ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE Konstruování s podporou počítačů I. Semestrální práce Malířský dvojváleček pro sádrokarton 4. ročník TF, obor TZSN Hugo Skok
Obsah práce: PROBLEMATIKA MALOVÁNÍ SÁDROKARTONŮ SOUČASNÝ STAV... 2 KLASICKÝ ZPŮSOB MALOVÁNÍ... 2 VÝHODY A NEVÝHODY JEDNOTLIVÝCH VÁLEČKŮ... 2 MALÍŘSKÝ DVOJVÁLEČEK PRO SÁDROKARTON... 3 PRINCIP ČINNOSTI... 3 KONSTRUKCE DVOJVÁLEČKU... 4 VÝPOČTY... 6 PEVNOSTNÍ ANALÝZA... 6 VÝSLEDKY... 6 KONTROLNÍ VÝPOČET ČEPU... 8 VÝPOČET PRŮMĚRU NOSNÉ KONSTRUKCE... 8 ZÁVĚR... 9 1
Problematika malování sádrokartonů současný stav V dnešní době je jedním z nejpoužívanějších materiálů pro stavbu příček, stropních podhledů a ostatních nenosných konstrukcí sádrokarton. Trend výstavby těchto moderních stavebních konstrukcí je čím dál větší a vedle kladných vlastností přináší tento materiál také pár záporných. Z hlediska malování sádrokartonu nastává jeden nezanedbatelný problém. Jelikož je sádrokartonový povrch téměř dokonale hladký je velice důležité aby i malba byla provedena v takové kvalitě, aby tuto hladkou strukturu neporušila. Klasický způsob malování Mezi klasické způsoby malování sádrokartonů lze v dnešní době řadit malování válečky a metodu stříkání povrchů. Dříve často používané malování pomocí malířských štětek se v tomto případě zásadně nehodí, neboť štětka zanechává na povrchu výraznou stopu a pouštící chlupy. Nejčastěji dnes malíři používají malování pomocí válečků. Existuje spousta druhů válečků, lišící se ve velikosti, průměru, materiálu atd. Vedle klasických válečků s vysokým chlupem existují i speciální válečky na sádrokarton, které mají chlup menší, aby stopa po malování byla co nejmenší a tím i povrch sádrokartonu hladký. Váleček na sádrokarton Klasický plyšový váleček Výhody a nevýhody jednotlivých válečků Klasický plyšový váleček a speciální na sádrokartony mají své kladné i záporné vlastnosti. Mezi klady klasického válečku lze uvést vysoká nasákavost a tím i delší prodlevy při namáčení barvy, cena a dostupnost. Prodává se téměř v každých barvách, lacích a malíři jej používají nejčastěji. Mezi jeho nevýhody patří viditelná stopa za každým tahem. Zvláště u 2
sádrokartonů je tato stopa nejpatrnější, proto se při malování klade důraz na důkladné roztírání a hustotu barvy Mezi klady speciální válečku na sádrokarton lze uvést nízký chlup a tím i menší stopu za každým tahem při malování, proto se používá výhradně na malování sádrokartonů a dalších hladkých povrchů. Mezi zápory ovšem patří malá nasákavost barvy a tím i menší intervaly mezi namáčením. Navíc ne je všude tento váleček k dostání. Malířský dvojváleček pro sádrokarton Cílem tohoto projektu bylo navrhnout a vymodelovat takový váleček, který má vlastnosti obou druhů válečků, při snaze o co nejjednodušší konstrukci a levnou výrobu. Malířský dvojváleček pro sádrokarton Princip činnosti Jak již slovo dvojváleček napovídá, konstrukce obsahuje nástavce pro dva na sobě nezávislé válečky. Na jedné straně se bude nasazovat větší klasický plyšový váleček a na druhé straně menší speciální na sádrokarton. 3
K namáčení barvy bude sloužit pouze velký váleček, jelikož do sebe pojme velké množství barvy. Při malování se zapojí k velkému i menší váleček a bude tahy po velkém uhlazovat. Tímto způsobem nebude docházet k viditelným stopám po malování. Konstrukce dvojválečku Konstrukce tohoto navrženého dvojválečku je velice jednoduchá. Rukojeť je z tvrzeného plastu, která je odolná proti otěru. Pohybovací mechanismus je tvořen mezičlánkem ve tvaru trojúhelníku a horní části nosné konstrukce. Tento mechanismu je mezi sebou spojen dvěma čepy, díky kterým je možno pohybovat válečkem v horizontální i vertikální rovině. Nosná konstrukce je tvořena speciálně ohnutou tyči, která umožňuje nasazení dvou válečků. Jak je patrné z obrázků, konstrukce je velmi jednoduchá, lehká a případná výroba nebude finančně nákladná. Rukojeť Mezičlánek Čep Čep Nosná konstrukce Popis jednotlivých prvků Jelikož má hladicí váleček menší průměr než větší, byla tomu uzpůsobena i nosná konstrukce. Jedna strana dvojválečku je tedy delší než druhá, aby při vodorovné poloze byly oba válečky v ose. 4
Délka a průměry válečků byly navrženy ve stejných rozměrech jako v reálu. Dle zadaných rozměrů a materiálů vychází dle Inventoru hmotnost celého dvojválečku na 1,043 Kg, což je hodnota poměrně nízká. 130 mm 200 mm 280 mm Nosná část dvojválečku Zadní pohled 5
Pohled shora Výpočty Na navrhnutém dvojválečku byla spočtena pevnostní analýza, kontrolní výpočet čepu a minimální průměr nosné konstrukce. Pevnostní analýza Na základě předem definovaných parametrů byla vytvořena pevnostní analýza dvojválečku. Zadané parametry: Zatěžující síla: 100 N (určena z vlastních zkušeností), kolmá na násadce válečků Materiál: Ocel nízkolegovaná, s vysokou pevností Pevné vazby: Nástavce na oba válečky Výsledky Z výsledků posunutí je patrné, že při zatěžující síle 100 N je max. posunutí 4,085 mm. Tato hodnota je poměrně slušná a v praxi dosažená i se standardními válci. Zatížení je závislé na druhu malované konstrukce, výšce a zkušenostem malíře. 6
Posunutí Napětí je největší u ohybů na příčné části nosné konstrukce. Toto napětí dosahuje hodnot 200,5 MPa, v ostatní části je ovšem minimální. Velikost napětí je způsobena tvarem konstrukce, pro zmenšení napětí by bylo možné konstrukci pozměnit, kdy příčná část by byla šikmo a ne kolmo na násadce válečků 7
Kontrolní výpočet čepu V aplikaci Autodesku Inventoru byl rovněž vytvořen kontrolní výpočet čepu. Navržený čep: ISO 2341 A, A-5 x 14. Zatěžující síla byla zvolena 10 N, provozní součinitel 0,15-střídavé zatížení. Dle odměření rozměrů šířky vidlice a šířky táhla byly vytvořeny výsledky. Výsledky výpočtu čepu Výpočet průměru nosné konstrukce Výpočet byl proveden na zkoušce namáhání ohybem, dle materiálu oceli bylo určeno maximální dovolené napětí v ohybu σ o =130 MPa Zadané parametry: F = 100 N l = 80 mm σ o = 130 MPa Výpočet průměru d: Mo = F.l Wo = (π.d 3 )/32 σ o = (32.F.l)/ π.d 3 d = 3 32. F. l π. σ o d min = 8,56 mm Z výsledků je patrné, že minimální průměr kruhové nosné konstrukce musí být 8,56 mm. 8
Závěr Cílem semestrální práce bylo navrhnout takovou konstrukci malířského válečku, aby umožňovala malování sádrokartonů beze stop po tazích válce. Po zjištění vlastností současných prodávaných válečků byla navržena konstrukce, která umožňuje nasazení dvou válečků na jednu nosnou konstrukci. Tím se využijí kladné vlastnosti obou používaných válečků. Mezi největší pozitiva patří zkrácení doby malování a zkvalitnění práce. Byla rovněž provedena pevnostní analýza, výpočet použitého čepu a minimální průměr nosné konstrukce. Skutečné použití dvojválečku by bylo vhodné ověřit vyrobením prototypu, který by ukázal možné nedostatky. 9