS Obr Síla F Š v ose šroubu Síla ve šroubu: F FNS sin 1 331,1 N sin N Š (7.61) Pevnostní rovnice: F 4 FŠ N t S d 8,16 mm 3 14,6 MPa D,t 00 MPa [1] (7.6) Napětí ve šroubu je menší než dovolené. Šroub na tah vyhovuje. 50

51 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 7.8. Kontrola na otlačení v závitech 7.8. d H 1 d 1 Obr Nosná výška závitu H 1 Nosná výška závitu: Kontrola otlačení: FŠ p H d z 1 6,6 MPa p d d1 10 mm 8,376 mm H 1 0, 81 mm 764 N 0,81 mm 9,06 mm 5,3 D 60 MPa [3] (7.63) (7.64) Tlak v závitech je menší než dovolený. Šroub na otlačení v závitech vyhovuje Kontrola úhlu stoupání Obr Úhel stoupání závitu d P P 1,5 mm [1] d 9,06 mm [1] P 1,5 mm tan 0, d 9,06 mm (7.65) 51

52 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Podmínka tření: F F t T F Š F N F T F t Obr. 7-5 Síly působící na závit Normálová a tečná složka síly v ose šroubu: F F cos 764 N cos N F N T F Š Š sin 764 N sin 3 40 N Třecí síla: f 0, [1] F F f 763 N 0, 15, t N 6 Porovnání třecí síly a tečné složky: Ft 15,6 N FT 40 N N (7.66) (7.67) (7.68) (7.69) Třecí síla je větší než síla v opačném směru, vyvolaná šroubem. Šroub na úhel stoupání vyhovuje. 7.9 Kontrola zvoleného ložiska na vliv naklopení Obr Ložisko 5

53 KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Zvolena Ložisková jednotka SKF SYF 5 TF [10] Obr Prohnutí hřídele Rovnice prohnutí hřídele []: F a x y AB l x 6 E J l Rovnice natočení hřídele []: d y F a F a x AB l x x d x 6 E J l 6 E J l Kvadratický moment průřezu: 4 4 d 5 mm J mm Naklopení v místě ložiska: F a l B x l 6 E J 4 0, rad 1 331,1 N 50 mm 300 mm MPa mm 0 4 0,099 4 DOV [10] (7.70) (7.71) (7.7) (7.73) Naklopení v místě ložiska je menší, než dovolené. Ložisko vyhovuje. 53

54 ZÁVĚR 8 ZÁVĚR Návrh konstrukčních uzlů probíhal v souladu s analyzovanými prvky stávajících okružních pil, které jsou již v prodeji. Byla vyhodnocena všechna pro a proti a z nich vybrána vhodná varianta. Uvnitř hlavní konstrukce do tvaru A, svarek z obyčejné profilované oceli S35JRG1, se nachází motor řady Siemens 1LA7 o výkonu 4 kw. Na jedné straně konstrukce byla umístěna kolébka otočně uložená na čepu. Kroutící moment je na řezný kotouč přenášen řemenovým převodem, jako bezpečnostní prvek při záseku (prokluz), a je napínán pomocí napínacího šroubu, který posunuje celým motorem, na němž je umístěna hnací řemenice. Moment je dále přenášen hřídelí umístěnou na horní části konstrukce, ustavenou dvěma ložiskovými jednotkami SYF 5 TF od firmy SKF. Stůl je otočně uchycen k rámu na druhé straně konstrukce s normalizovanými rozměry 850 x 1 50 mm dle normy ČSN EN A1. Výška stolu je pak 900 mm. Výpočty zahrnují veškeré možné rizika z hlediska konstrukční pevnosti a všechny vyhovují. Mobilitu zajišťují dvě snadno vyměnitelná gumová kolečka standardních rozměrů na straně dělníka. Stabilitu umožňují mohutné patky na straně druhé. Těžiště okružní pily leží uvnitř teoretické podstavy, kterou se pila dotýká země, a to i v případě kolébkového řezání, protože se kolébka v základní poloze s nachystaným materiálem na řezání nenachází za hranicí tohoto obrazce a nevzniká tak klopný moment. Z hlediska bezpečné práce se nedoporučuje práce s pilou na nerovném povrchu. Variabilitu zajišťuje možnost dvojího řezání, a to jak stolového, tak kolébkového. Bezpečnosti stroje bylo dosaženo doloženými vyhovujícími výpočty a celkovým zakrytováním všech nefunkčních pohyblivých částí stroje jako řemenového převodu a hřídele. Dále také částečným zakrytováním částí funkčních jako celého řezného kotouče ze spodní strany (slouží také ke směrování a odvodu pilin) a částečným zakrytováním horní části a to jak při stolovém, tak při kolébkovém řezání přidáním dalšího krytu. S použitím běžných materiálů na konstrukci, bez nutnosti tepelného zpracování, za použití dnes již běžné montážní metody svařování, se zakoupením široce rozšířených dílů a s minimalizací použitého materiálu na konstrukci je cenová dostupnost pily schopna dosáhnout minimální hladiny z tabulky nabízených produktů zobrazených dříve a tedy ~19 000,- Kč. 54

55 SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ [1] LEINVEBER, J., VÁVRA, P.: Strojnické tabulky. Třetí doplněné vydání. Úvaly, Albra, s. ISBN [] SHIGLEY, J. E., a kol.: Konstruování strojních součástí. Brno, Vutium, s. ISBN [3] Skripta Střední školy průmyslové, hotelové a zdravotní v Uherském Hradišti. Stavba a provoz strojů I, pro studijní obor 3-41-M/001, ročník druhý. Vypracovala: Ing. Alena Burdová [4] SVOBODA, P., BRANDEJS, J., a kol.: Základy konstruování. Brno, Cerm, s. ISBN [5] SVOBODA, P., BRANDEJS, J., a kol.: Výběry z norem pro konstrukční cvičení. Brno, Cerm, s. ISBN [6] KALÁB, K.: Návrh a výpočet řemenového převodu. Vysokoškolská příručka VŠB. Ostrava, s. Dostupné na Internetu: < [cit ] [7] Motor SIEMENS 1LA7. Dostupné na Internetu: < 1LA7-K0_g383.html> [cit ] [8] Pilový kotouč Ф500x,x KV5. Dostupné na Internetu: < pilovy-kotouc-na-drevo-500 x-x kv5-/> [cit ] [9] Kolečko PL Ф100x30x1. Dostupné na Internetu: < [cit ] [10] Ložisková jednotka SYF 5 TF. Dostupné na Internetu: < [cit ] [11] Řemenice SPZ 90/3-8H7 a SPZ 11/3-4H7. Dostupné na Internetu: < [cit ] [1] Pila. Dostupné na Internetu: < [cit ] [13] Historie pily. Dostupné na Internetu: < [cit ] [14] Produkty okružních pil. Dostupné na Internetu: < [cit ] [15] Pilový kotouč. Dostupné na Internetu: < [cit ] [16] Vyměnitelné destičky. Dostupné na Internetu: < [cit ] 55

56 SEZNAM POUŽITÝCH OBRÁZKŮ SEZNAM POUŽITÝCH OBRÁZKŮ Obr. 0-1 Dělící nástroj Obr. 1- Pilka [13] Obr. 1-3 Vyhnutí zubů pily Obr. 1-4 Střídání zubů pily Obr. 1-5 Kotoučová pila Obr. 1-6 Jednolitý kotouč [15] Obr. 1-7 Vyměnitelné destičky a geometrie kotouče [16] Obr. 1-8 Povlakování vyměnitelné destičky kotouče Obr. 1-9 Ocaska [1] Obr Lupénková pila [1] Obr Oblouková pila [1] Obr. 1-1 Řetězová pila [1] Obr Přímočará pila [1] Obr Kotoučová pila [1] Obr Katr [1] Obr Pásová pila [1] Obr Kotoučová pila (cirkulárka) [1]... 0 Obr. 6-18a Plechovaná konstrukce [14]... 6 Obr. 6-18b Profilovaná konstrukce [14]... 6 Obr. 6-19a Kotouč uprostřed [14]... 7 Obr. 6-19b Kotouč u kraje [14]... 7 Obr. 6-0a Plné zakrytování [14]... 7 Obr. 6-0b Částečné zakrytování [14]... 7 Obr. 6-1a Umístění vypínače po boku [14]... 8 Obr. 6-1b Umístění vypínače vzadu [14]... 8 Obr. 6- Schéma okružní pily... 9 Obr. 7-3 Pero na hřídeli motoru Obr. 7-4 Otlačení boku pera Obr. 7-5 Klínový řemenový převod... 3 Obr. 7-6 Obvodová rychlost Obr. 7-7 Minimální teoretická osová vzdálenost Obr. 7-8 Minimální vůle Obr. 7-9 Délka řemene [6] Obr Skutečná osová vzdálenost Obr Předpětí řemene [6] Obr. 7-3 Osové vzdálenosti Obr Hřídel pily Obr Zatížení hřídele Obr VVÚ v rovině XZ Obr VVÚ v rovině XY Obr Minimální průměr Obr Potenciální nebezpečná místa na hřídeli... 4 Obr Konfigurace namáhání při zatížení Obr Pero na hřídeli pily Obr Otlačení boku pera Obr. 7-4 Vodící rameno Obr Síla tvořící moment od zatížení

57 SEZNAM POUŽITÝCH OBRÁZKŮ Obr Přepočet síly do místa působiště Obr Plocha průřezu ramene Obr Čep Obr Plocha průřezu čepu Obr Napínací šroub Obr Síla F Š v ose šroubu Obr Nosná výška závitu H Obr Úhel stoupání závitu Obr. 7-5 Síly působící na závit... 5 Obr Ložisko... 5 Obr Prohnutí hřídele

58 SEZNAM POUŽITÝCH TABULEK SEZNAM POUŽITÝCH TABULEK Tab. -1 Porovnání parametrů pil [14]... 1 Tab. - Cenové rozpětí nabídky [14]... Tab. 7-3 Minimální výpočtový průměr řemenic [6]... 3 Tab. 7-4 Normalizované výpočtové průměry řemenic [6] Tab. 7-5 Normalizované délky řemene [6] Tab. 7-6 Vruboví součinitelé... 4 Tab. 7-7 Srovnání velikostí momentů Tab. 7-8 Navýšení momentů vrubovým účinkem

59 SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ a - konstanta pro určení korigované meze únavy A [mm] - osová vzdálenost řemenic b - konstanta pro určení korigované meze únavy B [mm] - šířka pera C α - součinitel úhlu opásání C L - součinitel vlivu délky řemene C P - součinitel dynamičnosti a pracovního řemene C K - součinitel počtu řemenů d [mm] - průměr hřídele D [mm] - průměr řemenic E [MPa] - modul pružnosti v tahu f - součinitel tření F 0 [N] - korigovaná síla v neutrální ose řemene F g [N] - gravitační síla F n,0 [N] - síla v neutrální ose řemene F N [N] - normálová síla F NS [N] - celková předepínací síla F p [N] - síla na bok pera F r [N] - síla od zatěžujícího tělesa v místě působiště F R [N] - síla od zatěžujícího tělesa F Ř [N] - řezná síla F Š [N] - síla v ose šroubu F t [N] - třecí síla F T [N] - tečná složka síly v ose šroubu F V [N] - předepínací síla jednoho řemene H 1 [mm] - nosná výška závitu i - převodové číslo Δi [%] - odchylka od převodového čísla J [mm 4 ] - kvadratický moment průřezu k k - bezpečnost k a f - součinitelé korigované meze únavy K - počet řemenů l p [mm] - délka pera L p [mm] - délka řemene m [kg] - hmotnost M k [N mm] - kroutící moment M o [N mm] - ohybový moment n [min -1 ] - otáčky N 0 [kw] - jmenovitý výkon přenášený jedním řemenem N P [kw] - výkon přenášený jedním řemenem v provozních podmínkách p [MPa] - tlak p D [MPa] - dovolený tlak P [mm] - stoupání závitu P [kw] - výkon R [mm] - rameno ohybu R A [N] - reakční síla v podpoře A R B [N] - reakční síla v podpoře B 59

60 SEZNAM POUŽITÝCH SYMBOLŮ R e [MPa] R m [MPa] s S [mm ] t 1 [mm] v [m s -1 ] W k [mm 3 ] W o [mm 3 ] y [mm] z α [ ] α [ ] β σ β τ γ [ ] γ [ ] δ [ ] σ a [MPa] σ A [MPa] σ m [MPa] σ M [MPa] τ D,k [MPa] τ D,s [MPa] τ k [MPa] τ s [MPa] φ [rad] ω [rad s -1 ] - mez kluzu v tahu - mez pevnosti v tahu - provozní skluz řemene - plocha průřezu - hloubka drážky v náboji - obvodová rychlost - modul průřezu v krutu - modul průřezu v ohybu - průhyb hřídele - počet závitů matice - úhel zatěžující síly - úhel opásání hnací řemenice - vrubový součinitel pro ohyb - vrubový součinitel pro krut - doplňkový úhel opásání řemenic - úhel stoupání závitu - úhel opásání hnané řemenice - velikost amplitudy napětí při daném středním napětí - maximální velikost amplitudy napětí při daném středním napětí - velikost středního napětí při dané amplitudě napětí - maximální velikost středního napětí při dané amplitudě napětí - dovolené napětí v krutu - dovolené napětí ve smyku - napětí v krutu - napětí ve smyku - naklopení hřídele - úhlová rychlost 60

61 SEZNAM PŘÍLOH SEZNAM PŘÍLOH Typ výkresu Název výkresu Číslo výkresu Výkres sestavení Okružní pila ÚK-OP-01 Seznam položek Okružní pila ÚK-OP-01 (4 listy) Výkres svařence Rám ÚK-OP-01/01 Kolébka ÚK-OP-01/0 Výrobní výkres Hřídel ÚK-OP-01/08 Vodící rameno ÚK-OP-01/09 Opěrný kroužek ÚK-OP-01/10 61