Středoškolská technika KLADNICE 300 t (výtah z maturitní práce)

Podobné dokumenty
SikaForce elastické turbo 2-k polyuretanová technologie

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

14. JEŘÁBY 14. CRANES

THE WALL CRANE AND HIS MECHANISMS

3D Tiskárna Rep Rap. Jakub Skořepa, Jan Zubr, Filip Dušek. Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola, Chomutov Školní 1060/50, CHOMUTOV 1/6

VY_32_INOVACE_C 07 03

MODELY OTOČNÝCH ZDVIHACÍCH ZAŘÍZENÍ MODELS OF SLEWING HOISTING MACHINERY

PEVNOLÁTKOVÉ TECHNOLOGIE RAPID PROTOTYPING

Lepení materiálů. RNDr. Libor Mrňa, Ph.D.

Korozivzdorná ocel: uplatnění v oblasti spojovacího materiálu

jeřábová kladnice, lanová kladka, příčník, jeřábový hák, nosnost 8 t

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ

2. Materiály a jejich charakteristiky Austenitické, duplexní, feritické, martenzitické a precipitačně vytvrzené oceli. Značení, vlastnosti a použití.

metodika sešit formátu A4, rýsovací potřeby , 3. A

Strojní součásti ČÁSTI STROJŮ R

VY_32_INOVACE_C 08 14

Technologický postup žíhání na měkko

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování. KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ převody. Přednáška 12

Pomocné výpočty. Geometrické veličiny rovinných útvarů. Strojírenské výpočty (verze 1.1) Strojírenské výpočty. Michal Kolesa

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

MOBILNÍ STOJAN PRO BOČNÍ PANELY LABORATORNÍHO MRAZÁKU 900SERIES

diferenciální kladkostroj, kladnice, kladka, řetězové kolo, samosvornost, převodový poměr

2.18 Rapid prototyping, 3D tisk

CVIČENÍ 1 PRVKY KOVOVÝCH KONSTRUKCÍ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Obsah. Popis 129. Vodící kolejnice 90 <) systém 130. Distanční lišta 90 <) systém 131. Vodící rolny 90 <) systém 132. Nosná deska 90 <) systém 133

Zvyšování kvality výuky technických oborů

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ

DIFERENCIÁLNÍ KLADKOSTROJ

Zvyšování kvality výuky technických oborů

STAVEBNÍ VRÁTKY P-150 (NOSNOST 150KG) P-200 (NOSNOST 200KG)

Vrtací šrouby Přímá montáž v jednom pracovním kroku

LANOVÉ PŘEVODY Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích

Druhy ocelí, legující prvky

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Díky celosvětovým zkušenostem přinášíme řešení

3D tisk v L. K. Engineering, s.r.o

Klíčová slova: zvedák, kladkostroj, visutá kočka, naviják

Návrh krmného závěsného valníku

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1. Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

1. Všeobecná ustanovení

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

HDS 9/16-4 ST Gas. Vysokotlaký čistič s ohřevem. Speciální hořák (ohřev na plyn) Čtyřpólový, vodou chlazený elektromotor (ohřev na olej)

INFORMACE O VÝROBKU ÖLFLEX CRANE. Info Vhodný pro použití venku Integrovaný nosný prvek Vhodný i pro energetické řetězy a systémy kabelových vozíků

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍ A DOBRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ

Flexibilní systém opláštění s přesvědčivým kovovým vzhledem

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Lineární vedení Linrol

Zvyšování kvality výuky technických oborů

KOMPLETNÍ K ATALOG. Manipulační - skladová - čistící technika

Řemenové převody Zhotoveno ve školním roce: 2011/2012 Jméno zhotovitele: Ing. Hynek Palát

SPOJE STROJE STR A ZAŘÍZENÍ OJE ČÁSTI A MECHANISMY STROJŮ STR

JEŘÁBOVÁ KLADNICE - NOSNOST 12,5 T CRANE HOOK BLOCK - LIFTING CAPACITY 12,5 TONS

Technologický postup kalení a popouštění

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Ruční kladkostroj CM Hurricane

1. Rám klapky 4. Ovládací čep 2. List klapky 5. Ložisko 3. Stavěcí páka. Obr. 1 Hlavní části klapek

Kuličková ložiska, axiální kuličková ložiska, kuličková hnízda a další... ..plasty

Zvyšování kvality výuky technických oborů

TEMATICKÉ OKRUHY PRO OPAKOVÁNÍ K MATURITNÍ ZKOUŠCE

3D tisk. Semestrální práce z předmětu: Kartografická polygrafie a reprografie. Autor: Karolína Noskyová, Kateřina Štefíková, Václav Vlk

Kreslení strojních součástí. 1. Čepy. Rozdělení čepů: a) normalizované kreslení dle norem b) nenormalizované nutno nakreslit výrobní výkres

PŘÍRUČKA PRO OBSLUHU A ÚDRŽBU

Technický list. Ochranný profil (nerez)

PODÉLNÝ VODICÍ PROFIL ALTO 150 VS SLOUPY HLINÍKOVÉ ROHOVÉ, SCHEMA MONTÁŽE SLOUPŮ 4 3. SLOUPY HLINÍKOVÉ ROHOVÉ LEHKÉ 7

NEREZOVÉ TVAROVKY technický katalog

CENÍK LESNICKÝCH LAN A PŘÍSLUŠENSTVÍ PRO PŘIBLIŽOVÁNÍ

HDS 12/14-4 ST. Vysoká hospodárnost. Čtyřpólový, vodou chlazený elektromotor (ohřev na olej)

OPTIMALIZACE SVAŘOVACÍCH PARAMETRŮ PŘI ODPOROVÉM BODOVÉM SVAŘOVÁNÍ KOMBINOVANÝCH MATERIÁLŮ

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Aweld E71T-1. Aweld 5356 (AlMg5) Hořáky

ZÁVĚSNÁ VÁZACÍ OCELOVÁ LANA. Ocelová vázací lana jsou vhodná pro vázání těžších břemen zaobleného tvaru.

Rolny pro velká zatížení

PŘÍRUČKA PRO OBSLUHU A ÚDRŽBU

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Martin Škoula TECHNICKÁ DOKUMENTACE

LCM - 05 Metakrylátové konstrukční lepidlo list technických údajů

TROUBY KERADRIVE PROGRAM PROTLAČOVACÍCH TRUB. . dokonalém plánování. kvalitním propočtu. čistém provedení staveb. XXX xxx

MATERIÁL ALBROMET PODROBNÉ TECHNICKÉ LISTY

JEŘÁBOVÁ KLADNICE NOSNOST 20T CRANE HOOK BLOCK LIFTING CAPACITY 20 TONS

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Strojní zařízení, které je poprvé uvedeno do oběhu na evropský trh před. od , musí odpovídat směrnici pro strojní zařízení 2006/42/ES.

Kotvení tepelných izolací fasády

STAVEBNÍ VRÁTEK MINOR DUPLO (NOSNOST 80 KG)

1 VÝTAHY Výtah je strojní zařízeni, které slouží k svislé (někdy i šikmé) dopravě osob nebo nákladu mezi dvěma nebo několika místy.

ANTICORROSIVE RESISTANCE OF WATER DILUTES SINGLE-LAYER ANTICORROSIVE ENAMELS KOROZNÍ ODOLNOST JEDNOVRSTVÝCH VODOUŘEDITENÝCH NÁTĚROVÝCH HMOT

HALFEN STYKOVACÍ VÝZTUŽ HBT HBT 06 BETON. Typově zkoušeno podle DIN :

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

KVALITNÍ TLAKOMĚRY S BOURDONOVÝM PEREM A GLYCERINOVOU NÁPLNÍ TŘÍDA PŘESNOSTI 1,6 ø 63 mm

Konstrukční, nástrojové

Dráty, vodiče s kruhovým průřezem, pro jímací vedení, svody, vyrovnání potenciálů a uzemnění. Dráty vyhovují požadavkům ČSN EN

PVC-U desky vhodné pro každou příležitost

OVMT Mechanické zkoušky

1 VÝTAHY Výtah je strojní zařízeni, které slouží k svislé (někdy i šikmé) dopravě osob nebo nákladu mezi dvěma nebo několika místy.

Transkript:

Středoškolská technika 2017 Setkání a prezentace prací středoškolských studentů na ČVUT KLADNICE 300 t (výtah z maturitní práce) Simon Kalombo Střední průmyslová škola strojnická a Střední odborná škola profesora Švejcara, Plzeň Klatovská 109, 301 00 Plzeň Anotace V dlouhodobé maturitní práci je řešena konstrukce a následná výroba modelu jeřábové kladnice s nosností 300 t, která bude používána v mořském prostředí na plovoucím jeřábu. Nejprve je provedeno obecné seznámení s možnými konstrukčními řešeními, ze kterých je následně jedno vybráno, a tato volba je zdůvodněna. Následuje samotné konstrukční řešení, kde je nejprve provedena volba vhodných materiálů s ohledem na prostředí. Dále se práce zabývá charakteristikou jednotlivých součástí kladnice. Po konstrukčním řešení následují výpočty, které byly použity při konstrukci jeřábové kladnice. V poslední části se práce zabývá samotnou výrobou 3D modelu jeřábové kladnice v měřítku 1:10 za pomoci 3D tiskárny 3D Systems Cube Pro Duo z materiálu ABS. Úvod Jeřábová kladnice je součástí zdvihacího zařízení, které se využívá v mnoha odvětvích průmyslu ke zdvihání a přemisťování těžkých břemen ve vymezeném prostoru. Pomocí tohoto zařízení se síla působící na hák rovnoměrně rozkládá na více lan. Tíha kladnice napíná lano i v nezatíženém stavu. Kladnice se skládá z bočnic, čepu kladek, kladek, radiálních ložisek, příčníku, matice háku, háku, axiálního ložiska háku a krytů. Kladnice může být provedena ve 2 provedeních: 1. Provedení prodloužené kladky jsou uloženy na jednom čepu, hák na druhém toto provedení bylo zvoleno v tomto případě z důvodu menší šířky jeřábového bubnu oproti zkrácenému provedení. 2. Provedení zkrácené kladky i hák jsou uloženy na společném čepu. Cílem této dlouhodobé maturitní práce je navrhnout a následně zkonstruovat model jeřábové kladnice o nosnosti 300 t. Zadaný průměr lana je 44 mm. Kladnice bude pracovat v mořském prostředí. 1

Kladnici je možné navinout celkem 3 způsoby (obr. 1), podle požadované nosnosti. a) 9 nosných průřezů nosnost je 300 t. b) 7 nosných průřezů nosnost je 240 t. c) 5 nosných průřezů nosnost je 170 t. Obr. 1 Konstrukční řešení Materiály Obr. 2 Vzhledem k tomu, že je kladnice určena pro plovoucí jeřáb a bude vystavena značným působením povětrnostních vlivů a působení mořské slané vody, jsou zvoleny materiály, které 2

jsou těmto vlivům schopny odolávat. Jako materiál pro hlavní nosné součásti (svařenec, pevný kryt, kladky) je volena duplexní nerezová ocel S32550. Tato ocel je přímo určena ke kontaktu s mořskou vodou. Tento materiál byl použit zejména pro důležité části, kde by koroze mohla ovlivnit funkci kladnice. Jedná se o svařenec bočnice, kladky, čep kladek, matice háku, příčník, rozpěrné trubky, kroužky a příložky. Vlastnosti oceli S32550: Velmi pevná a odolná proti abrazi (mechanickému obrušování). Obsah prvků (Cr 24-27 %, Ni 4,5 6,5 %, Mo 2,9 3,9 %, Cu 1,5 2,5 %, Si 1 %, N 0,1 0,25 %, C 0,04 %, P 0,04 %, S 0,03 %). Vhodná pro svařování. Dobře kujná a obrobitelná. Vysoká korozivzdornost (pro slanou vodu výrobce udává maximálně 0,1 mm za rok). Pevnost v tahu Rm = 790 890 MPa. Cena 2-3,5 $/kg. Pro plechové kryty je zvolena austenitická nerezová ocel 316L. Vlastnosti oceli 316L. Odolnost proti korozi v prostředí chloridů (NaCl chlorid sodný). Obsah prvků (Cr 16,5 18,5 %, Ni 10 12 %, C < 0,03 %, Mo 2 2,5 %). Pevnost v tahu Rm = 520 680 MPa. Nátěr Obr. 3 Použitý materiál S32550 velmi dobře odolává korozi, ale i přesto byl zvolen nátěr Rokosil Aqua Industry RK 613, což je samozákladující dvousložkový vodou ředitelný polyuretanový nátěr s rychlým vytvrzováním od firmy ROKOSPOL a.s. Jeho použití je určené přímo na jeřábové konstrukce. Výroba modelu Cílem práce bylo také zhotovit reálný 3D model jeřábové kladnice. 3

Výrobní technologie Jako výrobní technologie byl použit 3D tisk. Jedná se o metodu postupného nanášení vrstev, a tím vzniká model. Pro tuto kladnici byla zvolena metoda FDM (Fused Deposition Modeling). Jedná se o jednu z nejběžnějších metod 3D tisku. Princip metody FDM spočívá v tavení plastové (mohou být i jiné materiály) struny v extruderu. Roztavený plast je dále tlačen do trysky, která nanáší materiál do jednotlivých vrstev. Materiál Jako materiál pro celý model kladnice byl zvolen termoplast ABS z následujících důvodů: velmi dobrá pevnost a tuhost, dobrá opracovatelnost a lepitelnost, 3D tisk Model byl zhotoven pomocí 3D tiskárny Cube Pro Duo s tiskovou plochou 200x230x270mm. Na základě rozměrů tiskové plochy bylo zvoleno měřítko 1:10. Některé větší součásti (bočnice, čep, příčník, kladky) bylo nutné před tiskem rozdělit na více dílů. V tabulce jsou uvedeny hmotnosti a časy jednotlivých součástí (hodnoty získané ze softwaru Cube Pro, ve kterém probíhala kompletní příprava 3D tisku). Součást Hmotnost Čas tisku Počet 1 kusu 1 kusu kusů Svařenec 187 g 7:11 h 2 Hák 98,5 g 4:52 h 1 Příčník 42,8 g 2:48 h 1 Čep kladek 38 g 1:31 h 1 Kryt pevný 92 g 4:38 h 2 Kladka 52 g 4:34 h 4 Matice háku 27 g 2:28 h 1 Axiální ložisko 4 g 0:31 h 1 Radiální ložisko 5,3 g 0:15 h 4 Rozpěrná trubka 4,5g 0:40 h 2 Kryt výklopný střed 6 g 1:30 h 2 Kryt horní střed 7,5 g 0:44 h 1 Kryt výklopný kraj 3,5 g 0:24 h 4 Kryt horní kraj 3,5 g 0:25 h 2 Celkem 1047 g 59:14 h 28 Tab. 1 Cena za 1 cartridge materiálu ABS pro 3D tiskárnu Cube Pro Duo je 2892 Kč. Obsah cartridge činí přibližně 750 g materiálu ABS. Celková cena za kladnici činí cca 4 000 Kč. 4

Kompletace modelu Obr. 4 Po vytištění součástí bylo nutné je pečlivě opracovat. Díky dobrým vlastnostem ABS lze k opracování použít velmi jednoduché nástroje (smirkový papír, pilník a nůž) s velmi dobrým výsledkem. Bylo nutné opracovat hrany, aby lícovaly, a smirkovým papírem obrousit povrch před nátěrem. Samotná kompletace součástí se prováděla pomocí lepených spojů. Jako lepidlo byla použita odpadní hmota ABS z 3D tisku rozpuštěná v acetonu. Důvodem pro volbu tohoto lepidla byla jeho vysoká pevnost a finanční nenáročnost. Po zkompletování všech dílů následoval nátěr. Nejdříve byl nanesen základový nátěr na plasty, aby nedošlo k popraskání vrchního nátěru. Jako vrchní nátěr byl použit Balakryl Uni v modré barvě. Jedná se o vodou ředitelnou akrylátovou barvu. Celková doba kompletace činila 12 hodin. Závěr Tento příspěvek je výňatkem z maturitní práce, která bude obhajována před zkušební komisí. Cílem této maturitní práce bylo navrhnout jeřábovou kladnici o nosnosti 300 t, která bude pracovat v mořském prostředí. V první části byly popsány použité materiály a zvoleno konstrukční řešení kladnice. Řešením je prodloužené provedení kladnice se čtyřmi vodícími kladkami bez kladky vyrovnávací. Hmotnost kladnice je cca 26 t. Tato hmotnost nebyla záměrně snižována z důvodu nutného předpětí ocelového lana v nezatíženém stavu. 3D model kladnice byl vytvořen v programu Autodesk Inventor 2017. Výroba reálného 3D modelu kladnice byla provedena na 3D tiskárně Cube Pro Duo z materiálu ABS v měřítku 1:10. Celková hmotnost modelu kladnice je 1 047 g, což odpovídá ceně cca 4 000 Kč. Celkový čas pro zhotovení kladnice činil přes 71 hodin. Jedná se časově i finančně náročnou výrobu. Tato výroba je spíše vhodná pro součásti, které jsou tvarově složité, a zároveň je potřebná nízká hmotnost. 5

Použité informační zdroje Použitá literatura 1. LEINVEBER, J., VÁVRA, P. Strojnické tabulky. 5. vyd. Praha: ALBRA 2011. 927 s. ISBN 978-80-7361-081-4 2. REMTA, F., KUPKA, L. Jeřáby I. díl. Vyd. Praha: SNTL. 1968. 661 s. 3. DIN 15 403. Rundgewinde. 1965. Internetové stránky (www) 4. Guehring s.r.o. Hluboko řezné šroubovité vrtáky. Dostupné z WWW: http://www.guehring.cz/ 5. SKF CZ a.s. Valivá ložiska. Dostupné z WWW: http://www.skf.com/cz/ 6. Corrosion Materials Inc. Duplexní nerezová ocel S32550. Dostupné z WWW:< http://www.corrosionmaterials.com/> 7. INOX, spol. s r. o. Austenitická nerezová ocel 316L. Dostupné z WWW:< http://www.inoxspol.cz/> 8. HBT Weld s.r.o. Svařování duplexních ocelí. Dostupné z WWW:< http://www.hbtweld.cz/> 9. ROKOSPOL a.s. Samozákladující průmyslové barvy. Dostupné z WWW:< http://www.rokospol.com/cz/> 10. Wikipedia. Metoda 3D tisku FDM. Dostupné z WWW:< https://cs.wikipedia.org/ > 6