VIRTUELNI PROCES KONSTRUISANJA PRENOSNIKA SNAGE ZA MAŠINU ZA ISPRAVLJANJE ČELIČNE ARMATURE Diplomski rad
VIRTUELNI PROCES KONSTRUISANJA
PRENOSNIKA SNAGE ZA MAŠINU ZA
ISPRAVLJANJE ČELIČNE ARMATURE
Diplomski rad
Zaključak
6
Izrada zadatka
5
Virtuelni proces konstruisanja prenosnika snage
4
Prenosnici snage
3
Virtuelno konstruisanje
2
Konstruisanje, pojam i karakteristike 1
2 Diplomski rad
Sadrţaj
Značajan napredak nauke o konstruisanju počinje tek krajem 17. veka. Tada su
alati i drugi tehnički sistemi bili konstrisani od strane pojedinaca koji su bili
nadareni za inovaciju i koji su mogli da vizualizuju svoju konstrukciju i pre
sklapanja delova.
Uvod
Iz tog razloga se pristupilo virtuelnom razvoju proizvoda.
Virtuelnom razvoju proizvoda treba teţiti jer ovaj pristup omogućava:
veliku brzinu procesa konstruisanja i proizvodnje,
veliki kvalitet proizvoda i ekonomičnu proizvodnju.
Da bi preduzeće bilo konkurentno, da bi brzo odgovorilo zahtevima trţišta u
razvoju prenosnika neophodno je imati softver za proračun mašinskih
elemenata i alate za 3D modeliranje prenosnika i delova prenosnika.
3 Diplomski rad
Konstruisanje je područje ljudske delatnosti koje omogućuje da se dostignuti
novo znanja i tehnologije transformiše u proizvod i kroz proizvodnju omogući
društveni razvoj.
Konstruisanje
Temelji na više naučnih disciplina, poput: matematike, mehanike, otpornosti
materijala, mašinskih elemenata, proizvodnih tehnologija, ekonomije, umetnosti
i drugih.
Faze životnog ciklusa proizvoda
4 Diplomski rad
Svrha konstruisanja je da se na racionalan način doĎe do opšte prihvatljivog
proizvoda.
Da bi konstruktor došao do optimalnog rešenja, vaţno je da na samom
početku procesa konstruisanja bude precizno postavljen konstrukcioni zadatak
i po mogućnosti bude sveobuhvatno analiziran.
Konstruisanje
Sva ograničenja su obuhvaćena listom zahteva;
Lista zahteva je dokument ili elaborat kojim se definišu svi uslovi za izradu
projekta, odnosno uslovi za izradu, eksploataciju i reciklaţu mašinskog
sistema.
Definiše: funkciju sistema, radna svojstva, tehnološka svojstva, ergonomska
svojstva, dizajn, montaţu i demontaţu, transportne uslove, pakovanje i
ekonomska ograničenja.
U listi se mora navesti koji su zahtevi prioritetni (moraju biti ispunjeni u
potpunosti), koji minimalno moraju biti ispunjeni i koji su to ţeljeni zahtevi.
5 Diplomski rad
U velikom broju slučajeva, konstruisanje mašinskog sistema se zasniva na
već postojećem rešenju, pa neke od faza procesa konstruisanja mogu biti
izostavljene.
Konstruisanje
Vrste konstrukcija
Tehnologičnost predstavlja meru prilagoĎenosti konstrukcije i njenih delova
procesu tehnologije izrade.
Optimalna proizvodnja konstrukcije je obezbeĎena ukoliko su svi delovi tako
oblikovani da mogu biti izraĎeni i ugraĎeni sa minimalnim troškovima. 10.1.2014 6 Diplomski rad
Konstruisanje
Ponavljanje odreĎenih poslova i jasno definisana metodologija omogućavaju
obilnu upotrebu računara.
Uloga računara u procesu konstruisanja:
ANALIZA MKEMETODKONA NIHELEMENATA
Č
SIMULACIJE DIFERENCIJALNEJEDNA INEČ
RA UNARSKAGRAFIKA
ČMODELIRANJE
ANALIZATRŽIŠTA
PRETRAŽIVANJEINFORMACIJA
VEŠTA KAINTELIGENCIJA
Č ANALIZAVREDNOSTI
DEFINISANJEZADATKA
KAKO TODRUGI RADE?
MOGU AKONCEPCIJSKAREŠENJA
Ć ANALIZAKONCEPCIJSKIH REŠENJA
OPTIMIZACIJA
NELINEARNOPROGRAMIRANJE
IZRADAKONSTRUKCIONEDOKUMENTACIJE
PROJEKTOVANJETEHNOLOGIJE
KINEMATSKA ANALIZA
PROGRAMSKI SISTEM
ZPS
BAZAPODATAKA
BAZAZNANJA
BAZAPRIMERA
CAD – Computer Aided Design (Računarom podrţano konstruisanje)
CAM – Computer Aided Manufacturing (Računarom podrţana proizvodnja)
CAE – Computer Aided Engineering (Računarom podrţano inţenjerstvo)
7 Diplomski rad
Virtuelno konstruisanje
Konstruisanje mašinskih elemenata, podsklopova, sklopova, i mašina u celosti,
u savremenoj mašinskoj praksi, vrši se uz pomoć aplikativnih softverskih
rešenja (CAD, CAM i CAE).
Softveri:
2D
3D
8 Diplomski rad
Konstruisanje se vrši crtanjem zatvorene konture dela,
i njenom manipulacijom.
Virtuelno konstruisanje
Konstruktor često ima potrebu da razmišlja o radnoj funkciji elementa i o
mogućim postupcima njegove izrade.
9 Diplomski rad
Razvijen je sveobuhvatni feature model.
Feature potpomaţu kompjutersku razradu konstrukcionog zadatka.
Informacije koje on sadrţi koriste se u svim fazama procesa razvoja
proizvoda, tako da predstavljaju osnovu za metodološki pristup razvoju
proizvoda.
Ovakvi modeli sastoje se od:
• geometrijskog i
• semantičkog dela.
Prenosnik snage
Zadatak prenosnika snage je pretvaranje i voĎenje mehaničke energije od
izlaznog vratila pogonske mašine do mesta gde je ona neophodna (ulazno vratilo
radne mašine, pogonski točkovi idr.).
10 Diplomski rad
mašinski sistem
RADNA MAŠINA
PRENOSNIK SNAGE
POGONSKA MAŠINA
Promenljivost prenosnog
odnosa
Konstantni
prenosni odnos
Stepenasti
prenosni odnos
Kontinualni
prenosni odnos
Način upravljanja
Manuelno
upravljanje
Poluautomatsko
upravljanje
Automatsko
upravljanje
Pod pojmom reduktor podrazumeva se zupčasti prenosnik snage smešten u
posebno kućište. Zadatak reduktora je da prenese snagu od pogonske do
gonjene mašine, uz odgovarajuću promenu obrtnog momenta.
Prenosnik snage
11 Diplomski rad
ZUPČASTI PRENOSNIK SNAGE
- REDUKTOR -
Sa konstantnim prenosnim odnosom
Sa promenljivim prenosnim odnosom
TIP PRENOSNIKA MEĐ. POLOŽAJ VRATILA
BR. STEPENI PRENOSA
klasični
moto-reduktori
planetarni
paralelna
seku se
mimoilazna
jednostepeni
višestepeni
obični
diferencijalni
harmonični
hiperboloidni
hipoidni
pužni
dvostepeni
trostepeni
četvorostepeni
Virtuelni proces konstruisanja prenosnika snage
Virtuelno konstruisanje prenosnika snage obezbeĎuje brojne pogodnosti
konstruktoru, naročito u pogledu smanjenja vremena za proračun delova.
12 Diplomski rad
Proces virtuelnog konstruisanja prenosnika počinje poput klasičnog
konstruisanja, polazi se od preciznog definisanja projektnog zadatka:
poloţaj i brojevi obrtaja vratila,
intenzitet obrtnih momenata,
vrsta pogonske i radne mašine,
snaga pogonske i radne mašine,
način podmazivanja,
radni uslovi,
potreban radni vek,
Inventor, Solid Works… KISS Soft… PTD
Virtuelni model omogućuje da konstruktor sagleda svoj prenosnik pre same
izrade, pa mu je lakše da ispravlja eventualne konstrukciske greske.
Virtuelni proces konstruisanja prenosnika snage
10.1.2014 13 Diplomski rad
Zavrtanjskih veza
Vratila i veze vratila sa elementima
Zupčanika
Leţajeva
Opruga
Remenih i lančanih prenosnika snage
Čivija
Zavarenih spojeva
Lemljenih spojeva
Steznih spojeva
Odabir tolerancija
Navojnih vretena
Proračun gredastih i pločastih nosača
Proračun kočnica
Modul “Design Accelerator”,
sofrvera Autodesk Inventor.
Virtuelni proces konstruisanja prenosnika snage
14 Diplomski rad
Intengrisani sistem za konstruisanje
prenosnika snage PTD:
Izrada zadatka
15 Diplomski rad
VIRTUELNI PROCES KONSTRUISANJA PRENOSNIKA SNAGE ZA MAŠINU ZA
ISPRAVLJANJE ČELIČNE ARMATURE
Poznati podaci:
Potrebno je:
• Proračunati sve elemente prenosnika;
• Modelirati sve elemente prenosnika;
• Izraditi tehničku dokumentaciju.
Izrada zadatka
10.1.2014 16 Diplomski rad
Usvojeni brojevi zubaca:
Parcijalni prenosni odnosi:
Brojevi obrtaja:
Snaga i obrtni moment:
Izrada zadatka
17 Diplomski rad
Gear Ratio i 3.6842
Desired Gear Ratio iin 3.6660
Module m 4.000 [mm]
Helix Angle β 12.0000 [deg]
Pressure Angle α 20.0000 [deg]
Center Distance aw 182.000 [mm]
Product Center Distance a 181.977 [mm]
Total Unit Correction Σx 0.0000
Circular Pitch p 12.566 [mm]
Base Circular Pitch ptb 12.041 [mm]
Operating Pressure Angle αw 20.0000 [deg]
Tangential Pressure Angle αt 20.0207 [deg]
Tangential Operating Pressure Angle
αtw 20.4103 [deg]
Base Helix Angle βb 11.2665 [deg]
Tangential Module mt 4.089 [mm]
Tangential Circular Pitch pt 12.847 [mm]
Contact Ratio ε 2.3851
Transverse Contact Ratio εα 1.6240
Overlap Ratio εβ 0.7611
Limit Deviation of Axis Parallelity fx 0.0120 [mm]
Limit Deviation of Axis Parallelity fy 0.0060 [mm]
Proračun cilindričnih zupčanika:
Analiza kućišta metodom konačnih elemenata
27 Diplomski rad
TABLE 1
Kompletno kuciste.ipt Statistics
Bounding Box
Dimensions
606.3 mm
240.0 mm
355.0 mm
Part Mass 70.42 kg
Part Volume 8.971e+006 mm³
Mesh Relevance
Setting 61
Nodes 223834
Elements 125238
Mash-model kučišta reduktora
Zaključak
31 Diplomski rad
Proces virtuelnog konstruisanja donosi niz prednosti u odnosu na konvencionalan
način konstruisanja.
Najveću prednost čini skraćenje vremena konstruisanja, što se manifestuje
kroz manju cenu konstrukcije. Projektovani sistem nije potrebno fizički izraditi,
već se virtuelnim sklapanjem elemenata u celinu mogu proveriti tačnost dimenzija
i kinematska ispravnost rada konstrukcije.
Analiza metodom konačnih elemenata omogućava da se uoče mesta koja ne
mogu da odgovore postavljenim zahtevima i da se na vreme izvrši potrebne korekcije.
Ovakav način konstruisanja, uz primenu "Feature" modela i parametarskog
načina modeliranja, konstruktoru pruţa mogućnost da menja i redefiniše konstrukciju
u svakom trenutku; da vrši izmene na konstrukciji u pogledu tehnologije izrade,
promenu kvaliteta i tome slično.
Primenom softvera u konstruisanju brţe se dolazi tehničke dokumentacije,
smanjeno je učešće čoveka pa je i manje mesta za grešku.