VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY O TECHNOLOY AKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ Ústav automobiního a dopravního inženýrství ACULTY O MECHANICAL ENINEERIN Institute of Automotive Engineering Stohovací zařízení Stacking machine BAKALÁŘSKÁ ÁCE BACHELOR S THESIS AUTOR ÁCE AUTHOR VEDOUCÍ ÁCE SUPERVISOR VOJTĚCH KOPECKÝ Ing. Jiří Maášek, Ph.D. BRNO 008

2 Anotace Tato dipomová práce se zabývá vývojem stohovacího zařízení, které je součástí dopravní inky německého výrobce kompresorů. Obsahuje nejen samotnou konstrukční, ae i její výpočtovou část. Cíem je zajistit maximání spokojenost uživatee. Annotation This thesis dea with a construction deveopment Stacking machine which contains conveyor ine erman s producer of bower machines. The description not incudes ony design but aso computationa part. My tendency is satisfy users in a maximum way. Kíčová sova: Stohovací zařízení, rám, váečkový dopravník, vývoj Kíčová sova-angicky: Stacking machine, frame, roer conveyor, deveopment

3 Bibiografická citace mé práce: KOPECKÝ, V. Stohovací zařízení. Brno: Vysoké učení technické v Brně, akuta strojního inženýrství, s. Vedoucí bakaářské práce Ing. Jiří Maášek, Ph.D.

4 Prohášení Prohašuji, že jsem tuto dipomovou práci vypracova samostatně, pod vedením vedoucího dipomové práce pana Ing. Jiřího Maáška, Ph.D. a Ing. Petra Korečka a s použitím uvedené iteratury. V Brně dne Vojtěch Kopecký podpis

5 Poděkování Za účinnou podporu a obětavou pomoc, cenné připomínky a rady při zpracování dipomové práce tímto děkuji vedoucímu dipomové práce panu Ing. Jiřímu Maáškovi, Ph.D., a také konzutantovi ve firmě TMT Chrudim s.r.o panu Ing. Petru Korečkovi. Dáe chci poděkovat svým rodičům za podporu při studiu na vysoké škoe.

6 Obsah: Seznam použitých symboů 1. Úvod Použití daného zařízení v dané obasti Přehed stávajících systémů První varianta možného řešení Druhá varianta možného řešení Schéma stohovacího zařízení Popis jednotivých částí stroje Výpočty Výpočet a návrh nosné packy Výpočet a návrh čepu packy Výpočet a návrh pohybivého rámu Výpočet a návrh nosného rámu Kontroa průhybu na pohybivém rámu Zkroucení tyče pohybivého rámu Kontroa svaru pohybového rámu Kontroa na otačení v závitech noh stroje Kontroa na tah držáku pístu Závěr Seznam příoh Seznam použitých symboů Seznam použité iteratury Internetové odkazy... 7

7 1 Úvod 1.1 Použití daného zařízení v dané obasti Stohovací zařízení je jeden z mnoha strojů na dopravní ince. Zařízení je umístěno na váečkovém dopravníku po kterém se pohybují rámy se součástkami kompresorů. Rám, který přijede po dopravníku stroj sám zastaví, srovná, poté jej zvedne a počká na druhý. Ten opět zastaví, srovná a na něj pooží první rám. Takto srovnané rámy putují dá po ince a tento proces se neustáe opakuje

8 Použití daného zařízení v dané obasti Stohovací zařízení souží k stohování oceových rámů se součástkami kompresorů. Do stroje jsou dopravovány rámy po gravitačním váečkovém dopravníku. Pohyby stroje jsou reaizovány prostřednictvím pneumatických váců. Abychom zabránii nadměrnému opotřebení pohybivých součástí používáme ožiska. Na čepech pacek jsou použity bez údržbová kuzná ožiska spoečnosti Sankyo Oi a na pohybivém rámu, který vykonává přímočarý vratný pohyb jsou použity ineární kuičková ožiska a vodící tyče spoečnosti SK..1 První varianta možného řešení Tato varianta představuje jakési keště, které zachytí rám. Jsou ovádány pneumatickým vácem (zdvih do 100mm). Tyto keště i s rámem zvedá jiný pneumatický píst, který musí mít zdvih více než 00mm. Nevýhodou tohoto řešení je nízká pevnost

9 . Druhá varianta možného řešení Druhé konstrukční řešení má čtyři packy, které jsou umístěny na pohybivém rámu z nichž vždy dvě jsou ovádány pneumatickým vácem, který má zdvih 100mm. Tyto packy uchopují rámy. Reaizaci vertikáního pohybu vykonává píst se zdvihem 0mm. Výhodou této konstrukce je vyšší pevnost

10 . Schéma stohovacího zařízení Legenda: 1) Statický rám ) Pohybivý rám ) Patka 4) Havní pneumatický váec 5) Vedejší pneumatické váce ( kusy) 6) Packy 7) Kuičková ineární ožiska (8 kusů) 8) Vodící tyče (4 kusy)

11 .4 Popis jednotivých částí stroje Statický rám: Statický rám je vyroben z tyčí čtvercového průřezu z materiáu se zaručenou svařiteností. Má za úko bezprobémově přenést veškerá siová zatížení působící na stroj. Pohybivý rám: Je vyroben z tyčí čtvercového průřezu z materiáu se zaručenou svařiteností. Pohybivý rám musí přenést síy od břemene a od havního pneumatického váce. Patka: Patka je součást, která nese ceý stroj a pevně jej spojuje s podožkou. Výrobcem je TMT Chrudim s.r.o.. Havní pneumatický váec: Pohybuje s pohybivým rámem. Jedná se o typ DNCB x0 PPV-A spoečnosti esto. Z toho vypývá průměr pístnice mm a zdvih 0mm s nastaviteným tumením na obou stranách. Pneumatický váec pracuje s pracovním takem 0,6 bar. Vedejší pneumatické váce: Vedejší pneumatické váce pohybují packami. Označení výrobce esta je DSNU P-A. Jedná se o pneumatický váec pracující s pracovním takem 0,6bar. Průměr pístnice 1mm a zdvih 100mm. Pneumatický váec nemá tumení. Packy: Jedná se o svařenec oceových pásů pechu a oceové bezešvé trubky. Patka je nosný prvek břemen. V trubce jsou voženy bez údržbová kuzná ožiska spoečnosti Sankyo Oi s označením bm1510 a bm151. Kuičková ineární ožiska: Mají za úko snížit odpory pohybivého rámu při přímočarém vratném pohybu. Požity byi LUHR 0 od spoečnosti SK

12 Vodící tyče: Vodící tyče si vyžádaa Lineární kuzná ožiska. Objednávací kód výrobce SK je LJT 0x1500 ESSC1. Tyč jsem voi dutou pro snížení hmotnosti ceého stroje a zakončení typu ESSC1 pro snížení nákadů

13

14

15 Výpočty.1 Výpočet a návrh nosné packy Provozní zatížení: B mb. g 15.9,81 147,15 B B 147,15N Zatížení na jednu packu: mb PAC 4 147,15 PAC 6,8 4 6,8N PAC Rozměry packy: M O O. k W O O O O O DO PAC.0,015. a. k b. h 6 6. PAC.0,015. a. k a150mm, b50mm, h15mm voím b. h 6.6,8.0,015.0, ,05.0,015 0,MPa 70MPa... vyhovuje De iteratury [1] MPa viz str.5 DO 70 (1) () ()

16 . Výpočet a návrh čepu packy ΣM 0 Č Č Č i PAC 0,015 c. a. k. Č 0,015. PAC.0,015 a. k 0,045 0,015.6,8.0,015 0, ,48 0,045 17,5N (4) Kontroa na otačení čepu: Č p pd S 17,5 p 5896, 0,045.0,015 p 0,05896MPa 110MPa... vyhovuje De iteratury [1] p D 70MPa viz str.5. Čep v pohybivém rámu: ΣM i 0 c DČ.. k. Č Č1. c Č. k Č1 D Č1 Č1 Č 17,5.0, ,5 0,05 11,5N průměr čepu D Č 15mm (5) (6)

17 Kontroa na otačení pohybivého rámu: Č 1 p pd. t.πd Č 11,5 p 97887,6.0,00. π.0,015 p 0,4MPa 70MPa... vyhovuje De iteratury [1] p D 70MPa viz str.5 Kontroa na otačení nosného rámu: PIST p pd 4.. π. dčp 81,9 p 149,8 4.. π.0,01 p 0,0015MPa 70MPa... vyhovuje De iteratury [1] p D 70MPa viz str.5 d PIST ČP m 10mm 0,01m. g 8,684.9,81 81,9N (7) (8) Pozn.: Kontroa na otačení se neprovádí z důvodu, kvaitnějšího materiáu čepu a skutečnosti, že síy působící na větší poše

18 .4 Výpočet a návrh pohybivého rámu.4.1 Kontroa průhybu na pohybivém rámu Průběh VVÚ: Úpné uvonění:

19 iy 0 Y A YC YA YC YA Y A Částečné uvonění: Statický rozbor: μ ν s μ ν 0 Vazbové síy: Σ : Σ AY X Y : AX AY AX 0 BX AY

20 Metoda řezu: x 0; N- BX T- M 0 - B.x x 0; N- BX T- M 0.x-.(x) Kvadratický moment průřezu: D E d e 0,05.0,05 0,09.0,09 J y 1 1 6, m 4 Výpočet : wm O wb 0 (9)

21 ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) mm m N J E dx x x x x dx x J E dx x x x dx x x J E w y y y B.10 8,94).(..6,6.10, ,9.0,615.81,9.0,615 81,9.0,615 81,9.0, ,9.0,615 81,9.0, ,9.0,615..6,6.10, ,615 0,615. 0,615 0,615 0,615 81,9 0,615 81, Výpočet průhybu: M C w w O (10) ( ) ( ) ( ) ( ) mm w J E dx x x x J E xdx x x dx x J E w C y y y C 0, , , ,615 81,9...6,6.10,

22 Kontroní výpočet průhybu: vc 19. E.. J v v C C y 81,9.0, , , ,6.10 0,01mm De iteratury [1] Vzorec pro v C. Pozn.: w C -v C 0,09-0,010,08mm...maý rozdí výsedků výpočet je správně. (11) Maximání napětí: M O max max DO (1) WO. max D E d e 6D 6.0,05.81,9.0,615 max ,86 0,05.0,05 0,09.0,09 45MPa 70MPa... vyhovuje max De iteratury [1] MPa viz str.5 DO 70 Bezpečnost vzhedem k meznímu stavu pružnosti: D max k (1) 70 k 1,5 45 De iteratury [] Postup výpočtu průhybu..4. Zkroucení tyče pohybivého rámu ) M K. ϕ. I P ). ϕ E. I P 8 ) 8.81,9.0,615 ϕ 11.,1.10.9,17.10 ) ϕ 0,015rad 8 De iteratury [4] I P 9,17cm 4 0, Kontroa svaru pohybového rámu M O M O D τ α ) W a. n OSV (14) n(1,5 až ) voím n (15)

23 .. τ ) ) a.( D. a ).81,9.0,615 τ 0,00. ( 0,05.0,00) 70 τ 6MPa 0,9. τ 6MPa p 1,5 MPa... vyhovuje ,6 De iteratury [1] Postup výpočtu str. 70 až 75 α 0,9 pro eektrodu E 44,8.4.4 Kontroa na otačení v závitech noh stroje m. g m PISTU p 4 pd π ( d d ). i 4 81,9 0,5.9,81 p 4 0,054 π ( 0,0 0,01816 ) p 5414,Pa p 5.10 Pa... vyhovuje De iteratury [1] p D 5MPa viz str.5 SR m m m PÍSTU PÍSTU PÍSTU m VÁLCE m KL. HLAVICE 0,46 0,07 0,5 0,5kg H i P 6 1,5 (16) Kontroa na tah držáku pístu mpistu. g (17) t Dt. t. b DP DP 81,9 0,5.9,81 t 0, ,Pa p Pa... vyhovuje t De iteratury [1] MPa viz str.5 Dt

24 4. Závěr Cíem této bakaářské práce byo zkonstruovat stohovací zařízení. Součástí práce jsou pevnostní i kontroní výpočty a výkresová dokumentace. Těmito body jsem spni podmínky zadání. Při výpočtech jsem čerpa z níže uvedených iteratur. Při konstrukci jsem použi nákupních komponent v rámci Evropy

25 5. Seznam příoh Sestavy a podsestavy: STOHOVAČ STATICKÝ RÁM CELEK STATICKÝ RÁM POHYBLIVÝ RÁM CELEK POHYBLIVÝ RÁM SVAREK PACKA SVAŘENEC PÍST PACEK STATICKÁ SPOJNICE VODÍCÍ TYČ Výrobní výkresy: ČEP PÁKY ČEP OKA ČEP HLAVNÍHO PÍSTU ČEP PÍSTU DRŽÁK PÍSTU C-P-000 C-P-000-M1 C-P-000-M D-P-000-M D-P-000-M4 E-P-000-M5 E-P-000-M6 E-P-000-M7 E-P-000-M8 E-P-001 E-P-00 E-P-00 E-P-004 E-P

26 6. Seznam použitých symboů Název Označení Jednotka Déka páky a [m] Veikost svaru a ) [m] Šířka páky b [m] Šířka držáku pístu b DP [m] Výška packy c [m] Vnější průměr závitu d [m] Vnitřní průměr závitu d [m] Vnější rozměry tyče D,E [ m ] čtvercového průřezu Vnitřní rozměry tyče d,e [ m ] čtvercového průřezu Průměr čepu packy D Č [m] Průměr čepu v pístním oku d ČP [m] Modu průřezu v ohybu E [Pa] Provozní zatížení B [N] Vazbová sía [N] Sía zatěžující čep Č [N] Sía zatěžující pohybiví rám Č1 [N] Součet si Σ i 0 [N] Zatížení na jednu packu PAC [N] Sía vyvozená pneumatickým PIST [N] vácem Tíhové zrychení g [ms ] Tíha pohybivého rámu [N] Výška matice H [m] Výška páky h [m] Počet závitů i [-] Poární kvadratický moment I P 4 [ m ] Kvadratický moment průřezu J Y 4 [ m ] Součinite bezpečnost k [-] Déka příčné tyče [m] pohybového rámu Bezpečná déka svaru ) [m] Hmotnost pného rámu m B [kg] Ohybový moment M O [Nm] Ohybový moment ve vazbě C M OC [Nm] Hmotnost koubové havice m KL.HLAVICE [kg] Hmotnost pístu m PÍSTU [kg] Hmotnost pohybivého rámu m [kg] Statického rámu m SR [kg] Hmotnost váce m VÁLCE [kg] Součinite bezpečnosti n [-] svarového spoje Stoupání závitu P [m] Napětí v taku p [Pa] Dovoené napětí v taku p D [Pa]

27 Toušťka pohybivého rámu t [m] Toušťka držáku pístu t DP [m] Průhyb nosného rámu v C v C [m] Průhyb nosného rámu v B w B [m] Průhyb nosného rámu v C w C [m] (integrání metodou výpočtu) Kvadratický moment průřezu v ohybu W O [m ] Kvadratický moment průřezu svaru W OSV [m ] Vazbové síy v ose x X A,X C [N] Vazbové síy v ose y Y A,Y C [N] Převodní součinite α [-] svarového spoje Úhe zkroucení ) ϕ [rad] Dovoené napětí v ohybu DO [Pa] Dovoené napětí v tahu Dt [Pa] Napětí v ohybu O [Pa] Napětí v tahu t [Pa] Součet momentů ΣM i 0 [Nm] Normáové napětí komé na τ [-] směr svaru

28 7. Seznam iteratury [1] LEINVEBER, Jan; ŘASA, Jarosav; VÁVRA, Pave. Strojírenské tabuky. Praha 6: Scientia, ISBN [] USTAV KONSTRUOVÁNÁ; Přednáška č.5-šrouby a šroubové spoje, Konstruování strojů -strojní součásti. [] JANÁČEK, Přemys; LORIÁN, Zdeněk. Mechanika těes-úohy z pružnosti a pevnost. ina tisk s.r.o Oomoučany, ISBN [4] RHS; WARMEWALZTE. Hohprofie [5] SVOBODA, Pave; BRANDEJS, Jan; OKEŠ, rantišek. Zákady konstruování. ina tisk s.r.o Oomoučany, ISBN Internetové odkazy Dodavate ineárních kuičkových ožisek a vodících tyčí Dodavate pneumatiky