VÝZKUMNÁ ZPRÁVA NÁVRH TECHNOLOGIE PRO POHONNÉ JEDNOTKY SPECIÁLNÍCH ŘETĚZOVÝCH DOPRAVNÍKŮ



Podobné dokumenty
Petr Macher Západočeská univerzita v Plzni Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

Transfer inovácií 20/

Protahování, protlačování

K 9 MANIPULAČNÍ ZAŘÍZENÍ PRO HUTNÍ PRŮMYSL

CTR 750 EV NABÍDKOVÝ LIST. Pilous ,9 1,1 mm

18. Kinematické mechanismy

DOPRAVNÍKOVÝ STŘÍDAČ - NÁVRH ZVEDACÍHO MECHANISMU.

Problematika měření ozubených řemenů

Axiální zajištění ložisek Způsoby zajištění Připojovací rozměry Konstrukce souvisejících dílů

Návrh krmného závěsného valníku

P O N U K O V Ý L I S T

Je-li poměr střední Ø pružiny k Ø drátu roven 5 10% od kroutícího momentu. Šroub zvedáku je při zvedání namáhán kombinací tlak, krut, případně vzpěr

VÝZKUMNÁ ZPRÁVA K OVĚŘENÉ TECHNOLOGII. Návrh malého městského low-cost dopravního prostředku pro jednu osobu

KUŽELOVÉ DRTIČE. vysoká provozní spolehlivost nízké náklady na provoz a údržbu nenáročná obsluha a údržba

2.2 VÁLEČKOVÝ DOPRAVNÍK

Výukové texty pro předmět Měřící technika (KKS/MT) na téma Podklady k principu měření otáček a úhlové rychlosti

Výzkumné centrum spalovacích motorů a automobilů Josefa Božka 2. kolokvium Josefa Božka, Praha

ASX445 NÁSTROJE NOVINKY. Stabilní čelní frézování při vysokém zatížení B017CZ. Čelní fréza Aktualizace

VLIV STÁLÉHO PŘEVODU NA ÚROVEŇ VIBRACÍ A HLUKU PŘEVODOVKY ŠKODA

VYMEZENÍ A POROVNÁNÍ PARAMETRŮ NÁVRHOVÉHO POMALÉHO VOZIDLA DLE NORMY ČSN

INOVACE A DOKONALOST CNC VERTIKÁLNÍ OBRÁBĚCÍ CENTRA NBP VB TV.

Otočný stůl nové koncepce pro multifunkční obráběcí centrum

DIAGNOSTICS OF A HYDRAULIC PUMP STATUS USING ACOUSTIC EMISSION

regálů, které zajišťují maximální využití skladovacích prostor a vyrábí se v různých

HŘÍDELOVÉ SPOJKY A BRZDY

PROVOZ, DIAGNOSTIKA A ÚDRŽBA STROJŮ

Výpočet únosnosti šnekového soukolí (Výukový text výběr z normy DIN 3996)

Wolko-plast s.r.o. Dotazník - ozubená kola z plastu: 1. Všeobecné údaje: 2. Použití: 3. Převodová skříň: 4. Ozubení:

NÁSTROJE NOVINKY LSE445-E NSE300-E/400-E. Univerzální frézovací hlavy 45 a 90 stupňů MP103CZ. 20 pozitivní destičky pro vysoko efektivní obrábění.

Tiskové chyby vyhrazeny. Obrázky mají informativní charakter.

KONSTRUKCE ZAKRUŽOVAČKY OCELOVÝCH PROFILŮ

SEZNAM TÉMAT Z ODBORNÝCH PŘEDMĚTŮ STROJÍRENSKÝCH

1 MECHANICKÉ PŘEVODY D 1. (funkce, převodový poměr, druhy, třecí, řemenové a řetězové převody, části, použití,

TMV 720A. CNC vertikální obráběcí centrum

VYBRANÉ PŘEPRAVY A ULOŽENÍ ZBOŽÍ V PŘEPRAVNÍ JEDNOTCE THE SELECTED TRANSPORTATION OF SPECIAL INTERMODAL UNITS

Ložiskové jednotky se snímači Elektronické ovládací moduly steer-by-wire Jednotky pro řízení výšky zdvihu rámu...

1.1 ŘETĚZOVÝ DOPRAVNÍK

Konstrukční cvičení č.3 Převodovka

odstředivá typizovaná čerpadla model N

Témata pro přípravu k praktické maturitní zkoušce z odborných předmětů obor strojírenství, zaměření počítačová grafika

Axiální válečková ložiska

Opravy trubkových nárazníků s prstencovou pružinou

1.1 Morfologie povrchu plechů používaných pro karosářské výlisky

Grenadeck reklamace systému

Řetězy pro stroje na pásovém podvozku

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Výpočet silové a energetické náročnosti při obrábění

EFEKTIVNÍ VYUŽITÍ LASERŮ V PRŮMYSLOVÝCH PROCESECH

strol. s.ucasl. Joseph E. Shigley The Iowa State University of Science and Technology Richard G. Budynas Institute of Technology

Heavy Duty řezání kovů a demolice. Řezání kovu tenkým plátkem. éle: lepší geometrie zubů pro lepší rychlost a

VYCHYSTÁVACÍ JEDNOTKA SKLADOVACÍHO SYSTÉMU MULTI TOWER

Mechanické pohony. Doc. Ing. Antonín Havelka, CSc.

ZAŘÍZENÍ PRO ČISTĚNÍ JÍMKY ZČJ 1

KONSTRUKČNÍ NÁVRH HYDRAULICKÉHO LISOVACÍHO ZAŘÍZENÍ PRO VÝUKOVÉ ÚČELY SVOČ FST 20010

STOPKOVÉ FRÉZY ŽILETKOVÉ

Horizontální obráběcí centra

VLIV TUHOSTI PÍSTNÍHO ČEPU NA DEFORMACI PLÁŠTĚ PÍSTU

Autoškola. Jiří Melč, tel

NOVÁ GENERACE FRÉZ MINIMASTER

CZ.1.07/1.1.08/

izolace a mikroventilace střechy Teknoroof

Pístové spalovací motory 2 pohyblivé části motoru

Řetězová kola pro válečkový řetěz 04B-1, materiál C45

2. BUDIČE. Experimentální metody přednáška 2 Budiče

Vysokovýkonné válečkové řetězy IWIS

Mendelova univerzita v Brně. Lesnická a dřevařská fakulta. Ústav základního zpracování dřeva

14.5 Převody řetězové

KATALOG NÁSTROJŮ PRO OBRÁBĚNÍ

Obr. 1 Stavební hřebík. Hřebíky se zarážejí do dřeva ručně nebo přenosnými pneumatickými hřebíkovačkami.

Spouštěcí obvod. Spouštěč. Základní parametry spouštěče

INFORMACE O VÝROBKU. Profily ozubených řemenů. Výška. Výška Typ Rozteč Výška zubu PowerGrip GT (3) Typ Rozteč Výška zubu.

Vyměnitelný vrták B202CZ MVX. Vysoce tuhé vrtací těleso pro vyšší výkon a lepší kvalitu děr s průměrem až do 6 D.

Železobetonové patky pro dřevěné sloupy venkovních vedení do 45 kv

2 K20 QP25 QP25C QP30P QP40. od 200. do max max

Výpočtový program DYNAMIKA VOZIDLA Tisk výsledků

Ploché střechy. Požárně odolné ploché střechy SG COMBI ROOF 30M. Nejširší nabídka tepelných, zvukových a protipožárních izolací

Povrchová montáž 1. SMT 2. SMD

WP08: Snižování mechanických ztrát pohonných jednotek

BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV VÝROBNÍCH STROJŮ, SYSTÉMŮ A ROBOTIKY

Napínací elementy RCT

Soustruh na dřevo. Technická fakulta ČZU Praha Autor: Václav Číhal Školní rok: 2008/2009 (letní semestr) Popis:

Integrovaná střední škola, Sokolnice 496

Lisování nerozebíratelných spojů rámových konstrukcí

Bakalářská práce. Návrh planetové redukce pro vůz Formula Student

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ Teorie frézování

Řetězy svařované zkoušené, jakost 24 a 30 NÁVOD K POUŽÍVÁNÍ, MONTÁŽI A ÚDRŽBĚ

Casadei Industria KC 40

ZAŘÍZENÍ MAGNETICKÉHO CHLAZENÍ NA ČVUT FAKULTĚ STROJNÍ

KATEDRA KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ DISERTAČNÍ PRÁCE

Frézování. Frézování válcovými frézami: Kinematika řezného pohybu:

Ozubené tyče. Ozubené tyče POLY CHAIN GT str Ozubené tyče profil - MXL, XL, L str Ozubené tyče HTD profil - 5M, 8M str.

I. ÚVOD... 3 II. CHARAKTERISTIKA MOTORU... 3 III. STÁVAJÍCÍ NATÁ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PÁSOVÝ DOPRAVNÍK FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV AUTOMOBILNÍHO A DOPRAVNÍHO INŽENÝRSTVÍ

HÁKOVÝ NOSIČ KONTEJNERŮ NKH 8A340

Ceny a obchodní podmínky jsou platné pro Českou a Slovenskou republiku, ceny jsou uvedeny bez DPH 20%, FCA Brno ZÁRUČNÍ DOBA 12 MĚSÍCŮ

SHRNUTÍ STÁVAJÍCÍCH KONSTRUKCÍ ŠROTOVNÍKŮ

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Technické podmínky výběrové řízení Pořízení obráběcích strojů

HŘÍDELOVÉ SPOJKY A BRZDY

OBSAH KATALOGU. List è. 1

Transkript:

KATEDRA KONSTRUOVÁNÍ STROJŮ VÝZKUMNÁ ZPRÁVA NÁVRH TECHNOLOGIE PRO POHONNÉ JEDNOTKY SPECIÁLNÍCH ŘETĚZOVÝCH DOPRAVNÍKŮ Autor: doc. Ing. Jaroslav Krátký, Ph.D. Ing. Eva Krónerová, Ph.D. Číslo projektu: Číslo výsledku: Odpovědný pracovník: Vedoucí katedry: Děkan: 01-UK126-KKS-2010 doc. Ing. Jaroslav Krátký, Ph.D. doc. Ing. Václava Lašová, Ph.D. doc. Ing. Jiří Staněk, CSc. PLZEŇ, ŘÍJEN 2010

Název výsledku anglicky: Design technology for driving unit special chain conveyer Název výsledku česky: Anotace k výsledku anglicky: The content of the designed technology of the special chain conveyers driving unit is a proposal of a new geometry teeth driving unit (profile, material, heat treatment, surface finish, processing) and a proposal of the material and its heat treatment guides for keeping the chain conveyor. The proposed solution provides significantly lower power effects between the teeth driving unit and chain drive units and the higher life of the whole equipment. The proposed solution is in production and, if successful will be used in operation. Anotace k výsledku česky: Obsahem navržené technologie pohonné jednotky speciálních řetězových dopravníků je návrh nové geometrie zubů hnací jednotky (návrh jejich tvaru, materiálu, tepelného zpracování, povrchových úprav a výroby) a návrh materiálu a jeho tepelného zpracování vodících lišt pro vedení řetězového dopravníku. Navrhované řešení zaručuje podstatně nižší silové účinky mezi zuby hnací jednotky a řetězem a tím vyšší životnost celého zařízení. Navržené řešení je ve výrobě a v případě úspěšného odzkoušení bude použito v provozu. Klíčová slova anglicky: Driving unit, transporting, profile tooth, heat treatment Klíčová slova česky: Pohonná jednotka, dopravování, tvar zubu, tepelné zpracování Interní identifikační kód výsledku přidělený tvůrcem: 2

Popis vytvářené technologie Závěsný dopravník svařovaných rámů automobilových sedaček Firma VIZA Auto vyrábí rámy do autosedaček různých typů automobilů. Rámy autosedaček jsou dopravovány mezi jednotlivými pracovišti speciálními vysutými dopravníky. Dopravník se skládá ze speciálního řetězu, na kterém jsou zavěšeny rozpracované rámy autosedaček. Speciální řetěz umožňuje změnu směru pohybu jak v horizontálním, tak ve vertikálním směru. Posunová síla je odvozena od pohonné a tažné jednotky a na speciální řetěz působí přes zuby tažné jednoty. V záběru jsou vždy 2 3 dvojice zubů, které působí na pouzdra speciálního řetězu. Speciální řetěz je veden přes kladky (tvoří je 4 kuličková ložiska pro vertikální směr a 2 ložiska pro boční vedení. Dopravník je dlouhý ~ 200 m a prochází pecí, ve které je 180 C. Doba, ve které je při této teplotě je 30 minut. Závady: - trvalé opotřebení zubů působící na pouzdra speciálního řetězu - porušení povrchové vrstvy kladkové dráhy Po několika týdnech provozu jsou, jak je z obrázků zřejmé trvalé deformace tažných zubů a vodící dráhy pod kladkami řetězu. Požadované technické parametry - dodržet současné vnější rozměry dopravníku. Přiložen výkres hnacího prvku. 3

Současný stav - foto (zub, trať) 4

Úkol: - zjistit příčinu opotřebení řetězu - navrhnout takové řešení, aby k tomuto opotřebení nedocházelo Dopravník svařovaných rámů se skládá z: - pohonné jednotky, tj. motor P = 3 kw při 1400 ot/min a řetězového převodu - tažné jednotky, kterou tvoří řetězové kolo poháněné z pohonné jednotky a řetěz, na kterém jsou připevněny zuby - speciálního řetězu, na kterém jsou zavěšeny věšáky se svařovanými rámy autosedaček Parametry řetězového dopravníku: - pohonný motor P = 3 kw při n = 1400 ot/min - rychlost posuvu v = 3 m/min - celková délka dopravníku ~ 200 m - zatížení na jeden článek speciálního řetězu, tj. tíha od hmotnosti jednoho věšáku se svařovanými rámy F v1 = 1500 N - maximální počet věšáků k = 90 - počet zabírajících párů zubů z = 2 Pohled na řetěz dopravníku 5

Určení zatížení zubu hnací jednotky předběžný (zjednodušený) výpočet Celková maximální posouvaná hmotnost (tíha od hmotnosti): F m = k. F v1 = 90. 1500 =135000 N Celková síla pro posuv max. zatížení: F pos = f v. F m = 0,05. 135000 = 6750 N Vzhledem k odporům při změně směru bude uvažována síla F pos = 10000 N Potřebný výkon motoru: Budeme-li uvažovat celkovou účinnost 50%, je potřebný výkon motoru 1 kw Zatížení na jeden zub. Pohled na pojezdové kladky řetězu Předpoklad v záběru jsou vždy pouze dvě dvojice zubů. Uvažuji proto, že na jeden zub působí ve směru posuvu čtvrtina posunové síly. F N1 F z1p F R F R Rozklad sil mezi zubem a pouzdrem 6

Normálová síla působící v uvažovaném bodě (odhad normálová síla působí pod úhlem 45 ): Zatížení mezi kladkou a vedením: Hertzův tlak mezi zubem a kladkou: p H = 1944 MPa Hertzův tlak mezi kladkou a vedením: p H = 732 MPa Pevnostní hodnoty materiálu zubu: 4 1 3 2 5 obr. 6 Naměřené hodnoty tvrdosti: Bod 1 - v místě rádiusu 120 140 HB 450 500 R m Bod 2 - pod rádiusem 150 HB 530 R m Bod 3 - zadní plocha 140 HB 530 R m Bod 4 - zadní plocha 235 270 HB 850-950 R m Bod 5 - v blízkosti svaru 180 HB 640 R m 7

Závěr předběžného (zjednodušeného) výpočtu: - pasivní odpory, posunová síla je odhadnuta - působiště síly 45 je odhadnuté, ve skutečnosti může být úhel větší a normálová složka podstatně větší - pevnost materiálu zubu v místě styku je (pravděpodobně technologií výroby) nejmenší - hodnota Hertzova tlaku v místě dotyku vyžaduje tvrzené stykové plochy Podrobnější analýza a) určení posuvové síly Velikost na zub hnací jednotky určíme z točivého momentu posunového motoru, resp. z odebraného proudu elektromotoru při posuvu dopravníku. Odečten byl odebíraný proud I = 2,4 A, třífázový proud, napětí U = 220 V Výkon motoru Řetězový převod na hnací jednotku Rychlost posuvu dopravníku Otáčky řetězového kola hnací jednotky Otáčky motoru Točivý moment na motoru Točivý moment na řetězovém kole hnací jednotky 8

Posunová síla (síla na dvojici zubů) Rozteč řetězu u dopravníku t ř = 400 mm Rozteč zubů na hnací jednotce: Hnací jednotka se skládá ze dvou řetězových kol o roztečných průměrech d 2= 203 mm. Vzdálenost řetězových kol je a = 1285 mm. Počet zubů pro posuv dopravníku je z p =8. Délka řetězu je Rozteč zubů pro posuv dopravníku je Rozteč řetězu dopravníku a rozteč zubů se liší prakticky o 1 mm. Z toho je zřejmé, že se zatížení nerozloží na více zubů a celé zatížení ponese pouze jedna dvojice zubů za předpokladu, že nosné boky obou zubů budou vyrobeny společně po přivaření na nosný článek. Zatížení jednoho zubu bude F z1 = 9000 N, což je 3,6 x větší zatížení než bylo uvažované jednoduchou úvahou!!! 9

Záběr zubu stávajících rozměrů, tj. délka 45mm (50mm) Obr. 7 10

Závislost normálové síly na poloze záběru zubu s pouzdrem řetězu při síle ve směru posuvu F p = 9000 N. Jedná se o zatížení jednoho zubu. úhel záběru [N] normálná síla [N] svislá [N] 0 9 000 0 5 9 034 787 10 9 139 1 587 15 9 317 2 412 20 9 578 3 276 25 9 930 4 197 30 10 392 5 196 35 10 987 6 302 40 11 749 7 552 45 12 728 9 000 50 14 002 10 726 55 15 691 12 853 60 18 000 15 588 65 21 296 19 301 70 26 314 24 727 75 34 773 33 588 80 51 829 51 042 85 103 263 102 870 90 1,47E+20 1,47E+20 složka 11

Upravený tvar zubu pro snížení úhlu dotyku na začátku záběru Bod dotyku v ustálené poloze: 12

Závěr k předcházejícím úvahám 1) Posuvová síla F p = 18000 N je určena z odebíraného proudu elektromotoru a je proto nutno ji brát jako skutečnost, plynoucí ze současného provozního stavu dopravníku. 2) Protože rozteč zubů na řetězovém kole se liší o 1 mm od rozteče speciálního řetězu dopravníku, je nutno uvažovat, že celé zatížení od posuvové síly přenáší jen jeden pár zubů. 3) Uhel dotykového bodu zubu s pouzdrem řetězu dopravníku u stávajícího profilu zubu pohybuje v rozsahu 22 o 79 o. Délka zubu nemá praktický vliv na polohu dotykového bodu. 4) Velikost normálové složky sily mezi zubem a pouzdrem a svislé složky síly mezi vnějším kroužkem ložiska a vodící drahou vyvozuje takové kontaktní napětí, že vyžaduje aby pevnost materiálu zubu a pevnost materiálu vodící lišty byla 900 MPa a povrch zubu a vodící lišty povrchově kalit 55 HRC do hloubky minimálně 1 mm. 5) Vzhledem k tomu, že rozteč zubů na řetězovém kole se liší o 1 mm od rozteče speciálního řetězu dopravníku, nemůže prodloužení řetězu od ohřátí průchodem pece (jedná se o prodložení o 0,7mm) ovlivnit počet nosných zubů v záběru. Doporučení 1) Zjistit, jestli nedochází v některé části řetězové dráhy vlivem montážních nepřesností ke sevření specálního řetězu a tím k velkému nárustu síly potřebné pro posuv dopravovaných částí. 2) Upravit tvar nosného zubu tak, aby se snížil úhel dotyku zubu s pouzdrem na začátku a konci záběru (viz. upravený tvar zubu). 3) Zuby vyrobit z materiálu o pevnosti 900 MPa a povrch zubu povrchově kalit 55 HRC do hloubky minimálně 1 mm. 4) Vodící lištu pod hnací jednotkou vyrobit z materiálu o pevnosti 900 MPa a povrchově kalit 55 HRC do hloubky minimálně 1 mm. 5) Použitím tvaru zubu dle upraveného návrhu se sníží zatížení na začátku a konci záběru přibližně na poloviční hodnotu (viz. tabulka sil pro úhly dotyku 80 o a 70 o ) 6) Po přivaření dvojice zubů na nosnou část společně přebrousit dotykovou část povrchu zubů. Maximální úběr materiálu při broušení musí být 0.25mm, jinak by došlo k odebrání tvrzené vrstvy. Uživatel technologie Navržená technologie je využívána a uplatněna u firmy VIZA AUTO CZ, s.r.o.. Odkaz: www.kks.zcu.cz/vyzkum-vyvoj-kks/riv 13

Přílohy 1. Potvrzení o ověření technologie 2. Předávací protokol 3. Objednávka 007-100001 14