SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE DIPLOMSKI RAD Ervin Alimani Zagreb, 2014.
SVEUILITE U ZAGREBU
FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE
DIPLOMSKI RAD
Ervin Alimani
Zagreb, 2014.
SVEUILITE U ZAGREBU
FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE
STROJ ZA REZANJE I CIJEPANJE
OGRIJEVNOG DRVA
Mentori: Student:
prof. dr. sc. Neven Pavkovi, dipl. ing. Ervin Alimani
Zagreb, 2014
Izjavljujem da sam ovaj rad izradio samostalno koristei steena znanja tijekom studija i
navedenu literaturu.
Zahvale
Zahvaljujem se svom mentoru prof. dr. sc. Nevenu Pavkoviu na ukazanom povjerenju i
pruenim savjetima i pomoi tijekom izrade diplomskog rada.
Od srca se zahvaljujem svojoj obitelji na pruenoj podrci tijekom studija.
Ervin Alimani
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 4
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje I
SADRAJ
SADRAJ .............................................................................................................................. I
POPIS SLIKA ...................................................................................................................... III
POPIS TABLICA .................................................................................................................. V
POPIS TEHNIKE DOKUMENTACIJE .............................................................................VI
POPIS OZNAKA .............................................................................................................. VIII
SAETAK ...........................................................................................................................XI
SUMMARY ....................................................................................................................... XII
1. UVOD ............................................................................................................................. 1
2. ANALIZA TRITA I POSTOJEIH RJEENJA .......................................................... 4
2.1. TAJFUN PLANINA D.O.O. .....................................................................................4
2.1.1. RCA 380 ............................................................................................................4 2.1.2. RCA 400 joy ......................................................................................................5
2.2. PALAX/YLISTARON TERASTAKOMO OY .........................................................6 2.2.1. Palax Power 100 S .............................................................................................6
2.2.2. Palax Active .......................................................................................................7 2.3. DYNA PRODUCTS .................................................................................................8
2.3.1. SC - 14 ...............................................................................................................8 2.4. Rezultati analize trita .............................................................................................8
3. TEHNIKA SPECIFIKACIJA ...................................................................................... 10
3.1. Nosiva konstrukcija ................................................................................................ 10 3.2. Podizanje trupaca na stroj ....................................................................................... 11
3.3. Rezanje ................................................................................................................... 11 3.3.1. Pila za rezanje .................................................................................................. 11
3.4. Cijepanje ................................................................................................................ 12 3.5. Pogon stroja ............................................................................................................ 13
3.5.1. Hidrauliki sustav ............................................................................................ 13 3.5.1.1. Hidraulika pumpa .................................................................................... 14
3.5.1.2. Hidrauliki fluid ........................................................................................ 15 3.5.1.3. Hidrauliki ventili ..................................................................................... 16
3.5.1.4. Hidrauliki motor ...................................................................................... 16 3.5.1.5. Hidrauliki cilindar ................................................................................... 16
3.5.1.6. Spremnik radnog fluida ............................................................................. 16 3.6. Sigurnost ................................................................................................................ 17
3.6.1. Zatita na radu.................................................................................................. 17
4. FUNKCIJSKO MODELIRANJE PROIZVODA ............................................................ 19
5. MORFOLOKA MATRICA ......................................................................................... 20
6. KONCEPTI ................................................................................................................... 25
6.1. Koncept 1 ............................................................................................................... 25
6.2. Koncept 2 ............................................................................................................... 27 6.3. Koncept 3 ............................................................................................................... 29
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje II
6.4. Vrednovanje koncepata ........................................................................................... 31
6.5. Razrada odabranog koncepta ................................................................................... 32
7. PRORAUN.................................................................................................................. 38
7.1. Proraun hidraulikog cilindra za cijepanje ............................................................. 38
7.1.1. Promjeri klipa i klipnjae hidraulikog cilindra za cijepanje ............................. 38 7.1.2. Kontrola izvijanja klipnjae ............................................................................. 38
7.1.3. Proraun svornjaka ........................................................................................... 39 7.1.4. Potrebni protok i kapacitet pumpe za cilindar za cijepanje ................................ 40
7.2. Proraun hidraulikog cilindra za podizanje rampe ................................................. 40 7.2.1. Najvea masa trupca ........................................................................................ 40
7.2.2. Promjeri klipa i klipnjae hidraulikog cilindra za rampu ................................. 40 7.2.3. Kontrola izvijanja klipnjae ............................................................................. 41
7.2.4. Potrebni protok i kapacitet pumpe za cilindar ................................................... 41 7.3. Ostali hidrauliki cilindri ........................................................................................ 41
7.4. Odabir hidromotora ................................................................................................. 42 7.4.1. Odabir hidromotora za lananu pilu ................................................................. 42
7.4.2. Odabir hidromotora za pogon valjaka ............................................................... 43 7.5. Odabir pumpe ......................................................................................................... 44
7.5.1. Potrebna snaga pogonskog motora pumpe ........................................................ 46 7.6. Odabir multiplikatora .............................................................................................. 46
7.7. Proraun pogonskog valjka ..................................................................................... 46 7.7.1. Moment na valjku ............................................................................................ 46
7.7.2. Proraun najmanjeg promjera vratila valjka...................................................... 47 7.7.3. Proraun reduciranog naprezanja na kritinom presijeku .................................. 47
7.8. Proraun leaja ....................................................................................................... 47 7.8.1. Izbor leaja ...................................................................................................... 47
7.8.2. Trajnost leaja .................................................................................................. 48 7.9. Proraun nosive grede ............................................................................................. 48
7.9.1. Savijanje .......................................................................................................... 49 7.9.2. Progib .............................................................................................................. 49
7.10. Kontrola zavara kritinih dijelova konstrukcije ....................................................... 49 7.10.1. Nosa rampe .................................................................................................... 49
7.10.2. Prihvat cilindra za cijepanje ............................................................................. 50
8. FINALNI PROIZVOD ................................................................................................... 52
8.1. Tehniki podaci ...................................................................................................... 54
9. ZAKLJUAK ................................................................................................................ 57
LITERATURA ..................................................................................................................... 59
PRILOZI .............................................................................................................................. 60
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje III
POPIS SLIKA
Slika 1 Podjela uma prema vlasnitvu .............................................................................1
Slika 2 Drvna zaliha prema vrstama u RH ........................................................................1 Slika 3 Bukova uma ........................................................................................................2
Slika 4 Stroj za obradu ogrjevnog drva RCA 380 .............................................................4 Slika 5 Stroj za obradu ogrjevnog drva RCA 400 joy .......................................................5
Slika 6 Stroj za obradu ogrjevnog drva Palax Power 100 S ...............................................6 Slika 7 Stroj za obradu ogrjevnog drva Palax Active ........................................................7
Slika 8 Stroj za obradu ogrjevnog drva Dyna SC 14 ......................................................8 Slika 9 Trupci na stovaritu ............................................................................................ 10
Slika 10 Vodilica i dva lanca ............................................................................................ 11 Slika 11 Cirkularne pile................................................................................................... 12
Slika 12 Klinovi za cijepanje na 8 i 12 dijelova ................................................................ 13 Slika 13 Prikaz toka energije kroz hidrauliki sustav ........................................................ 13
Slika 14 Osnovne komponente hidraulikog sustava ........................................................ 14 Slika 15 Funkcijska dekompozicija .................................................................................. 19
Slika 16 Koncept 1 ........................................................................................................... 25 Slika 17 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 1) .................................................... 25
Slika 18 Nosiva greda i osovina kotaa (koncept 1) .......................................................... 26 Slika 19 Pomicanje trupca na stolu za rezanje (koncept 1) ................................................ 26
Slika 20 Koncept 2 ........................................................................................................... 27 Slika 21 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 2) .................................................... 27
Slika 22 Nosiva grede na osovini kotaa i stabilizatori (koncept 2) ................................... 28 Slika 23 Pomicanje trupca na stolu za rezanje (koncept 2) ................................................ 28
Slika 24 Koncept 3 ........................................................................................................... 29 Slika 25 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 3) .................................................... 29
Slika 26 Nosive grede, limovi i noge za stabilnost (koncept 3) ......................................... 30 Slika 27 Pomicanje trupaca na stolu za rezanje (koncept 3) .............................................. 30
Slika 28 Nosiva konstrukcija ............................................................................................ 32 Slika 29 Pogled na prednji kraj prikolice odabranog koncepta .......................................... 32
Slika 30 Nazubljeni lim i valjak ....................................................................................... 33 Slika 31 Limovi zavareni za valjak ................................................................................... 33
Slika 32 Lisnata opruga .................................................................................................... 33 Slika 33 Izvedbe klina s jednom, tri i pet otrica za cijepanje ........................................... 34
Slika 34 Podeavanje visine klina pomou zatika ............................................................. 34 Slika 35 Hidrauliki cilindar za cijepanje trupaca ............................................................. 35
Slika 36 Svornjak osiguran uskonicima .......................................................................... 35 Slika 37 Mehanizam zakretanja pile ................................................................................. 35
Slika 38 Mehanizam za dranja trupaca tijekom rezanja ................................................... 36 Slika 39 Mehanizam odreivanja duljine cjepanice .......................................................... 36
Slika 40 Rampa za podizanje trupaca ............................................................................... 37 Slika 41 3D raunalni model odabranog cilindra proizvoaa ASSFALG ........................ 38
Slika 42 Optereenja na svornjaku ................................................................................... 39 Slika 43 Tehnika specifikacija za odabrani hidrauliki motor XV-0U/1.52 ..................... 43
Slika 44 Tehnika specifikacija za odabrani hidrauliki motor XV-2U/22 ........................ 44 Slika 45 Tehnika specifikacija odabrane hidraulike pumpe XV-3P/70 .......................... 45
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje IV
Slika 46 Prednja i stranja strana odabranog multiplikatora .............................................. 46
Slika 47 Leaj pogonskog valjka ...................................................................................... 48 Slika 48 Dovoenje stroja u radni poloaj ........................................................................ 52
Slika 49 Postavljanje klina ............................................................................................... 52 Slika 50 Podeavanje visine klina i duljine cjepanice pomou zatika ................................ 53
Slika 51 Podizanje trupca na stol za rezanje ..................................................................... 53 Slika 52 Ciklus rezanja trupca .......................................................................................... 54
Slika 53 Cijepanje na est dijelova ................................................................................... 54 Slika 54 Raunalni model ureaja u 3D CAD sustavu ...................................................... 55
Slika 55 Pojednostavljeni prikaz hidraulikog sustava ureaja.......................................... 56
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje V
POPIS TABLICA
Tablica 1 Podjela uma prema namjeni ................................................................................1
Tablica 2 Nain grijanja u kuanstvima................................................................................2 Tablica 3 Mehanike karakteristike drva ..............................................................................2
Tablica 4 Usporedba komercijalnih beraa ...........................................................................9 Tablica 5 Specifikacije odabranog hidraulikog ulja [9] ..................................................... 15
Tablica 6 Morfoloka matrica ............................................................................................ 20 Tablica 7 Pughova matrica vrednovanja rjeenja ................................................................ 31
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje VI
POPIS TEHNIKE DOKUMENTACIJE
BROJ CRTEA Naziv iz sastavnice
EA-2014-00 Stroj za rezanje i cijepanje
EA-2014-01 Zavarena konstrukcija
EA-2014-02 Stol za rezanje
EA-2014-03 Prihvatni lim
EA-2014-04 Cijepa
EA-2014-05 Mehanizam pile
EA-2014-06 Sklop ruke
EA-2014-07 Nosa rampe
EA-2014-08 Rampa za podizanje trupaca
EA-2014-09 Valjak 1
EA-2014-10 Valjak 2
EA-2014-11 Valjak 3
EA-2014-12 Nosa motora
EA-2014-13 Graninik
EA-2014-14 ipka L2700 (dorada)
EA-2014-15 ipka L170 (dorada)
EA-2014-16 Nosa ograde
EA-2014-17 Lim nosaa ograde
EA-2014-18 Savijeni lim
EA-2014-19 Rebro prihvatnog lima
EA-2014-20 Ploa
EA-2014-21 Potisna ploa
EA-2014-22 Prihvat potisne ploe
EA-2014-23 Svornjak L70
EA-2014-24 Prihvat horizontalnog cilindra
EA-2014-25 Osovina mehanizma pile
EA-2014-26 produetak osovine
EA-2014-27 Poluga
EA-2014-28 Ploa mehanizma pile
EA-2014-29 Svornjak L51
EA-2014-30 Prihvat hidraulikog cilindra za pilu
EA-2014-31 ipka L708 (dorada)
EA-2014-32 Ruka
EA-2014-33 Prihvat ruke
EA-2014-34 Prihvat hidraulikog cilindra za ruku
EA-2014-35 Svornjak L44
EA-2014-36 Svornjak L36
EA-2014-37 Prihvat hidraulikog cilindra za rampu
EA-2014-38 Lim nosaa rampe
EA-2014-39 ahura
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje VII
EA-2014-40 Rebro nosaa rampe
EA-2014-41 Bona ploa
EA-2014-42 Nosiva osovina rampe
EA-2014-43 Prednja ploa
EA-2014-44 Prihvatna ploa
EA-2014-45 Prihvat za plou
EA-2014-46 Uska ploa
EA-2014-47 Ploica
EA-2014-48 Prihvat za rampu
EA-2014-49 Osovina prihvata ploe
EA-2014-50 Svornjak L34
EA-2014-51 Nazubljeni lim
EA-2014-52 Kratko vratilo
EA-2014-53 Dugo vratilo
EA-2014-54 Vratilo s utorima
EA-2014-55 Nosa pumpe
EA-2014-56 Ploa nosaa motora
EA-2014-57 Distantni lim nosaa motora
EA-2014-58 Prednja ploa nosaa motora
EA-2014-59 ipka za graninik
EA-2014-60 Prolazna ipka
EA-2014-61 Granini lim
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje VIII
POPIS OZNAKA
Oznaka Jedinica Opis
a mm duljina stranice
a mm debljina zavara
Az mm2 povrina zavara
C N dinamiko optereenje leaja
Co N statiko optereenje leaja
d mm promjer vratila
d1..4 mm promjer klipnjae hidraulikog cilindra
dmin mm najmanji promjer vratila
D1..4 mm promjer klipa hidraulikog cilindra
Dmax mm najvei promjer
E N/mm2 modul elastinosti
fH faktor tvrdoe na pogonskoj temperaturi
F N sila
FA N sila na leajnom mjestu A
FB N sila na leajnom mjestu B
Fc N sila u hidraulikom cilindru
Fcp N povratna sila u hidraulikom cilindru
g m2/s gravitacijsko ubrzanje
G N sila tea
h1..4 mm hod cilindra
i prijenosni omjer
I mm4 aksijalni moment tromost
Ix mm4 aksijalni moment tromost oko x osi
Imin mm4 najmanji aksijalni moment tromosti
KA faktor primjene
l0 mm dozvoljeni hod hidraulikog cilindra s obzirom na izvijanje
l0 mm duljina nosive grede
l1 mm krak djelovanja sile cilindra na rampu
l1 mm duljina poluge na svornjaku
l2 mm krak djelovanja sile tee na rampu
l2 mm duljina vilice na svornjaku
lmax mm najvea duljina trupca
L okr trajnost leaja u okretajima
Lh h trajnost leaa u satima
m eksponent vijeka trajanja leaja
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje IX
ms kg masa stroja
mt max kg najvea masa trupca
mu kg masa ulja
mv kg masa valjka
Ms Nmm moment savijanja
Ms max Nmm najvei moment savijanja
n s-1
broj okretaja
nk s-1
broj okretaja kardana
nmax N/mm2
najvee normalno naprezanje okomito na ravninu spoja
kutnog zavara
nmin N/mm2
najmanje normalno naprezanje okomito na ravninu spoja
kutnog zavara
p bar radni tlak hidraulikog sustava
ps N/mm2 srednji pritisak na dodirnoj povrini
ps dop N/mm2 doputeni srednji pritisak na dodirnoj povrini
Pp W snaga pogonskog stroja pumpe
Rm N/mm2 statika vrstoa materijala
S sigurnost
t s vrijeme
V mm3 volumen
w mm progib
W mm3 aksijalni moment tromosti
Wx mm3 aksijalni moment tromosti oko x osi
qh1..4 cm3/o kapacitet hidraulikog cilindra
qp cm3/o kapacitet pumpe
quk cm3/o ukupni kapacitet sustava
Qp l/min volumni protok pumpe
Qh1..4 l/min volumni protok hidraulikog cilindra
Quk l/min ukupni volumni protok sustava
faktor debljine zavara
m mehaniki stupanj djelovanja
u hidrauliki stupanj djelovanja
uk ukupni stupanj djelovanja
v volumetrijski stupanj djelovanja
odnos graninih naprezanja
kg/m3 gustoa
grab kg/m3 gustoa graba
u kg/m3 gustoa ulja
N/mm2 vlano napreanje
D() N/mm2 doputeno naprezanje za dinamiki optereene zavare
dop N/mm2 doputeno naprezanje
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje X
m N/mm2 srednje naprezanje
max N/mm2 najvee vlano naprezanje
min N/mm2 najmanje vlano naprezanje
red N/mm2 reducirano naprezanje
red max N/mm2 najvee reducirano naprezanje
red min N/mm2 najmanje reducirano naprezanje
s N/mm2 naprezanje na savijanje
s dop N/mm2 doputeno naprezanje na savijanje
z dop N/mm2 doputeno naprezanje zavara
z red N/mm2 reducirano naprezanje zavara
N/mm2 tangencijalno naprezanje
dop N/mm2 doputeno tangencijalno naprezanje
max N/mm2 najvee tangencijalno naprezanje
min N/mm2 najmanje tangencijalno naprezanje
s N/mm2 naprezanje na smik
s dop N/mm2 doputeno naprezanje na smik
t N/mm2 torzijsko naprezanje
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje XI
SAETAK
U ovom radu koncipiran je i konstrukcijski razraen stroj za rezanje i cijepanje ogrijevnog
drva koji je prilagoen radu na terenu. Pogon stroja je ostvaren pomou traktora i kardanskog
vratila. U prvom dijelu analizira se trite i postojea rjeenja slinih strojeva. Zatim od tri
koncepta vrednovanjem izabiremo jedan koji detaljno konstrukcijski razraujemo. Za
razraeni koncept izraen je raunalni 3D model ureaja te tehnika dokumentacija u
dogovorenom opsegu.
Kljune rijei:
stroj za cijepanje i rezanje ogrijevnog drva, hidrauliki sustav, kardansko vratilo
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje XII
SUMMARY
In this paper a firewood processor, which is adjusted for working in forest, was designed and
developed. Machine is powered by tractor and PTO. The first section analyzes the market and
existing soultions to similar machines. Then we choose between three concepts for the one
that will be elaborated in details. For that concept, a 3D computer model and tehnical
documentation within the agreed scope was made.
Key words:
firewood processor, hydraulic system, PTO
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 1
1. UVOD
U Hrvatskoj ume rastu na 47 % kopnene povrine ime pokrivaju 2 668.687 ha dravnog
teritorija. Od toga je veina u vlasnitvu Republike Hrvatske dok se 581 770 ha nalazi u
privatnom vlasnitvu. S fondom drvne mase od 398 milijuna m3
i s time to se svake godine
proizvede 8 milijuna m3 drva, odnosno 2,1 milijun m
3 u privatnom vlasnitvu, oito je da je
umarstvo i drvopreraivaka industrija od velikog znaaja za Republiku Hrvatsku.
Slika 1 Podjela uma prema vlasnitvu
Tablica 1 Podjela uma prema namjeni
ume prema namjeni
VLASNITVO GOSPODARSKE [ha] ZATITNE [ha] POSEBNA NAMJENA [ha] UKUPNO [ha]
RH - H 1 838 783 145 634 34 570 2 018 987
RH - DRUGE PRAVNE OSOBE 492 4 883 82 555 87 930
UMOPOSJEDNIKE 576 832 4 022 917 581 770
HRVATSKA UKUPNO 2 416 107 154 539 118 041 2 688 687
Slika 2 Drvna zaliha prema vrstama u RH
Iako je nekada glavni umarski proizvod bio ogrjevno drvo odavno je zamijenjen drugim
izvorima energije kao to su ugljen, nafta, elektrina energija i plin. Meutim, i danas se drvo
koristi kao izvor energije za grijanje u oko 20 % kuanstava u Republici Hrvatskoj. Grijanje
na kruta drva koriste najvie stanovnici Primorsko goranske, Istarske i Zadarske upanije.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 2
Tablica 2 Nain grijanja u kuanstvima
Nain grijanja Plin Struja Drvo Lo ulje
Kuanstva u % 58,2 20,7 18,8 2,3
Iako je jedan od razloga koritenja drva nerazvijenost plinske mree, takoer postoji i tradicija
grijanja na drva, a tu je i rast cijena plina i loivog ulja koja je podlona nestabilnim
politikim situacijama. U novije vrijeme jedna od glavnih prednosti drva nad ostalim
izvorima energije je njegova obnovljivost. Uz odgovorno gospodarenje umama drvo je
obnovljivi izvor energije te danas kada se u svjetskim razmjerima 18 % primarne energije
dobiva iz obnovljivih izvora, u njime je najzastupljenija biomasa od ega 70 % ini drvo. Kod
izgaranja drva emisija ugljinog dioksida je neutralna jer drvo pri rastu potroi onoliko CO2
koliko ga emitira pri izgaranju te nema sumpora. Ogrjevna vrijednost tek posjeenog drva
iznosi 2 kWh/kg jer sadri 60 % vlage, stoga drvo treba suiti nakon ega se ta vrijednost i
udvostruuje. U pogledu ogrjevne vrijednosti takoer je vano utvrditi vrstu drveta, odnosno
ubraja li se ono u meko ili tvrdo drvo. Tvrdo drvo je kvalitetnije za loenje i u njega
ubrajamo: bukovinu, grabovinu, cerovinu i hrastovinu. [1][2][3]
Tablica 3 Mehanike karakteristike drva
bukva grab hrast
gustoa [kg/m^3] 625 762 657
lomna vrstoa [MPa] 100.52 100.22 98.26
model elastinosti [MPa] 1180 1199 1274
Slika 3 Bukova uma
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 3
Sjea i izrada drva za ogrjev na klasian nain te manipuliranje izraenim drvom, na putu od
panja do kupca zahtjeva veliku koliinu rada. Kako bi se potreban rad racionalizirao danas se
koristi razna mehanizacija. Drvo, odnosno trupci iz kojih e se proizvesti ogrjevno drvo
moraju se cijepati i rezati nakon sijee kako bi se drvo prije isuilo i bilo spremno za
koritenje. Cijepanje i rezanje se uglavnom vri nakon to se drvo transportira blie mjestu
koritenja. U ovom radu razradit emo stroj za rezanje i cijepanje ogrjevnog drva koji e imati
mogunost rada na terenu blizu mjesta sjee.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 4
2. ANALIZA TRITA I POSTOJEIH RJEENJA
Strojevi koji slue za obradu drva nisu novost, pa tako ni strojevi koji vre rezanje i cijepanje.
To su ureaji koji uglavnom objedinjuju funkcije podizanja trupaca na ureaj, rezanje trupaca
te zatim cijepanje, a esto nakon toga i utovar pomou konvejera. Uglavnom se razlikuju s
obzirom na veliinu trupaca koje obrauju, s obzirom da li su fiksni ili prijenosni, s obzirom
na nain rezanja te naravno s obzirom na pogon stroja. Jedna od glavnih mana ovih ureaja je
visoka cijena to ih ini neisplativima za obradu manje koliine drva. U skladu s tim na naim
prostorima ei su strojevi kune izrade koji zadovoljavaju specifine potrebe vlasnika. U
daljnjem tekstu predstavit emo par komercijalnih strojeva koji ispunjavaju funkcije rezanja i
cijepanja ogrjevnog drva te njihove tehnike podatke.
2.1. TAJFUN PLANINA D.O.O.
TAJFUN je slovenska tvrtka osnovana 1967. koja se bavi proizvodnjom i razvojem opreme i
strojeva za umarstvo i poljoprivredu. 90 % svojih proizvoda izvoze po cijelom svijetu.
Glavni proizvodi su im umska vitla te strojevi za obradu ogrjevnog drva.
2.1.1. RCA 380
Stroj za obradu ogrjevnog drva koji omoguuje rezanje trupaca promjera do 380 mm i
cijepanje na cjepanice duljine od 200 do 500 mm. Podiza trupaca je odvojen od stroja. Pogon
je pomou traktora kardanskim vratilom. Izrezani trupci se cijepaju pomou klina na 2 ili 4
dijela silom od 150 kN te se odvode pomou 4 m dugo konvejera.
Slika 4 Stroj za obradu ogrjevnog drva RCA 380
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 5
Tehnika podaci [4]
duljina rezanja trupaca - 200 do 500 mm
maksimalni promjer debla 100 do 380 mm
vodilica lanca motorne pile Oregon 17, b = 1.5 mm
lanac 3/8 Oregon MULTICUT
sila cijepanja 150 kN
dimenzije (radne) 610 x 307 x 129 cm
dimenzije (transport) 235 x 236 x 129 cm
masa (s konvejerom) 900 kg + 130 kg
potrebna snaga traktora 30 kW (60 kW transport)
broj okretaja kardanskog vratila 430 min-1
2.1.2. RCA 400 joy
Stroj za obradu ogrjevnog drva koji omoguuje rezanje trupaca promjera do 400 mm i
cijepanje na cjepanice duljine od 250 do 500 mm. Sve osnovne funkcije stroja (podizanje
trupaca, rezanje, cijepanje, podeavanje visine klina) kontroliraju se pomou jednog joysticka.
Reetka za ispust piljevine nalazi se izmeu klina i konvejera. Lanac za rezanje se zaustavlja
kada je rezanje gotovo pomou spojke. Standardno hlaenje ulje. Podizanje klina te
hidraulini dra trupaca za vrijeme rezanja.
Slika 5 Stroj za obradu ogrjevnog drva RCA 400 joy
Tehnika podaci [4]
duljina rezanja trupaca - 250 do 500 mm
maksimalni promjer debla 100 do 400 mm
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 6
vodilica lanca motorne pile Oregon 17, b = 1.5 mm
lanac 3/8 Oregon MULTICUT
sila cijepanja 150 kN dvije brzine
dimenzije (radne) 610 x 315 x 129 cm
dimenzije (transport) 235 x 248 x 129 cm
masa (s konvejerom) 950 kg + 130 kg
potrebna snaga traktora 30 kW (60 kW transport)
broj okretaja kardanskog vratila 400 - 430 min-1
2.2. PALAX/YLISTARON TERASTAKOMO OY
Palax je brand finske tvrtke Ylistaron Terastakomo Oy osnovane 1954. godine, a od 1959.
Palax nudi iroku liniju strojeva za rezanje i cijepanje drva sa cirkularnom ili lananom pilom
koji su pokretani pomou traktora ili pomou elektrine energije. Kao najvaniju znaajku
svojih proizvoda istiu kvalitetu i sigurnost. Gotovo polovicu proizvoda izvoze u vie od 30
zemalja.
2.2.1. Palax Power 100 S
Stroj za obradu ogrjevnog drva koji kod kraih stabala radi bre, a kod duljih primjenjuje
veu silu. Pogonske remenice se automatski zateu to produljuje njihov radni vijek. Kuglini
leaji na svim kontrolnim polugama omoguuju precizan i pouzdan rad. Kod cijepanja
cjepanica na duljinu 55 mm koristi se puni udar klina dok je za manje duljine udar reduciran
to poveava brzinu obrade.
Slika 6 Stroj za obradu ogrjevnog drva Palax Power 100 S
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 7
Tehnika podaci [5]
duljina rezanja trupaca - 250 do 550 mm
maksimalni promjer debla 400 mm
cirkularna pila 1000 mm
sila cijepanja 100 kN ili 160 kN
dimenzije (transport) 253 x 320 x 175 cm
masa 1780 kg
pogon hidraulika ISO VGA 32 - 160 l
2.2.2. Palax Active
Iako malih dimenzija, stroj je kompaktan i sigurnost nije upitna. Stroj se lako koristi i
transportira na mjesto uporabe. Sila za cijepanje je 4 tone, a rezanje se vri motornom pilom.
Pogon je prema odabiru kupca stroja, moe biti hidraulika, kardansko vratilo, elektro motor ili
motor s unutarnjim izgaranjem. Takoer se moe dodatno opremiti 2.6 m dugim konvejerom.
Slika 7 Stroj za obradu ogrjevnog drva Palax Active
Tehnika podaci [5]
duljina rezanja trupaca - 250 do 400 mm
maksimalni promjer debla 270 mm
motorna pila 13
sila cijepanja 40 kN
dimenzije (transport) 220 x 765 x 134 cm
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 8
masa 382 kg
2.3. DYNA PRODUCTS
Dyna Products je tvrtka sa sjeditem u SAD-u. Jedna je od najbre rastuih tvrtki koje se bave
proizvodnjom i razvojem strojeva za obradu drva za ogrjev, a jedan od razloga je to se
orijentiraju na jeftinije ali i dalje pouzdane i efikasne strojeve prilagoene malim korisnicima.
Njihov najprodavaniji model je Dyna SC 14.
2.3.1. SC - 14
Stroj za rezanje i cijepanje drva koji je pouzdan i visokih performansi, a izvedba pogona
mogua je u raznim varijantama kako bi bio prilogaen specifinim potrebama. Jednostavan
je za upravljanje, sa samo tri hidraulina joysticka kojim se upravlja dobavom trupaca na
stroj, primicanjem trupca pili, stezanjem trupca, pilom i klinom za cijepanje. Stroj se lako
transportira na nain da ga se moe zakaiti na svako vozilo. Osnovni model pogonjen je
benzinskim ili dizel motorom, ali mogua je i izvedba s kardanskim vratilom.
Tehnika podaci [6]
duljina trupaca 365 cm
maksimalni promjer debla 350 450 mm
vodilica lanca motorne pile 20 L
lanac 0.404
snaga motora 30 40 KS Kohler Gas/ 29 KS Kubata Diesel
podiza trupaca hidraulini
Slika 8 Stroj za obradu ogrjevnog drva Dyna SC 14
2.4. Rezultati analize trita
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 9
Analizom trita utvreno je da na tritu postoji veliki broj strojeva koji obavljaju iste ili
sline funkcije, iako one esto nisu objedinjene u jednom stroju ili se nude kao dodatna opcija
uz ureaj. Meutim uspjeh nekoliko mladih tvrtki koje se bave proizvodnjom ovih strojeva
pokazuje da na tritu ima mjesta za ovakve strojeve, posebice za one pristupanije cijenom.
U sljedeoj tablici dan je usporedni pregled predstavljanih strojeva.
Tablica 4 Usporedba komercijalnih beraa
RCA 380 Palax Power 100S Palax Active Dyna SC - 14
max promjer trupca
380 mm 400 mm 270 mm -
duljina cjepanice 200 - 500 mm 250 - 550 mm 250 - 400 mm 350 - 450 mm
rezanje lanana pila cirkularna pila lanana pila lanana pila
pogon kardansko vratilo kardansko vratilo po odabiru benzinski ili dizel
motor
masa 900 kg 1750 kg 382 kg -
sila cijepanja 150 kN 100 - 160 kN 40 kN -
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 10
3. TEHNIKA SPECIFIKACIJA
Ve smo spomenuli osnovne funkcije koje stroj treba ispuniti kako bi ostvario svoju namjenu.
O nainu izvedbe tih funkcija najvie e ovisiti masa trupaca, odnosno njihova duljina te
preferirani pogon stroja. Traeni pogon stroja je pomou traktora kardanskim vratilom i
hidraulikom. Cijeli proces zapoinje od trupaca odnosno njihovim ienjem od grana i
skraivanjem na prikladnu duljinu, to je najee na 3 do 3.7 metara. U ovom poglavlju
razradit emo potrebne dijelove i funkcije stroja koji e omoguiti daljnu obradu tih trupaca
do cjepanice.
Slika 9 Trupci na stovaritu
3.1. Nosiva konstrukcija
Nosiva konstrukcija je zavarena konstrukcija koje e nositi stroj ali i omoguiti njegov
prijenos do mjesta obavljanja rada. Stroj treba biti prilagoen radu na terenu; to znai da e
stroj operirati na stovaritu, to je mjesto na koje se izvlae oborena stabla iz ume te se tamo
razvrstavaju po kvaliteti i pripremaju za daljnu obradu. Visina podvozja te kotai i gume
trebaju biti prilagoeni neravnom terenu. Za osovinu se uzima osovina za prikolicu, a
potrebna nosivost prema prethodnom poglavlju iznosit e oko 1000 kilograma. Zbog
neravnog terena poeljne su lisnate opruge za ublaavanje udaraca. Nosiva konstrukcija
takoer treba imati prikljuak za traktor u jednoj toki i to zglobno radi kretanja u zavoju i
neravnina terena. Podizanje stroja za transport i sputanje u radni poloaj obavlja se
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 11
mehanikim ili hidraulikim ureajem na podvozju stroja. U radu se stroj oslanja na vlastite
kotae ali i dodatno radi stabilnosti stroja.
3.2. Podizanje trupaca na stroj
Za podizanje trupaca na stol za rezanje koriste se drugi radni strojevi kao viljukari, robotske
ruke ili prilagoeni hidrauliki podizai. Hidrauliki podizai esto su dodatna oprema
komercijalno dostupnih strojeva za rezanje i cijepanje ogrjevnog drva. Zbog rada na terenu
poeljno je da stroj ima vlastiti sustav za podizanje trupaca. Podiza mora biti takav da
zamijeni manualni rad pa bi kut podizanja trebao iznositi malo iznad 90 stupnjeva kako bi
trupac u krajnjem poloaju podizaa skliznuo s podizaa na stol za rezanje. Treba uzeti u
obzir masu trupaca i stabilnost stroja prilikom podizanja.
3.3. Rezanje
Duljina stola za rezanje mora biti takva da omogui prihvat cijelog trupca. Stol mora imati
transporter koji e primicati trupac pili za rezanje. U obzir treba uzeti nepravilne oblike
trupaca i razliite promjere. Neposredno prije rezanja trupac treba uvrstiti kako se ne bi
okretao.
3.3.1. Pila za rezanje
Veina slinih strojeva koristi hidrauliki pogonjene pile kako bi odrezali trupac na odreenu
duljinu. Duljinu rezanje treba moi podeavati, a maksimalna zadana duljina je 500 mm.
ea izvedba je lanana pila. Lanana pila sastoji se od vodilice i lanca. Mogu biti raznih
duljina, a prema prikazanim strojevima potrebna duljina vodilice za debla zadanog
maksimalnog promjera je iznad 400 mm. Lanana pila zahtjeva konstantno podmazivanje
vodilice i ee odravanje od cirkularne pile.
Slika 10 Vodilica i dva lanca
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 12
Cirkularna pila je veih dimenzija u odnosu na lananu pilu, proizvodi vie buke, ali zahtjeva
manje odravanja, iako je u sluaja loma zuba cirkularne pile potrebno vie vremena za
zamjenu nego kod lanane. Cirkularne pile su bre i efikasnije meutim na glasu su kao
manje sigurne.
Slika 11 Cirkularne pile
3.4. Cijepanje
Odrezani dio trupca pada ili se kotrlja u dio gdje e se cijepati. Potrebno je osigurati pravilan
poloaj odrezanog trupca prije samog cijepanja, odnosno njegovo prevrtanje i zakretanje.
Cijepanje se vri pomou hidraulikog cilindra i klina. Potrebna sila hidraulikog cilindra
prema vienim komercijalnim strojevima za debla promjera do 400 mm iznosi oko 150 kN.
Hidrauliki cilindar smjeten je ispod stroja za rezanje, a klin je na samom rubu podvozja
kako bi nakon cijepanja drvo ispadalo van ili na konvejer. Klin je takvog oblika da dijeli drvo
na najmanje 2 dijela ovisno o promjeru debla i eljenoj veliini cjepanice. Klin treba biti
podesiv po visini kako bi odgovarao raznim promjerima i kako bi cijepao drvo na jednake
dijelove, ali i lako zamjenjiv. Kut otrice klina bi trebao biti 60 stupnjeva ili manji.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 13
Slika 12 Klinovi za cijepanje na 8 i 12 dijelova
3.5. Pogon stroja
Stroj treba biti prilagoen radu na terenu, stoga pogon stroja treba ostvariti pomou traktora i
hidraulike. Svi traktori imaju stranje prikljuno vratilo. Broj okretaja prikljunog vratila
standardiziran je na 540 okretaja u minuti, i to kod nazivnog broja okretaja radilice motora ili
maksimalne snage motora. Za rad u umi esto se koriste laki traktori snage do 50 KS (37
kW), meutim za rad na neravnom terenu i za izvlaenja trupaca potreban je traktor s barem
60 70 KS (44 51 kW). Kako bi se prenijela snaga s prikljunog vratila traktora na stroj
koristit emo kardansko vratilo.
3.5.1. Hidrauliki sustav [7][8]
Hidrauliki pogon je pogon zasnivan na prijenosu sile tekuinom. Zadaci hidraulikog sustava
su pretvorba, prijenos i upravljanje energijom. Osnovni elementi sustava su pumpa, radni
fluid, cjevovod, upravljaki elementi i hidrauliki motor ili hidrauliki cilindar. Hidraulika
pumpa slui za pretvorbu mehanikog rada u energiju hidraulikog fluida. Mehaniku
energiju pumpi dovodi se iz pogonskog ureaja, u naem sluaju to e biti putem kardanskog
vratila sa stranjeg vratila traktora. Energija hidraulikog fluida prenosi se putem radnog
fluida, cjevovoda i upravljakih elemenata, a u hidraulikom motoru ili hidraulikom cilindru
vri se pretvorba energije fluida u mehaniki rad.
Slika 13 Prikaz toka energije kroz hidrauliki sustav
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 14
Neke od znaajnih prednosti uporabe hidraulikog sustava u odnosu na elektrini pogon ili
mehanike prijenosnike su velika gustoa snage, mogue postizanje velikih sila,
jednostavnost pretvorbe energije fluida u mehaniki rad, mala inercija, automatsko
prilagoavanje potrebne sile, mogue pokretanje pod punim optereenjem, jednostavno i
neprekidno podeavanje brzine, sile i momenta, mogue velike i izuzetno male brzine, lako se
ostvaruje linearno gibanje, precizno pozicioniranje, jednostavnost zatite od preoptereenja,
jednostavnost podmazivanja i odvoenja topline, pouzdanost u radu i jednostavno i jeftino
odravanje. Nedostaci su relativno visoka cijena ureaja i elemenata, osjetljivost na neistoe,
nii stupanj korisnog djelovanja, curenje ulja i promjena karakteristika ulja s temperaturom i
tlakom.
Slika 14 Osnovne komponente hidraulikog sustava
3.5.1.1. Hidraulika pumpa
Ve smo spomenuli da je hidraulika pumpa stroj u kojima se izvana dovedena mehanika
energija pretvara u energiju radnog fluida. Moemo ih podijeliti na dvije skupine: volumenske
pumpe ili volumetrike, koje ostvaruju poveanje tlaka i protok putem smanjenja volumena u
pumpi i na dinamike pumpe ili turbopumpe koje u rotoru predaju snagu fluidu tako da
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 15
pokretne lopatice ostvaruju silu pritiska na fluid. Volumetrike pumpe se koriste za relativno
male protoke, uz relativno velike visine dobave, a turbopumpe se primjenjuju za velike
protoke i male visine dobave zbog ega u hidraulici volumetrike pumpe imaju prednost. Od
volumetrikih pumpi razlikujemo zupaste, klipne, vijane, krilne i klipne no za nau potrebu
najee se upotrebljavaju zupaste i rjee klipne pumpe. Zupaste pumpe su jednostavne
konstrukcije, niske cijene, male teine te irokog raspona brzina i viskoznosti radnog fluida,
no imaju popriline volumetrike gubitke (15 25%) i stvaraju veu buku. Nisu relativno
osjetljive na neistoe i imaju povoljan odnos snage i mase pumpe pa su pogodne za primjenu
kod mobilne hidraulike. Zbog standardiziranog broj okretaja stranjeg vratila traktora na 540
okretaja u minuti, bit e potreban multiplikator koji e ulazne okretaje kardana pretvoriti u
primjerenu brzinu okretanja hidrauline pumpe.
Tablica 5 Specifikacije odabranog hidraulikog ulja [9]
3.5.1.2. Hidrauliki fluid
Hidrauliki fluid je radni fluid hidraulikog pogona i slui, osim za prijenos energije od
hidraulike pumpe do hidraulikog motora ili cilindra, za hlaenje, podmazivanje, zatitu od
korozije i odnoenje neistoa. U hidraulici se najee koriste voda i vodene emulzije,
mineralna ulja, sintetiki fluidi te tekui metali i legure. Mineralna ulja su zbog svoje
dostupnosti i prihvatljive cijene te ravnotee dobrih svojstava daleko najzastupljeniji fluid u
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 16
hidraulici. U naem sustavu koristit emo INA Hidraol HVP 46, mineralno hidrauliko ulje
vrlo dobrih niskotemperaturnih svojstava, visokog indeksa viskoznosti i dobre stabilnosti na
smicanje. Posjeduje vrlo dobra svojstva podnoenja optereenja, dobru zatitu od korozije,
odgovarajuu oksidacijsku stabilnost i kompatibilnost s brtvenim materijalima.
3.5.1.3. Hidrauliki ventili
Ventili su iroka grupa elemenata neophodnih za pravilno funkcioniranje hidraulikih sustava.
To su ureaji za upravljanje ili regulaciju pokretanja, zaustavljanja, usmjeravanja i protoka
fluida pod tlakom dobavljenog pumpom. Prema njihovoj osnovnoj funkciji dijelimo ih na:
razvodnike, tlane ventile, protone ventile te nepovratne ventile, a pokretati se mogu runo,
mehaniki, hidrauliki ili pneumatski i elektriki.
3.5.1.4. Hidrauliki motor
Hidrauliki motor je izvrni dio hidraulikog sustava i on pretvara energiju fluida u mehaniki
rad. Kada se govori o hidraulikom motoru uglavnom se misli na rotacijski ili zakretni
hidrauliki motor. Uglavnom ih dijelimo na sporohodne i brzohodne motore. Za pokretanje
pile za rezanje trebat e nam motor s brojem okretaja oko 3500 po minuti, dok e nam za
pokretanje transportne trake odnosno valjaka za primicanje trupaca pili biti potreban vei
moment ovisno o dimenzijama trupaca.
3.5.1.5. Hidrauliki cilindar
Hidrauliki cilindri takoer pretvaraju energiju fluida u mehaniki rad i onu su zapravo
linearni hidrauliki motori. Ulazna veliina hidraulikog cilindra jest fluid pod tlakom koji
djeluje na povrinu klipa hidraulikog cilindra. Time uzrokuje pravocrtno gibanje klipa, a ako
posljedicu toga i klipnjae koje je povezana s teretom. Cilindri mogu biti jednoredni i
dvoredni, svi imaju oba prikljuka. Kod jednorednih hidraulinih cilindara ulje pod tlakom
dovodi se samo s jedne strane klipa, koji vri koristan rad u samo jednom smjeru. Povratno
kretanje ostvaruje se oprugom ili teinom tereta. Dvoradni hidruliki cilindri vre koristan rad
u oba smjera. Prilikom izvlaenja klipa brzina je manja, a sila vea nego u povratnom hodu.
Kriteriji za odabir cilindra su potrebna sila, potreban hod, potrebna brzina i konstrukcija
cilindra. Za cilindar cjepaa bit e potreban dvoradni hidrauliki cilindar dok na drugim
mjestima (podizanje trupaca, zakretanje pile) moemo koristiti jednoredne.
3.5.1.6. Spremnik radnog fluida
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 17
Hidraulikom sustavu potrebna je konana koliina radnog fluida koji se pohranjuje i
ponovno upotrebljava. Upravo zbog toga spremnik je nezaobilazan dio hidraulikog sustava.
Moe biti izveden kao samostalna jedinica ili kao dio konstrukcije unutar kuita. Osim to je
mjesto pohrane radnog fluida, spremnik, ako je dobro projektiran i postavljen omoguuje
hlaenje, daje vremena za ienje fluida od kontaminacija i doputa mjehuriima zraka da
izau na povrinu fluida. Takoer mogu dati dodatni pritisak pumpi ukoliko su postavljeni
iznad razine pumpe, a esto i sami slue kao postolje za pumpu ili motor. Izlaz iz spremnika u
hidrauliku pumpu bi trebao bit na istoj strani na kojoj je i ulaz fluida u spremnik te to blie
pumpi. To bi smanjilo potencijalne gubitke prije dolaska u pumpu ali bi i omoguilo bolje
hlaenje fluida u cijevima hidraulikog sustava.
3.6. Sigurnost
Najei uzroci povreivanja u umi su nepravilan rad i nepridravanje pravila zatite na radu
i to esto prilikom upravljanja postrojenjima, strojevima i drugim ureajima. Osim primjena
zatitnih sredstava prilikom upravljanja strojem potrebno je i sprijeiti pristup radnom
prostoru rezne pile kako bi se sprijeile neeljene posljedice. Isto tako potrebno je osigurati
trupac od pada sa stroja pomou zatitne ograde.
3.6.1. Zatita na radu [10][11][12]
Osnovno pravilo zatite na radu obvezuje poslodavce i proizvoae radne opreme da se zatita
mora provesti u onoj mjeri kojom se uklanjaju ili barem smanjuju opasnosti kojima se
ugroava ivot i zdravlje radnika. Ukoliko zatitu nije mogue provesti, provode se posebne
mjere zatite. Jedna od mjera zatite je osposobljavanje radnika za rad na siguran nain, uz
prepoznavanje moguih rizika radnog postupka, te prepoznavanje zatitnih naprava ugraenih
u radnu opremu i njihovu ispravnost.
Trening posluitelja radnog stroja prema Europskoj agenciji za sigurnost i zdravlje provodi se
najmanje jednom godinje i obuhvaa:
podruje radnog postupka koje moe uzrokovati ozljede
opis, svrhu i namjenu zatitnih naprava na stroju
vanost ispravnosti pravilnog djelovanja zatitnih naprava
opasnosti koje proizlaze iz rada stroja
Razliite vrste strojeva izlau radnike razliitim rizicima od ozljeda. Za istaknuti su sljedee
vrste strojeva:
pile, pree i savijaice za valjanje ili oblikovanje
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 18
runi alati s i bez pogonske energije
strojevi za prijenos gibanja, pree za ambalani otpad
strojevi unutranjeg transporta (viliari, elektrokolica i sl.)
Opasna radan podruja na strojevima odnose se na:
mjesta rezanja, buenja, savijanja ili odvajanja materijala
ureaje i instalacije za napajanje elektrinom energijom
rotirajue djelovanje i pokretni dijelovi
Takoer je potrebno upozoriti radnika da ne poduzima opasne radnje oko strojeva koje se
odnose na:
saginjanje ispod radnog dijela stroja ili obilaenje zatienih podruja
uklanjanje ili deaktiviranje zatite
posezanje za zaglavljenim dijelovima materije unutar radnog podruja
prekid radnog procesa/iskljuenje elektrinog napajanja prije zavretka radne
operacije
otklanjanje kvarova na stroju ako za to nisu osposobljeni
prinoenje kratkih komada u zonu obrade bez koritenja pomonih pomagala
obvezu primjene osobnih zatitnih sredstava
Poslodavac je duan osim ispitivanja propisanih pravilnikom i redovito obavljati preglede
strojeva i ureaja za koje se to predvia da bi se utvrdilo da li su na njima primijenjeni propisi
zatite na radu i da li zbog nastalih promjena tijekom uporabe ugroavaju zdravlje i sigurnost
radnika. Ako se pregledom utvrdi da je dolo do promjene koja ugroava sigurnost i zdravlje
radnika poslodavac je duan stroj odnosno radni ureaj iskljuiti iz koritenja do dovoenja
istog u ispravno stanje.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 19
4. FUNKCIJSKO MODELIRANJE PROIZVODA
Slika 15 Funkcijska dekompozicija
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 20
5. MORFOLOKA MATRICA
Tablica 6 Morfoloka matrica
BROJ FUNKCIJA RJEENJE 1 RJEENJE 2 RJEENJE 3
1
MOMENT RADNOM STROJU
UKLJUITI
preko komandi traktora
spojka
poluga
2
MOMENT I BRZINU VRTNJE
REGULIRATI
papuica gasa
multiplikator
3 MOMENT NA RADNI STROJ
DOVESTI
kardansko vratilo
spojka
lanac
4
MEHANIKI RAD U
ENERGIJU FLUIDA
PRETVORITI
volumetrika pumpa
5 HIDRAULIKI
SUSTAV POGONITI
zupasta hidraulika pumpa
klipna hidraulika pumpa
krilna hidraulika pumpa
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 21
6 HIDRAULIKI
M SUSTAVOM UPRAVLJATI
runo
mehaniki
elektronika
7 RADNI FLUID
PRENOSITI
cijevi
tlane cijevi
visokotlane cijevi
8 RADNI FLUID
HLADITI
voda
zrak
ulje
9 RADNI FLUID POHRANITI
metalni spremnik
polimerni spremnik
10 TOK RADNOG
FLUIDA USMJERITI
razvodnik s kliznim elementom
razvodnik s kuglom
11
ENERGIJU FLUIDA U
MEHANIKI RAD
PRETVORITI
hidrauliki motor
hidrauliki cilindar
12 HIDRAULIKI
MOTOR
sporohodni hidrauliki motor
brzohodni hidrauliki motor
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 22
13 HIDRAULIKI
CILINDAR
jednoredni hidrauliki cilindar
dvoredni hidrauliki cilindar
diferencijalni hidrauliki cilindar
14 TRUPCE NA
STROJ POSTAVITI
viliar
robotska ruka
hidrauliki mehanizam
15 TRUPCE PILI PRIMICATI
glatka traka
valjci
traka s lopaticama
16 KONVEJER POGONITI
hidrauliki motor
elektromotor
17 DUINU
CJEPANICE ODREDITI
uskonik
hidrauliki cilindar
oblikom
18 DRA
TRUPCA POMICATI
hidrauliki cilindar
runom polugom
manualno
19 TRUPCE
PRIDRAVATI
stezaljka
oprugom
hidrauliki cilindar
20 PILU ZA REZANJE
PRIMICATI
hidrauliki cilindar
runom polugom
manualno
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 23
21 PILU ZA REZANJE
POGONITI
hidrauliki motor
Elektromotor
22
PILU ZA REZANJE
PODMAZIVATI
manualno
MAZIVO ULJE TOVARNA MAST
mazalica
gravitacijski spremnik
23 TRUPCE REZATI
cirkularna pila
lanana pila (lanac + vodilica)
motorna pila
24 RADNIKA ZATITITI
limeni poklopac
metalna ograda
kuite
25 TRUPCE NA CIJEPANJE POSLATI
slobodni pad
kosina
mehaniki
26 TRUPCE ZA CIJEPANJE PRIHVATITI
oblikom
gumena podloga
27 KLIN ZA
CIJEPANJE PODESITI
uskonik
hidrauliki cilindar
oblik
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 24
28 KLINOM ZA CIJEPANJE
UPRAVLJATI
hidrauliki cilindar
runom polugom
29 TRUPCE CIJEPATI
klinom
svrdlom
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 25
6. KONCEPTI
Konstrukciju stroja za rezanje i cijepanje najvie odreuju vrsta pogona i dimenzije trupaca.
Kako je pogon zadan, kardanskim vratilom i hidraulikom, a i maksimalni promjer trupca,
klasina izvedba stroja na jednoosovinskoj prikolici je najpraktinija i najjeftinija izvedba.
6.1. Koncept 1
Slika 16 Koncept 1
Slika 17 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 1)
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 26
Koncept 1 prikazuje stroj koji se nalazi na jednoj aksijalnoj osovini s jednom poprenom
gredom. Na vrhu se nalazi podiza za prikolice.
Slika 18 Nosiva greda i osovina kotaa (koncept 1)
Kako bi stroj bio to pristupaniji cijenom neke funkcije obavljaju se pomou ljudske snage.
Naravno, motorna pila, podizanje trupaca i cijepanje obavljaju se pomou hidraulikog
motora ili cilindra, koje pogoni hidraulika pumpa odnosno kardan traktora. Pribliavanje pile
vri se runo podizanjem i sputanjem poluge. Visina klina se takoer namjeta runo kao i
pomicanje trupaca na stroju.
Slika 19 Pomicanje trupca na stolu za rezanje (koncept 1)
Prijenosna traka izvedena je iz dva U profila meusobno povezanih ipkama krunog
poprenog presjeka po kojima e trupac klizati prema lananoj pili. Jednoj od ipki bit e
omogueno kruno gibanje preko poluge i labavog dosjeda. Na ipku se zavare kvadratni
komadi lima tako da prilikom okretanje poluge oni guraju trupac naprijed. Zbog manualnog
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 27
pogona bit e ograniena masa trupaca. Sa strane suprotne od podizaa trupaca (rampe) nalazi
se zatitna ograda.
6.2. Koncept 2
Slika 20 Koncept 2
Slika 21 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 2)
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 28
Koncept 2 prikazuje stroj koji se nalazi na jednoj aksijalnoj osovini s dvije poprene grede
povezane kraim gredama na mjestima gdje e se nalaziti dijelovi stroja: hidrauliki cilindar
za cijepanje, spremnik hidraulikog mineralnog ulja te klin. Uz nogu za podupiranje na
poetku , sa svake strane se nalazi po dva stabilizatora stroja.
Slika 22 Nosiva grede na osovini kotaa i stabilizatori (koncept 2)
Kao i kod prethodnog koncepta, pogon je preko kardana koji se spaja na hidrauliku pumpu i
multiplikator. Rezanje trupaca vri se pomou cirkularne pile koju pokree hidrauliki motor,
a pribliavamo je trupcu pomou hidraulikog cilindra i vodilica. Na nosivoj konstrukciji
cirkularne pile nalazi se i hidrauliki cilindar koji e uvrstiti trupac prije samog rezanja.
Pomicanje trupaca na stolu obavlja se pomou dva vratila i lananog prijenosa. Moment na
pogonsko vratilo dovodi se preko spojke hidraulikim motorom, a prenosi na drugo vratilo
pomou dva lanca. Na lancima su karike takve da se na njega privrste nosai trupaca koji e
trupce primicati cirkularnoj pili.
Slika 23 Pomicanje trupca na stolu za rezanje (koncept 2)
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 29
Cilindar za cijepanje smjeten je ispod stola za rezanje, a sputanje i podizanje klina da
odgovara promjeru trupca vri takoer pomou hidraulikog cilindra smjetenog sa stranje
strane klina. Zatitna ograda postavljena je s obje strane, a trupci se podiu na stroj pomou
robotske ruke. Robotska ruka moe biti izvedena tako da je smjetena na nosaima traktora i
pokree je traktorska hidraulika.
6.3. Koncept 3
Slika 24 Koncept 3
Slika 25 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 3)
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 30
Koncept 3 prikazuje stroj smjeten na jednoj aksijalnoj osovini i dvije poprene grede.
Stabilnost stroju daju etiri noge smjetene po dvije sa svake strane konstrukcije. Poprene
grede bit e povezane limenim ploama koje su rasporeene tako da mogu nositi klin za
cijepanje, cilindar za cijepanje, spremnik ulja te stol za rezanje.
Slika 26 Nosive grede, limovi i noge za stabilnost (koncept 3)
Stol za rezanje izveden je na metalnim gredama koje nose tri para leaja za valjke. Pogonski
valjak pokree se hidraulikim motorom preko spojke, a okretni moment na druga dva vratila
prenosi se pomou lananog prijenosa. Valjci su tokareni tako da se u njih umeu nazubljene
ploice lima koje e svojim zubima gurati trupac prema pili tijekom okretanja valjka. Izmeu
valjaka smjetene su ipke krunog poprenog presjeka kako bi se onemoguilo propadanje
trupaca meu valjke.
Slika 27 Pomicanje trupaca na stolu za rezanje (koncept 3)
Hidrauliki motor pokree i lananu pilu, a hidrauliki cilindri se koriste za cijepanje,
zakretanje pile, zakretanje poluge za uvrivanje trupca, podizanje trupaca na stol za rezanje
te za podeavanje visine klina i duljine cjepanice. Hidraulike motore i cilindre pokree
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 31
hidraulika pumpa koju pogoni traktor preko kardanskog vratila. Prilikom transporta potrebno
je odovojiti rampu za podizanje i noge od tla.
6.4. Vrednovanje koncepata
Da bi odabrali koncept koji najbolje ispunjava traene zahtjeve koristit emo se Pughovom
matricom. Najprije odabiremo kriterije vrednovanja i dodjeljujemo im teinske faktore. Suma
teinskih faktora iznosi 1. Zatim odaberemo referentno rjeenje (R), u ovom sluaju to je
koncept broj 2, u odnosu na koje vrednujemo druga rjeenja kao bolja (+), loija (-) ili jednaka
(+/-). Zbrajanjem minusa i pluseva sukladno teinskim faktorima dobijemo optimalno
rjeenje.
Tablica 7 Pughova matrica vrednovanja rjeenja
KRITERIJ TEINSKI FAKTOR KONCEPT 1 KONCEPT 2 KONCEPT 3
Kompliciranost izvedbe 0.08 + R +
Jednostavnost upravljanja 0.09 - R +/-
Broj elemenata 0.08 + R +/-
Dimenzije stroja 0.06 + R +
Stabilnost stroja 0.1 - R +/-
Broj operatera 0.09 +/- R +/-
Broj pogonskih ureaja 0.08 +/- R +/-
Sigurnost 0.1 - R +
Cijena 0.08 + R +
Brzina ciklusa 0.06 - R -
Dimenzije trupaca 0.1 - R -
Odravanje 0.08 + R +
+ (bez teinskog faktora)
5 R 5
- (bez teinskog faktora)
5 R 2
(bez teinskog faktora)
0 R 3
-0,07 R +0.24
Vrednovanjem pomou Pughove matrice doli smo do zakljuka da je koncept 3 najbolje
zadovoljava kriterije te emo u nastavku taj koncept izraditi detaljno konstrukcijsko rjeenje.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 32
6.5. Razrada odabranog koncepta
Tijekom razrade odabranog koncepta zavarena nosiva konstrukcija doivjela je sitne preinake
te ima dosta slinosti s konstrukcijom iz koncepta 2.
Slika 28 Nosiva konstrukcija s oznakom gdje e se nalaziti 1 klin, 2 prihvatni lim, 3
cilindar za cijepanje, 4 spremnika ulja, 5 cilindar za podizanje rampe
Stroj je postavljen na dvije razine nosive konstrukcije, na donjoj razini bit e postavljene
poprene grede na mjesta gdje e biti postavljeni klin, prihvatni lim, cilindar za cijepanje,
spremnik ulja i cilindar za podizanje rampe. Na prednjoj strani nosive konstrukcije bit e
vijanim spojem uvrena ruda za vuu stroja te nosa za multiplikator i pumpu.
Slika 29 Pogled na prednji kraj prikolice odabranog koncepta
Druga razina bit e podignuta za vie od 400 mm i na njoj e bit smjeten stoj za rezanje s
valjcima i ipkama okruglog poprenog presjeka koji je objanjen u prvotnom konceptu. Na
slici 29 se vide i prolazne rupe za vijanu vezu s leajevima za valjke. Jedina promjena kod
valjaka je kod nazubljenog lima gdje su zubi sada poredani horizontalno kako bi mogli
zahvatiti i trupce manjeg promjera. Limovi kao i manja vratila i lananici su zavareni na
glavni valjak.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 33
Slika 30 Nazubljeni lim i valjak
Slika 31 Limovi zavareni za valjak
Na bonim stranama bit e smjeteni nosa pile i dra trupaca na jednoj i rampa za podizanje
trupaca i nosa hidromotora za valjak na drugoj strani. Kao u konceptu 2, sa svake strane
nosive konstrukcije bit e postavljene po dvije noge za prikolicu koje se mogu podignuti i
spustiti ovisno o tome da li se stroj nalazi u radnom poloaju. Noge stroju daju stabilnost
zajedno s dva kotaa na kraju prikolice. Na osovini kotaa smjetene su lisnate opruge koje
daju stroju potrebnu visinu te ublaavaju udarce koji nastaju tijekom kretanja po neravnom
terenu.
Slika 32 Lisnata opruga
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 34
Klin za cijepanje je prvotno bio zamiljen tako da se mogao podeavati po visini uz pomo
hidraulikog cilindra. Ta ideja je odbaena kao nepotreban troak poto se promjer trupaca ne
mijenja toliko esto. Umjesto podeavanja hidraulikim cilindrom sada je omogueno
manualno podeavanje i izmjena klina.
Slika 33 Izvedbe klina s jednom, tri i pet otrica za cijepanje
Mijenjati se mogu tri razliite izvedbe klina za cijepanje ovisno o promjeru trupca i eljenoj
irini cjepanice. Isto tako svaki se klin moe podeavati na tri razliite visine jednostavnim
umetanjem zatika s prstenom na poeljnu visinu. Sa stranje strane nalazi se ruka za lake
rukovanje klinom prilikom podeavanja i zamjene.
Slika 34 Podeavanje visine klina pomou zatika
Horizontalni cjepa sastoji se od hidraulikog cilindra, prihvata za cilindar na obje strane te
potisne ploe koja e gurati drvo na klin. Hidrauliki cilindar je povezan pomou svornjaka i
uskonika.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 35
Slika 35 Hidrauliki cilindar za cijepanje trupaca
Slika 36 Svornjak osiguran uskonicima
Mehanizam pile za rezanje izveden je tako da hidrauliki cilindar zakree polugu koja je
vrstim dosjedom povezana s jednim krajem osovine. Zakretanjem osovine u leaju zakree
se i lanana pila prema reznom stolu. Kuite pile je zavareno za drugi kraj osovine.
Slika 37 Mehanizam zakretanja pile
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 36
Prije dodira reznog lanca i trupca potrebno je osigurati trupac od pomicanja. To je izvedeno
pomou ruke koja je nazubljeni lim i sistema poluge. Otvaranjem i zatvaranjem hidraulikog
cilindra podie se i sputa ruka. Zglobne veze izvede se pomou svornjaka i uskonika.
Nosea greda cilindra i ruke zavarena je za plou nosaa lanane pile.
Slika 38 Mehanizam za dranja trupaca tijekom rezanja
Odreivanje duljine cjepanice kao i podeavanje klina obavlja se runo. Sistem je kao i kod
podizanja klin, pomou zatika s prstenom moe se podeavati na 3 razliite duine s time da
je maksimalan duina cjepanice 500 mm.
Slika 39 Mehanizam odreivanja duljine cjepanice
Rampa za podizanje trupaca sastoji se od dvije uske bone ploe na koje su popreno
zavarene tri iroke ploe. Na krajevima rampe nalaze se osovine koje omoguuju zakretanje
cijele rampe i ploe za prihvat trupca. Nosai gornje osovine zavareni su za stol za rezanje.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 37
Hidrauliki cilindar kojim se podie rampa povezan je s rampom pomou svornjaka i
uskonika.
Slika 40 Rampa za podizanje trupaca
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 38
7. PRORAUN
7.1. Proraun hidraulikog cilindra za cijepanje
7.1.1. Promjeri klipa i klipnjae hidraulikog cilindra za cijepanje
Prema prikupljenim informacijama u analizi trita potrebna silu za cijepanje drva je
procijenjena na oko 150 kN pri tlaku od 200 bara.
Odabiremo dvosmjerni hidrauliki cilindar proizvoaa ASSFALG [15]:
Slika 41 3D raunalni model odabranog cilindra proizvoaa ASSFALG
Sada moemo izraunati stvarni radni tlak potreban za ostvarenje traene sile.
7.1.2. Kontrola izvijanja klipnjae
- sigurnost
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 39
- modul elastinosti za elik
ZADOVOLJAVA
7.1.3. Proraun svornjaka
Slika 42 Optereenja na svornjaku
- faktor primjene [14]
elik za cementiranje 20MnCr5
[13]
ZADOVOLJAVA
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 40
ZADOVOLJAVA
elik E335
[13]
ZADOVOLJAVA
7.1.4. Potrebni protok i kapacitet pumpe za cilindar za cijepanje
Odabiremo poeljno vrijeme cijepanja t.
- prijenosni omjer multiplikatora
- volumetrijski stupanj djelovanja
7.2. Proraun hidraulikog cilindra za podizanje rampe
7.2.1. Najvea masa trupca
- prema tablici 1
7.2.2. Promjeri klipa i klipnjae hidraulikog cilindra za rampu
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 41
Odabiremo dvoradni hidrauliki cilindar proizviaa ASSFALG [15]:
7.2.3. Kontrola izvijanja klipnjae
ZADOVOLJAVA
7.2.4. Potrebni protok i kapacitet pumpe za cilindar
Odabiremo poeljno vrijeme podizanja rampe t.
7.3. Ostali hidrauliki cilindri
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 42
Zbog relativno male sile u hidraulikim cilindrima za pridravanje trupaca prilikom rezanja i
za zakretanje lanane pile u odnosu na hidrauliki cilindar za cijepanje, njih odabiremo prema
potrebnim dimenzijama konstrukcije. Odabrani cilindri su proizvoaa ASSFALG [15].
7.4. Odabir hidromotora
7.4.1. Odabir hidromotora za lananu pilu
Iz prikupljenih podataka prije konstrukcijske razrade saznali smo da se hidromotor pile treba
vrtjeti na oko 3000 okretaja u minuti.
Odabrali smo hidromotor proizvoaa VIVOIL, XV-0U/1.52 [16]
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 43
Slika 43 Tehnika specifikacija za odabrani hidrauliki motor XV-0U/1.52
7.4.2. Odabir hidromotora za pogon valjaka
Odabrali smo hidromotor VIVOIL, XV-2U/22 [16].
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 44
Slika 44 Tehnika specifikacija za odabrani hidrauliki motor XV-2U/22
7.5. Odabir pumpe
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 45
Odabiremo pumpu proizvoaa VIVOIL, XV 3P/61 [16].
Slika 45 Tehnika specifikacija odabrane hidraulike pumpe XV-3P/70
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 46
ZADOVOLJAVA
7.5.1. Potrebna snaga pogonskog motora pumpe
7.6. Odabir multiplikatora
U skladu s odabranom hidraulikom pumpom iz grupe 3, odabran je i multiplikator grupe 3 s
mukim izlazom prijenosnog omjera 1:3.5. [17]
Slika 46 Prednja i stranja strana odabranog multiplikatora
7.7. Proraun pogonskog valjka
7.7.1. Moment na valjku
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 47
7.7.2. Proraun najmanjeg promjera vratila valjka
ZADOVOLJAVA
7.7.3. Proraun reduciranog naprezanja na kritinom presijeku
elik S355J
[13]
ZADOVOLJAVA
7.8. Proraun leaja
7.8.1. Izbor leaja
Odabrani par leaja je kuglini leaj s kuitem SY 40 TF [18].
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 48
Slika 47 Leaj pogonskog valjka
Karakteristike leaja i kuita:
d = 40 mm A = 48 mm A1 = 30 mm B = 49.2 mm
H = 99 mm H1 = 49.2 mm H2 = 19 mm J = 135.5 mm
L = 175 mm N = 24.5 mm N1 = 14 mm G = 12 mm
s1 = 30.2 mm m = 1.8 kg C = 30.7 kN C0 = 19 kN
7.8.2. Trajnost leaja
7.9. Proraun nosive grede
a = 36 mm
l0 = 2414 mm
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 49
7.9.1. Savijanje
- masa trupca
- masa stroja
- masa ulja u spremniku
opi konstrukcijski elik S355
[13]
NE ZADOVOLJAVA dodajemo jo jednu nogu kao oslonac na polovici grede sa svake
strane
ZADOVOLJAVA
7.9.2. Progib
7.10. Kontrola zavara kritinih dijelova konstrukcije
7.10.1. Nosa rampe
Najvee optereenje je kada je rampa u horizontalnom poloaju s podignutim trupcem. Sila
tea trupca nalazi se na kraku l1 = 1000 mm, a sila tea rampe na kraku l2 = 450 mm. Zavari
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 50
nosaa optereeni su na smik i savijanje. Povrina zavara je pojednostavljena tako da smo na
strani sigurnosti.
elik S355J
[13]
ZADOVOLJAVA
7.10.2. Prihvat cilindra za cijepanje
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 51
N2 redovit pogon s prekidima
S3 teki spektar naprezanja
B5 pogonska grupa
K2 kvaliteta zavara
[14]
ZADOVOLJAVA
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 52
8. FINALNI PROIZVOD
Na sljedeim slikama bit e prikazan finalni proizvod kroz funkcije koje obavlja, od pripreme
za rad do cijepanja trupca na cjepanice eljene duljine. Nakon dovoenja stroja na mjesto
obavljanja rada potrebno je osloniti stroj na sve etiri noge kako ne bi dolo do prevrtanja
stroja tijekom podizanja trupca, ali i kako se konstrukcija ne bi uruila pod njihovom teinom.
Slika 48 Dovoenje stroja u radni poloaj
Takoer je potrebno podesiti stroj tako da nam daje proizvod kakav elimo. Ovisno o
promjeru debla koje e stroj obraivati i o eljenoj irini cjepanice odabiremo vrstu klina koji
emo koristiti.
Slika 49 Postavljanje klina
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 53
Osim oblika klina moemo podesiti i visinu klina, jednostavnim podizanjem klina i
umetanjem zatika na optimalnu visinu. Na isti nain rijeeno je i odreivanje duljine
cjepanice.
Slika 50 Podeavanje visine klina i duljine cjepanice pomou zatika
Iako bi za upravljanje strojem bila dovoljna jedna osoba, zbog uinkovitosti, brzine rada i
sigurnosti preporuuje se dvije osobe. Naroito zbog opskrbljivanja stroja trupcima. Zbog
toga to stroj moe primiti trupac maksimalne duljine do 2 metra potrebno je prirediti druge
trupce tako da se skrate i priblie stroju ako je potrebno dok drugi radnik upravlja
hidraulikim sustavom stroja.
Slika 51 Podizanje trupca na stol za rezanje
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 54
Nakon podizanja trupca na stol za rezanje hidraulikom rampom, jedan radnik nastavlja
upravljati radnim funkcijama stroja dok drugi priprema sljedei trupac koji e na obradu.
Slika 52 Ciklus rezanja trupca
Trupac na stolu se okretanjem valjaka s nazubljenim limom primie mjestu za rezanje. Dolazi
do graninika kojim je odreena duljina nakon ega se na trupac sputa ruka koja osigurava
trupac od pomaka za vrijeme rezanja. Zatim se sputa i pila koja ree trupac koji pada u
prostor za cijepanje. Iako je bilo mogue sputanje rampe i pile na trupac izvesti tako da se
njima upravlja samo pomou jedne poluge, ipak je radi sigurnosti odlueno za nain pri
kojem su tijekom rada lanane pile obje ruke radnika na sigurnom mjestu. Dio trupca u
prostoru za cijepanje se potiskuje na klin, a za to vrijeme se trupac na stolu za rezanje
ponovno primie pile radi daljnjeg skraivanja.
Slika 53 Cijepanje na est dijelova
8.1. Tehniki podaci
visina 1447 mm
duljina 3715 mm
masa 1132.5 kg
duljina reznog stola 2700 mm
maksimalni promjer debla 400 mm
maksimalna duljina trupca 2000 mm
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 55
maksimalna duljina cjepanica 500 mm
vodilica pile 50 cm 3/8 1,5 36Z AMA
lanac pile 3/8 1.5 CARLTON CHISEL 36 noa na 72 lanka
sila cijepanja 150 000 N
potrebna snaga traktora 48.5 kW
prijenosni omjer multiplikatora 1:3.5
kapacitet pumpe 60.81
protok pumpe 114.93
Slika 54 Raunalni model ureaja u 3D CAD sustavu
U sklopu rada izraena je i pojednostavljena hidraulika shema za hidrauliki sustav stroja
koristei standardizirane simbole za oznaivanje komponenti sustava. Shematizirani
hidrauliki sustav sastoji se od 4 hidraulikih dvoradnih cilindara, 2 hidraulika motora, est
4/3 razvodnika s runim upravljanjem, jedne hidraulike pumpe, nepovratnog ventila,
prigunog ventila, filtera i spremnika. Ostale komponente kao to su hladnjak, razni ventili,
termometar i manometar nisu prikazane na shemi.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 56
Slika 55 Pojednostavljeni prikaz hidraulikog sustava ureaja
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 57
9. ZAKLJUAK
Zadatak ovog rada bio je koncipirati i konstruirati stroj za cijepanje i rezanje ogrijevnog drva.
Prije samog koncipiranja provedena je analiza trita i ureaja sline namjene koji ve
postoje. Kako je Hrvatska zemalja bogata umama i umarstvo i drvopreraivaka industrija
su od velikog znaenja za gospodarstvo prostora na tritu za ovakav stroj ima. Takoer ide u
korist i to to je zbog nedostatne plinske infrastrukture u Hrvatskoj grijanje na drva i dalje
raireno.
Podruje na kojem je bio naglasak tijekom razvoja proizvoda je mogunost rada na terenu i s
obzirom na to ostvariti neovisan pogon. Takoer je bilo potrebno postii konkurentnost
cijenom jer se mnogo privatnih posjednika uma odluuje za samoizradu proizvoda sline
namjene od lako dostupnih i odbaenih strojnih djelova.
Kroz faze razvoja proizvoda razmotrene su glavne funkcije stroja, rezanje i cijepanje, ali i
dodatne koje mu poveavaju efikasnost, kao to su: podizanje trupaca na stol za rezanje,
primicanje trupca reznoj pili, osigurati trupac od pomicanja prilikom rezanja te mogunost
odreivanja duljine cjepanice, krajnjeg proizvoda ovog stroja.
S obzirom na potrebne funkcije koje su prikazane funkcijskom dekompozicijom i mogua
rjeenja koja su razmotrena u morfolokoj tablici, predloena su tri konceota. Vrednovanjem
je odabrano najbolje rjeenje, izvedba sa lananom pilom, ali su u daljnoj konstrukcijskoj
razradi preuzeta i neka optimalna rjeenja iz drugih koncepata. Nakon detaljne konstrukcijske
razrade i prorauna vanijih djelova stroja izveden je 3D raunalni model u CAD sustavu.
Glavne prednosti ovog stroja u odnosu na druge strojeve sline namjene koji se nude na
tritu su mogunost rada na terenu i koritenje traktora kao pogonskog stroja. Traktori se u
umi esto koriste za izvlaenje oborenih stabala pomou vitla pa se uz ovaj stroj daje
dodatna vrijednost traktoru i poveava njegova isplativost, a mogunost obrade trupca na
mjestu izvlaenja tedi vrijeme i novac utroen na transport trupaca
Traktor preko kardana pogoni hidrauliku pumpu koja pretvara mehaniku energiju u energiju
fluida te njome opskrbljuje druge izvrne komponente hidraulikog sustava koje vre rad i
obavljaju traene funkcije. Radi ostvarenja zadovoljavajue brzine rada stroja i poveanja
uinkovitosti pumpa nije direktno spojena na kardan ve preko multiplikatora.
Kako bi se nadoknadila visoka cijena komponenti hidraulikog sustava, konstrukcija je
izvedena jednostavno i primjenom elinih ipki standardnog profila i limova.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 58
Strojem moe upravljati jedna osoba meutim da bi se postigla maksimalna uinkovitost,
naroito zbog opskrbljivanja stroja, idealno je dvije osobe za rad. Prilikom upravljanja
strojem, osim na vlastitu sigurnost i primjenu odgovarajue zatite na radu, treba obratiti
pozornost i na okoli zbog mogunosti procurivanja ulja kod hidraulikih sustava.
U daljnoj razradi trebalo bi detaljno razraditi sustav podmazivanja stroja, naroito lanane
pile, lananika i lanca. Takoer postoji mogunost da se pomou konvejera kao prikljunog
stroja odvode cjepanice na za to predvieno mjesto, npr. u prikolicu kamiona.
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 59
LITERATURA
[1] http://hsd-bjelovar.hrsume.hr/index.php/hr/ume/opcenito/sumeuhrv
[2] http://www.crozilla-nekretnine.com/content/Novosti/vecina-kucanstava-grije-se-na-
plin-777.htm
[3] http://www.eko-puls.hr/Grijanje_na_drva_piroliza.aspx
[4] http://www.tajfun.com/
[5] https://www.palax.fi
[6] http://dyna-products.com/
[7] Radoslav Korbar: Pneumatika i hidraulika,VT, Veleuilite u Karlovcu, 2007.
[8] Joko Petri, Hidraulika i pneumatika, FSB, Sveuilite u Zagrebu 2012.
[9] Katalog maziva INA, Maziva-Zagreb d.o.o., Zagreb, 2009.
[10] Pravilnik o listi strojeva s poveanim opasnostima (N.N 47/0.)
[11] Pravilnik o sigurnosti strojeva (N.N. 135/05)
[12] Pravilnik o sigurnosti i zdravlju pri uporabi radne opreme (N.N. 21/08)
[13] Kraut, B.: Strojarski prirunik, Tehnika knjiga Zagreb, 1970
[14] Decker, K. H.: Elementi strojeva, Tehnika knjiga Zagreb, 1975.
[15] http://www.assfalg.com/
[16] http://www.vivoil.com/
[17] http://www.trgo-agencija.hr/
[18] http://www.skf.com/
Ervin Alimani Diplomski rad
Fakultet strojarstva i brodogradnje 60
PRILOZI
I. CD-R disc
II. Tehnika dokumentacija