ABSTRAKT ABSTRACT. Klíčová slova: chladící válec, flexotisk

ABSTRAKT

ABSTRAKT Cílem bakalářské práce je konstrukční řešení pohonu dvouplášťového chladícího válce pro flexotiskový stroj Mini 80-EG, který je vyráběn společností SOMA spol. s r.o. Dalším cílem je konstrukce tohoto válce, jeho uložení a přívod chladící vody do vnitřního prostoru. Konstrukce vycházejí z většího množství výpočtů. Nejdůležitější z nich jsou v bakalářské práci uvedeny. Práce obsahuje také profil zadávající společnosti a stručný popis principu flexotisku. Výsledky jsou určeny pro potřeby zadavatelské společnosti. Hlavním výstupem bakalářské práce je kompletní výkresová dokumentace. Nejdůležitější výkresy se nacházejí v přílohách. Klíčová slova: chladící válec, flexotisk

ABSTRACT The basic aim of this bachelor’s thesis is design of double-surface cooling roller driving for flexographic printing machine Mini 80-EG, which is manufactured by company SOMA spol. s r.o. Next aim is design of this roller, its mounting and cooling water inlet into inner space. Design is based on more calculations. The most important of them are listed in bachelor’s thesis. Bachelor’s thesis includes profile of submitter and principle of flexography’s brief description too. Results are identified at SOMA’s disposal. The main output is complete design documentation. The most important drawings are located in supplements. Key words: cooling roller, flexography

Bibliografická citace: SKALICKÝ, L. Návrh uložení a pohonu chladicího válce. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2011. 43 s. Vedoucí bakalářské práce Ing. Jan Brandejs, CSc. strana

5

ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ

ČESTNÉ PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci vypracoval samostatně pod vedením vedoucího práce Ing. Jana Brandejse, CSc. a v seznamu jsem uvedl všechny literární a odborné zdroje.

V Brně 24. května 2011

_____________________________ vlastnoruční podpis autora

strana

7

PODĚKOVÁNÍ

PODĚKOVÁNÍ Na tomto místě bych rád poděkoval Ing. Janu Brandejsovi, CSc. za poskytnuté informace k vypracování bakalářské práce, Ing. Miroslavu Podzemskému za připomínky ke konstrukčnímu řešení mé práce, Ing. Ivanu Hejlovi, Ph. D. za pomoc s programem ProMechanika a Ing. Petru Skalickému za poskytnutí informací o chladících válcích strojů LamiFlex.

strana

9

OBSAH

OBSAH OBSAH 11 1 ÚVOD 12 1.1 Charakteristika strojírenské společnosti SOMA spol. s r.o. 12 1.2 Flexotiskové stroje SomaFlex 12 2 PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ 15 2.1 SOMA spol. s r.o. 15 2.1.1 Chlazení materiálu 15 2.1.2 Pohon chladícího válce 16 2.2 Konkurenční flexotiskové stroje 17 2.2.1 Konkurence společnosti SOMA spol. s r.o. 17 2.2.2 WINDMÖLLER & HÖLSCHER 17 3. FORMULACE ŘEŠENÉHO PROBLÉMU A JEHO TECHNICKÁ A VÝVOJOVÁ ANALÝZA 19 3.1 Chladící válec 19 3.2 Uložení chladícího válce 19 3.3 Pohon chladícího válce 20 4. VYMEZENÍ CÍLŮ PRÁCE 22 4.1 Cíle bakalářské práce 22 4.2 Technické požadavky a technická specifikace 22 5. NÁVRH METODICKÉHO PŘÍSTUPU K ŘEŠENÍ 23 6. NÁVRH VARIANT ŘEŠENÍ A VÝBĚR OPTIMÁLNÍ VARIANTY 24 6.1 Konstrukce dvouplášťového chladícího válce 24 6.2 Pohon válce a uložení servomotoru 24 6.2.1 Varianta řešení: A 24 6.2.2 Varianta řešení: B 25 6.2.3 Varianta řešení: C 25 6.2.4 Varianta řešení: D 26 7. KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 28 7.1 Chladící válec 28 7.1.1 Požadavky kladené na válec 28 7.1.2 Určení rozměrů válce a materiálu 28 7.1.3 Způsob výroby válce 30 7.1.4 Přívod chladící vody 31 7.1.5 Uložení chladícího válce 32 7.2 Pohon chladícího válce 32 7.2.1 Kinematika 32 7.2.2 Dynamika 35 7.2.3 Volba motoru, řemene a řemenic 36 7.2.4 Konstrukční řešení 36 8. ZÁVĚR (KONSTRUKČNÍ, TECHNNOLOGICKÝ A EKONOMICKÝ ROZBOR ŘEŠENÍ) 39 9. SEZNAM POUŢITÝCH ZDROJŮ 40 10. SEZNAM POUŢITÝCH ZKRATEK SYMBOLŮ A VELIČIN 41 11. SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ 42 12. SEZNAM PŘÍLOH 43

strana

11

ÚVOD

1 ÚVOD 1.1 Charakteristika strojírenské společnosti SOMA spol. s r.o. Společnost SOMA spol. s r.o. vznikla roku 1992 privatizací samostatné divize Tesly Lanškroun. Firma se zabývá vývojem, výrobou a prodejem strojů. Většinu nabídky tvoří vlastní výrobky. Jedná se o stroje k potisku, řezání a laminování obalových materiálů, nově také o peletovací linky sloužící ke zpracování sena, slámy, apod. V současné době má SOMA spol. s r.o. více než 200 zaměstnanců. Většinu z nich tvoří středoškolsky a vysokoškolsky vzdělaní lidé. Fotografie areálu na Obr. 1-1 pochází z roku 2006 po skončení posledních velkých stavebních úprav, které tvořila zejména výstavba nových montážních hal (2001, 2005) a několika menších hal pro přípravné operace (2002, 2004). V roce 2004 byla také renovována administrativní budova. V současné době se připravuje rozšíření areálu do objektu bývalých chladíren.

Obr. 1-1 Areál společnosti [5]

1.2 Flexotiskové stroje SomaFlex Flexotisk, nebo také flexografie, je technika tisku „z výšky“, kdy je barva z barevníku přenášena na keramický rastrový válec a z něho na štoček s vygravírovaným tisknutým vzorem. Ten je vyvýšený nad netisknoucí plochu. Odtud pochází název techniky [16]. Společnost SOMA spol. s r.o. vyvíjí a vyrábí flexotiskové stroje s centrálním přítlačným válcem, kolem kterého se nachází 6 až10 barevníků v závislosti na typu stroje. Toto uspořádání klade vysoké nároky na rozměrovou a geometrickou přesnost povrchu centrálního válce, který může mít až 2600 mm v průměru.

strana

12

ÚVOD

Obr. 1-2 Schéma principu tisku [15]

Na Obr. 1-2 je vidět schéma přenosu barvy (Ink) z barevníku (Ink Tray) přes naběrací válec (Fountain Cylinder), rastrový válec (Anilox Cylinder) na štoček (Flexible Plate) na tisknoucím válci (Plate Cylinder). Na rozdíl od uvedeného obrázku, stroje s centrálním válcem nepoužívají přítlačný válec. Jeho funkci přebírá centrální válec. Pro rychlou změnu tisknutého motivu se využívá technologie tzv. sleevů (Obr. 1-3). Délka obvodu sleevů určuje délku tisknutého motivu. Tento parametr je označován jako délka tisku a u stroje Mini se pohybuje od 250 mm do 600 mm [5].

Obr. 1-3 Sleev se štočkem, WINDMÖLLER & HÖLSCHER [6]

strana

13

ÚVOD

Na Obr. 1-4 je modul centrálního válce stroje Mini připravovaný k převozu k zákazníkovi. Válec je osazen osmi barevníky. Aby bylo dosaženo dostatečné tuhosti stroje, je nosný rám odlitkem. Válce jsou poháněny servomotory. Pro přesné polohování se používají zejména kuličkové šrouby a lineární pohony.

Obr. 1-4 Modul centrálního válce stroje Mini

Mezi produkty flexotiskových strojů patří zejména obalové materiály nebo igelitové tašky. Ukázka potisknuté role materiálu je na Obr. 1-5.

Obr. 1-5 Produkt flexotiskových strojů

strana

14

PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ

2 PŘEHLED SOUČASNÉHO STAVU POZNÁNÍ

2

2.1 SOMA spol. s r.o.

2.1

2.1.1 Chlazení materiálu Materiál po opuštění centrálního válce prochází sušící sekcí a následně musí být ochlazen. Při navinutí materiálu do role bez předchozího ochlazení, dochází později k jeho znehodnocení vlivem teplotního smrštění. Pro chlazení materiálu se ve flexotiskových strojích používají jednoplášťové vodou chlazené válce. Jedná se o válce s neřízeným průtokem vody. Oproti nim dvouplášťové válce, díky jejich vnitřní konstrukci, mají řízený průtok vody a tedy vyšší chladící účinek. Dvouplášťové chladící válce využívají laminovací stroje LamiFlex. Na Obr. 2-1 a 2-2 jsou vidět vnitřní konstrukce a proudění vody v různých chladicích válcích.

2.1.1

Obr. 2-1 Proudění vody dvouplášťovým chladícím válcem

V dvouplášťovém chladicím válci (Obr. 2-1) je tok vody mezi vnitřním a vnějším válcem usměrněn dvouchodou šroubovicí. Rychlost proudění vody je dána nastavením čerpadla. Ve vnitřním prostoru válce se voda nenachází. V jednoplášťovém chladicím válci (Obr. 2-2) vyplňuje voda celý vnitřní objem. Průtok je opět dán čerpadlem, ovšem uvnitř válce není nijak řízen. Náklady na výrobu, stejně jako chladicí účinky, jsou podstatně nižší než u dvouplášťového válce. Na Obr. 2-2 je mimo jiné vidět schematický řez rotačním přívodem. Ten je našroubován do duté hřídele a hadicemi napojen na externí chladicí systém nebo vodovodní řád. Technologie výroby, zejména dvouplášťových válců, je poměrně složitá a pracovníci ve firmě SOMA nemají dostatek zkušeností pro jejich výrobu. Ta je z tohoto důvodu zadávána turecké firmě TANMAK Printing Cylinders and Gears. Vzhledem k velikosti válců musí být dynamicky vyváženy. Převažující technologií pro výrobu chladícího válce je svařování. Vnitřní i vnější povrch je před korozí chráněn chromátováním.

strana

15


Obr. 2-2 Proudění vody jednoplášťovým chladícím válcem

Na povrch chladícího válce přiléhá pneumaticky ovládaný tenzometrický válec. Jeho účelem je oddělení tahových zón v materiálu a udržování konstantního tahu pro přesný soutisk na centrálním válci. Síla v materiálu mezi navíjecí a odvíjecí jednotkou se pohybuje v rozmezí od 10 N do 420 N. Pogumovaný přítlačný válec zajišťuje regulovatelnost tahu v materiálu mezi centrálním a chladícím válcem. Pohony chladících válců jsou konstruovány pro vyvození síly v materiálu o maximální velikosti 100 N. Na Obr. 2-3 je fotografie části chladicího a tenzometrického válce stroje IMPERIA.

Obr. 2-3 Chladicí a tenzometrický válec

2.1.2 Pohon chladícího válce Chladící válce jsou poháněny jedním synchronním servomotorem standardně dodávaným firmou Lenze. Kroutící moment je z výstupní hřídele motoru převáděn na hřídel chladícího válce ozubeným (synchronizačním) řemenem. Vertikální poloha motoru je stavitelná z montážních důvodů a pro vyvození nutného předepnutí řemene.

strana

16


2.2 Konkurenční flexotiskové stroje

2.2

2.2.1 Konkurence společnosti SOMA spol. s r.o. Společnost SOMA spol. s r.o. je relativně mladou silně exportně zaměřenou společností. Své stroje vyváží zejména do zemí střední a východní Evropy, postupně proniká na americký, asijský i africký trh. V ČR neexistuje společnost s obdobným výrobním programem. Mezi nejvýznamnější konkurenty v oblasti flexotiskových strojů patří následující zahraniční společnosti. - WINDMÖLLER & HÖLSCHER [6] - FISCHER & KRECKE [8] - COMEXI [7] Velkou výhodou uvedených společností je výrazně delší doba působení na trhu a známost značek. Jednotlivé společnosti nabízejí stroje přibližně srovnatelných parametrů. Výhodou společnosti SOMA spol. s r.o. je nižší cena flexotiskových strojů zejména díky aktuálně levnější pracovní síle.

2.2.1

Obr. 2-4 Konkurenční flexotiskový stroj [7]

Na Obr. 2-4 je konkurenční flexotiskový stroj COMEXI F4. Uprostřed stroje je centrální válec s osmi barevníky. Vlevo je odvíjecí a navíjecí jednotka materiálu. Vpravo jsou zásobníky barev. Horní rám stroje je sušící sekcí. Uspořádání stroje se příliš neliší od uspořádání strojů společnosti SOMA (viz příloha č. 4). 2.2.2 WINDMÖLLER & HÖLSCHER Z výkresů je patrné, že uvedená společnost používá k chlazení zpravidla jeden nebo dva dvouplášťové chladící válce. Jejich konstrukce je odlišná od válců vyvinutých společností SOMA. Odlišnosti i podobnosti jsou vidět na Obr. 2-5.

2.2.2

strana

17


Obr. 2-5 Nákres chladicího válce společnosti WINDÖLLER & HÖLSCHER

Z důvodu ochrany autorských práv nelze v bakalářské práci uveřejnit skutečné konkurenční výkresy. Obr. 2-5 je tedy zjednodušeným překreslením skutečného výkresu. Využití uvedeného výkresu je povoleno pouze pro informační účely. Společnost WINDMÖLLER & HÖLSCHER nepoužívá válce s vnitřním šnekem. Přívod i odvod chladící vody je realizován jedním rotačním přívodem našroubovaným do duté hřídele. Válec je, jako u stroje Mini, poháněn servomotorem. Kroutící moment je z výstupní hřídele přenášen perem na pastorek a z něho řemenovým převodem na řemenici na hřídeli chladicího válce. Ta je s hřídelí spojena upínkou. Samotný chladící válec je uložen ve dvou ložiscích (z výkresu není patrný druh ložisek).

strana

18

FORMULACE ŘEŠENÉHO PROBLÉMU A JEHO TECHNICKÁ A VÝVOJOVÁ ANALÝZA

3. FORMULACE ŘEŠENÉHO PROBLÉMU A JEHO TECHNICKÁ A VÝVOJOVÁ ANALÝZA

3

Flexotiskový stroj SomaFlex Mini 80-EG je strojem pro potiskování užších formátů. Je nejmenším a nejlevnějším flexografickým strojem z nabídky společnosti SOMA. V přílohách (příloha č. 4), je uveřejněn prospekt firmy SOMA s podrobnějšími informacemi o uvedeném stroji. Prospekt je oficiálním propagačním materiálem společnosti.

3.1 Chladící válec

3.1

Rychlost stroje Mini je nižší oproti ostatním strojům z nabídky společnosti. Pro chlazení materiálu se v současné době používá pouze jeden jednoplášťový válec. Zvýšit rychlost tisku není možné bez intenzivnějšího chlazení materiálu. Jak je patrné z Obr. 3-1, nelze přidat druhý chladící válec bez podstatných konstrukčních změn. Jako nejvhodnější řešení se proto jeví náhrada současného válce výkonnějším a dražším dvouplášťovým válcem.

Obr. 3-1 Schéma flexotiskového stroje Mini – převzato z prospektu SOMA

Na Obr 3-1 je schéma celého stroje (osmi barevníkové varianty) Chladicí válec je označen pozicí 4, centrální válec pozicí 12.

3.2 Uloţení chladícího válce

3.2

V původní verzi stroje je chladící válec uložen jako hřídel celkem ve třech ložiscích. Čepy jsou nalisovány do vík chladícího válce a jsou obráběny spolu s válcem jako celek pro dosažení vysoké geometrické přesnosti. Chladící voda je do válce přiváděna i z něho odváděna jedním dutým čepem, na jehož konci je našroubován rotační přívod firmy DEUBLIN. Druhý čep je uložen ve dvou ložiscích a na jeho konci je řemenové kolo. To je proti protáčení a případnému axiálnímu strana

19

FOMULACE ŘEŠENÉHO PROBLÉMU A JEHO TECHNICKÁ A VÝVOJOVÁ ANALÝZA

posuvu pojištěno upínkou firmy TOLLOK. Na Obr. 3-2 je zjednodušený nákres původního uložení.

Obr. 3-2 Původní uložení chladícího válce

3.3 Pohon chladícího válce V současné době používaný servomotor MDFKS071-33, dodávaný společností Lenze, je třeba nahradit jiným, podle nově požadovaných výkonových parametrů. Současně s tímto je nutné navrhnout nový převod, realizovaný ozubeným řemenem a také nové uložení motoru. V poslední vyrobené verzi stroje se vyskytl problém, kdy brzy po uvedení do provozu došlo k lomu řemenice. Na Obr. 3-3 a 3-4 je původní uložení menší řemenice na výstupní hřídeli motoru. Řemenice je nalisována ve dvou ložiscích a kroutící moment je přenášen na řemenici perem. Ložiska jsou upevněna ve frézované kostce, která je vertikálně polohovatelná. Její poloha je zajištěna šrouby.

strana

20

FORMULACE ŘEŠENÉHO PROBLÉMU A JEHO TECHNICKÁ A VÝVOJOVÁ ANALÝZA

Obr. 3-3 Nákres původního uložení menší řemenice

Řemenice je takto uložena staticky neurčitě. I malé výrobní a montážní nepřesnosti mohou způsobit vysoká napětí vedoucí k lomu. Důležité tedy je upravit tuto část, aby nedocházelo k mezním stavům.

Obr. 3-4 3D model původního uložení řemenice

strana

21

VYMEZENÍ CÍLŮ PRÁCE

4. VYMEZENÍ CÍLŮ PRÁCE 4.1 Cíle bakalářské práce Vycházejí z požadavků zadavatelské společnosti. 1) Konstrukce dvouplášťového chladicího válce podle vzoru válců používaných ve strojích LamiFlex. Výroba válce bude zadána turecké firmě TANMAK Printing Cylinders and Gears. Při konstruování je nutné zohlednit požadavky a možnosti dodavatele. Konstrukce musí zajistit bezproblémový přívod a odvod chladící vody. 2) Úprava uložení chladícího válce v závislosti na jeho změně a v rámci možností snížení celkových nákladů této části stroje. 3) Výběr odpovídajícího servomotoru a konstrukce pohonu chladícího válce s důrazem na zamezení lomu řemenice.

4.2 Technické poţadavky a technická specifikace - vnější průměr chladicího válce - obvodová rychlost chladícího válce - maximální tah mezi centrálním a chladícím válcem: - tlak chladící vody - průtok chladící vody - povolená teplota okolí - povolená relativní vlhkost při 20 °C - maximální nadmořská výška - doba rozběhu (zastavení) stroje - maximální povolený průhyb chladícího válce - požadovaný typ servomotoru

strana

22

𝐷 = 300 mm 𝑣 = 300 m · min−1 𝐹 = 100 N 0,3 MPa 1,4 m3 · hod−1 15 až 35 °C 75 % 1000 m. n. m. ∆𝑡 = 15 s 𝑤max = 16 𝜇m Lenze/MCS

NÁVRH METODICKÉHO PŘÍSTUPU K ŘEŠENÍ

5. NÁVRH METODICKÉHO PŘÍSTUPU K ŘEŠENÍ

5

K řešení problému bude využito znalostí získaných bakalářským studiem Fakulty strojního inženýrství Vysokého učení technického v Brně a z osobních zkušeností při autorově konstrukční činnosti ve společnosti SOMA spol. s r.o. Záměrem je podat řešení, které splňuje cíle definované v kapitole 4. Konstrukce chladicího válce má vycházet z existujících chladicích válců na strojích LamiFlex. Všechny cíle jsou řešeny na základě konzultací s vedoucím práce Ing. Janem Brandejsem, CSc. a s konstruktéry společnosti SOMA, kteří se zabývají konstrukcí a vývojem flexotiskových a laminovacích strojů. K 3D modelování budou použity programy ProEngineer 4 a Inventor 2011, k obtížnějším pevnostním výpočtům bude použit program ProMechanica. Většina výpočtů bude provedena v programu MathCAD. Náčrty budou vyhotoveny v programu AutoCAD 2011. Kompletní výkresová dokumentace budr zpracována dle zvyklostí firmy SOMA rovněž v programu ProEngineer. V přílohách se nacházejí některé stěžejní výrobní výkresy, výkresy sestavení, 3D model celkové sestavy a podrobnější informace o stroji Mini. Výrobní výkresy jsou vypracovány pro potřeby firmy SOMA a v některých skutečnostech neodpovídají platným normám, nýbrž se řídí zvyklostmi firmy. Upozorňuji na některé základní odchylky od platných norem:  Pro označení drsnosti povrchu se používají zjednodušené značky.  Na výkresu svařence se svary neprokreslují.  Na výkresu sestavení se svařence nekreslí jako jeden díl, nýbrž jsou patrné všechny součásti svarku.  Svary se označují pouze značkou druhu svaru a velikostí. Charakteristický rozměr svaru je pro každý druh definován vnitřním předpisem, o technologii svařování rozhoduje technolog.

strana

23

NÁVRH VARIANT ŘEŠENÍ A VÝBĚR OPTIMÁLNÍ VARIANTY

6. NÁVRH VARIANT ŘEŠENÍ A VÝBĚR OPTIMÁLNÍ VARIANTY 6.1 Konstrukce dvouplášťového chladícího válce Konstrukce dvouplášťového chladícího válce má být obdobná existujícím válcům ze strojů LamiFlex a má respektovat výrobní možnosti dodavatelské firmy. Kroutící moment je z výstupní hřídele motoru na válec převáděn synchronizačním řemenem. Určení rozměrů válce, na základě maximálního povoleného průhybu, je uvedeno v kapitole 7. Vybrané výrobní výkresy jsou v přílohách.

6.2 Pohon válce a uloţení servomotoru Vyjma Obr. 6-5 (varianta D), který je kopií části výkresu sestavení, jsou náčrty ostatních návrhů řešení pouze přibližnými. Nerespektují například skutečnou šířku řemene, která byla určena později. 6.2.1 Varianta řešení: A Problém se statickou neurčitostí řemenice (Obr. 3-4) lze eliminovat odstraněním druhého ložiska (viz Obr. 6-1 a 6-2). Tímto řešením se také výrazně zmenší složitě frézovaná kostka pro uložení ložisek. Pro zamezení únavového lomu vlivem předepnutí řemene, je nutné zvětšení průměru řemenice (použití většího ložiska). Montáž a demontáž nesmí být prováděna s napnutým řemenem, aby nedošlo ke zničení kuličkového ložiska.

Obr. 6-1 Nákres, Varianta: A

Tato varianta byla po konzultaci s konstruktérem zamítnuta.

strana

24


Obr. 6-2 3D model, Varianta A

6.2.2 Varianta řešení: B Odstraněním prvního ložiska vzniká možnost zvětšení průměru řemenice bez nutnosti užití většího ložiska. Nevýhodou této varianty jsou vyšší požadavky na souosost výstupní hřídele motoru a ložiska. Toto řešení nebylo vyhodnoceno jako optimální. Stejně jako u varianty A je u tohoto návrhu problematičtější montáž a demontáž motoru.

6.2.2

Obr. 6-3 Nákres, Varianta B

6.2.3 Varianta řešení: C Tato varianta vychází z nejjednoduššího způsobu přenosu kroutícího momentu z hřídele na řemenici. Řemenice se uloží přímo na hřídel. Při použití této varianty by došlo ke značnému snížení nákladů odstraněním ložisek, nahrazením složitě frézované kostky jednoduššími součástkami a použitím katalogové řemenice. Vzhledem k délce výstupní hřídele motoru by se musela použít rotační upínka.

6.2.3

strana

25


Obr. 6-4 3D model, varianta C

Podstatnou nevýhodou této varianty je nutnost zakoupení motoru s upravenou zadní stranou příruby. Tato varianta byla také zamítnuta. Důvodem zamítnutí je, že síla působící na hřídel je větší než síla odpovídající požadované životnosti dle katalogu firmy Lenze [9]. Vlivem síly od řemene by také mohlo dojít k únavovému lomu výstupní hřídele motoru (bezpečnost k MSÚP dle Gerbera [1] je 1,1). 6.2.4 Varianta řešení: D Poslední varianta řešení se zaměřuje na odstranění problému nesouososti výstupní hřídele motoru a řemenice. Varianta D řeší tento problém zařazením pružné spojky [14] mezi hřídel motoru a řemenici (Obr. 6-5).

Obr. 6-5 Část výkresu sestavení, Varianta D

strana

26


Výhodou tohoto řešení je možnost částečného využití již vyhotovené výrobní dokumentace, kde stačí upravit některé výkresy a některé přidat. Řemenice je uložena staticky určitě a její bezpečnosti k mezním stavům jsou přijatelné. Jako optimální řešení byla vybrána varianta D. Ačkoliv je toto řešení nákladnější než původní, v jeho prospěch rozhodla nejvyšší spolehlivost. Ostatní varianty byly zamítnuty zejména z montážních důvodů, případně kvůli nízké bezpečnosti vůči mezním stavům. Zvolenou variantou se zabývá kapitola 7.2. Výkres sestavení je v přílohách (příloha č. 1, M3624.03-11-11B).

strana

27

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ

7. KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ 7.1 Chladící válec 7.1.1 Poţadavky kladené na válec Dle požadavků společnosti SOMA spol. s r.o. má být chladící válec dvouplášťový. Maximální průhyb válce musí být menší než 16 μm. Flexotiskový stroj Mini je určen k nepřetržitému provozu v nadmořské výšce do 1000 m. n. m., při teplotách okolí do 35 °C. Oproti strojům LamiFlex, kde chladící válec slouží i k vyrovnání nanášené vrstvy materiálu, nemusí být povrch válce na flexotiskové stroji tak vysoce kvalitní (nemusí být leštěn). Povrch jednoplášťových válců flexotiskových strojů je obvykle broušen. Níže uvedená konstrukce respektuje dané požadavky. 7.1.2 Určení rozměrů válce a materiálu Kritériem funkčnosti je průhyb. Vzhledem ke komplikovanosti dvouplášťového válce, kdy nejsou splněny prutové předpoklady, je průhyb určen metodou konečných prvků v programu ProMechanika. Použitý model byl zjednodušen, aby bylo dosaženo požadované konvergence průhybu, bez ovlivnění relevance výsledků. Na Obr. 7-1 jsou výsledky simulace. V levé části je patrná konvergence průhybu válce po jednotlivých krocích výpočtu, v pravé části je uvedena maximální hodnota průhybu (Max Disp) 15,2 μm.

Obr. 7-1 Průhyb válce, ProMechanika

strana

28


Z provedených simulací vyplývá, že průhyb válce je nejvíce ovlivněn průměry čepů a dále pak tloušťkou vnější trubky válce. Tloušťka čel válce průhyb podstatně neovlivňuje. Ta je tedy volena zejména s ohledem na nutnost odebírání nevývažků při dynamickém vyvažování. Podle zkušeností konstruktérů i výsledků simulací, přesně vyrobený vnitřní šnek, podstatným způsobem zvyšuje tuhost válce. Rozměry samotného šneku vycházejí ze zkušeností konstruktérů laminovacích strojů LamiFlex. Ze simulací dále vyplývá, že nebezpečnými místy z hlediska únavového porušení jsou oba čepy. Na Obr. 7-2 je schematicky nakreslen válec včetně důležitých rozměrů. V dolní části obrázku jsou podstatné rozměry a zatížení pro určení VVÚ.

Obr. 7-2 Zatížení válce

𝐹A , 𝐹B 𝐹𝑟1 𝐹𝑟 𝐹1 𝐹

síly v ložiskových podporách síly působící na řemenici v ose otáčení síly působící na válec v ose otáčení obvodová síla od řemene působící na řemenici obvodová síla působící na válec vyvozená tahem materiálu Radiální síla způsobená celkovým tahem materiálu není započítána. Její velikost je během chodu stroje značně proměnlivá (10 – 320 N) a zmenšuje ohybový moment, kterým je válec zatížen. Pro výpočet byl zvolen konzervativní přístup. Obvodové síly na válci a řemenici způsobují kroutící a ohybový moment.

strana

29


Na Obr. 7-3 je graficky znázorněn průběh ohybového a kroutícího momentu. Největší ohybový moment působí na samotný válec. Ale vzhledem k jeho rozměrům (a s přihlédnutím k výsledkům pevnostních simulací) je zde řádově nižší maximální napětí než na povrchu čepů.

Obr. 7-3 Výsledné vnitřní účinky

Pro výpočet bezpečnosti čepů vůči meznímu stavu únavy je použita metodika uvedená v knize Konstruování strojních součástí ([1]). Nejnižší bezpečnost k uvedenému meznímu stavu je více než 3 (dle Gerbera), tedy jistě dostatečná. Rozhodným faktorem pro velikosti průměrů čepů je tedy průhyb válce. Výpočet bezpečnosti k MSÚP zde není uveden z důvodu zachování přijatelné délky práce a také proto, že výsledek výpočtu není rozhodující pro určení rozměrů. Ty vycházejí pouze z podmínky maximálního průhybu chladícího válce. Zvolené materiály částí válce jsou uvedeny v seznamech položek (viz přílohy). Převážně se jedná o nízkolegované oceli třídy 15 dle ČSN s tavnou svařitelností. 7.1.3 Způsob výroby válce Vzhledem ke složitosti výroby válce a požadované geometrické přesnosti, nebude válec vyráběn ve firmě SOMA. Z finančních důvodů bude svaření válce zadáno turecké firmě TANMAK Printing Cylinders and Gears a konečné obrobení české firmě OSTROJ a.s. (Opava). Základní částí válce je svařenec vnitřního šneku (příloha č. 1, č.v. M3624.0311-10C001X). Způsob výroby dvouchodé šroubovice určí technolog dodavatelské společnosti. V úvahu přichází stočení profilu šroubovice a její následné navařování, nebo frézování z hladkého povrchu. V této fázi výroby není přesnost šroubovice nijak podstatná. Svary musejí být vodotěsné a je nutné provést jejich tlakovou zkoušku. Voda ve vnitřním prostoru válce by způsobila větší průhyb než je povolený. Pro vypuštění plynů vzniklých při svařování jsou v čelech vnitřního šneku zátky. strana

30


Druhý výkres svarku (příloha č. 1, č.v. M3624.03-11-10B004) je již výkresem polotovaru dováženého z Turecka. Před natažením trubky je nutné broušením upravit vnější průměr šroubovice, aby plnila funkci zvýšení tuhosti válce. Vnější natahovaná trubka je před korozí z vnitřní strany chráněna vrstvou chromu. Pro garanci přiměřené kvality povrchu je povrch válce obroben. Pro přesnější uložení ve vyvažovacím stroji jsou obrobeny také čepy. Dynamické vyvažování je předepsáno z důvodu zaručení vyvažitelnosti i po obráběcích operacích v České republice. Poslední výkres (příloha č. 1, č.v. M3624.03-11-10B004X) je určen pro firmu OSTROJ a.s.. Válec je opět dynamicky vyvažován, jeho povrch je pro ochranu před korozí pokryt vrstvou chromu. Povolené nevývažky (uvedené na výkresech) při dynamickém vyvažování jsou určeny programem vyvinutým ve firmě SOMA, který se řídí normami ČSN. Data pro výpočet byla získána z 3D modelu chladicího válce vytvořeného v programu ProEngineer. 7.1.4 Přívod chladící vody Proudění vody ve dvouplášťovém chladícím válci je patrné na Obr. 2-1. Voda je do válce přiváděna z běžného vodovodního řádu nebo z chladicího systému zákazníka rotačním přívodem firmy DEUBLIN [11]. Vybraný rotační přívod obsahuje, již z výroby, dostatečné množství maziva pro celou jeho životnost a není nutné provádět údržbu ložisek.

7.1.4

Obr. 7-4 Rotační přívod firmy DEUBLIN, série 55 [11]

Rotační přívod je našroubován do dutého čepu a pojištěn proti případnému otáčení spolu s válcem.

strana

31


7.1.5 Uloţení chladícího válce Uložení chladícího válce je patrné na výkresu sestavení (příloh č. 1, č.v. M3624.03-11-10B). Chladící válec je uložen v ložiscích typ 62 dle ČSN 02 4630. Jedná se o kuličková ložiska s kryty a dostatečnou zásobou maziva na celou dobu životnosti ložisek. Jejich velikost je zvolena pouze podle průměru čepů. Statická a dynamická únosnost ložisek byla ověřena postupem uvedeným v [1]. Vzhledem k nízkým otáčkám, relativně nízkému radiálnímu a nulovému axiálnímu zatížení je jejich únosnost více než dostatečná. S ohledem na nezajímavost ověření (neovlivňuje nijak uložení válce ani jeho rozměry) a na přijatelnou délku bakalářské práce, zde výpočty trvanlivosti ložisek nejsou uvedeny. Vzhledem k možné teplotní dilataci je zvoleno uspořádání ložisek s axiálně volným a axiálně vodícím ložiskem [1]. Axiální zajištění pomocí pojistných kroužků a rozpěrek je rovněž patrné z výkresu sestavení. Připevnění chladícího válce k ostatním částem stroje je stejné jako u předchozí verze stroje. Celkový 3D model, ve kterém je částečně patný způsob připevnění k rámu stroje a poloha motoru je uveden v přílohách (příloha č. 2).

7.2 Pohon chladícího válce Dle požadavků zadavatele má být obvodová rychlost na povrchu válce 300 m · min−1 a má být dosažena za 15 s (doba rozběhu stroje). Válec má být poháněn synchronním motorem firmy Lenze [9] typ MCS. Charakteristikou flexotiskových strojů Mini je nepoužívání ozubených kol. Krouticí moment tedy bude přenášen synchronizačním řemenem od firmy Gates [10] případně Ulmer [13]. Rozdíl síly v materiálu mezi tažnou a taženou větví nepřekračuje 100 N. Řemen musí být dimenzován s dostatečnou rezervou pro případ prudkého rozběhu či brzdění válce, které může odpovídat poruše senzorů nebo nouzovému vypnutí.

7.2.1 Kinematika V této a následujících kapitolách jsou uvedeny parametry převodu bez detailního postupu jejich volby. Pouze zde jsou prezentovány výsledky a základní výpočty. Volba částí pohonu byla společně s výpočtem kinematiky a dynamiky mnohokráte opakována pro různé převodové poměry. Iteračním způsobem byly zvoleny následující součásti pohonu (blíže v kapitole 7.3.3). Motor: MCS09H41 (dle [ 9]) Řemen: HDT 1040-8M-30 (dle [13]) Řemenice: HDT 72-8M-30, HDT 22-8M-30 (dle [13])

Obr. 7-5 Katalogové údaje motoru MCS09H41 [9]

strana

32


Obr. 7-6 Momentová charakteristika motoru MSC09H41 [9]

První řemenice (na výstupní hřídeli motoru) má 22 zubů (HDT 22-8M-30). Vzhledem k uložení motoru bude její tvar nestandardní (je patrný ve výkresu sestavy, příloha č. 1, č.v. M3624.03-11-11B).

Obr. 7-7 Kinematické schéma

strana

33


Úhlová rychlost válce: 𝑣 2 300 m · min−1 2 𝜔= = = 33,333 rad · s−1 60 0,001𝐷 60 300 mm · 0,001 kde: 𝜔2 𝑣 𝐷

rad · s −1 m · min−1 mm

- je úhlová rychlost válce - požadovaná obvodová rychlost válce - průměr chladícího válce

Převodový poměr: 𝑈= kde: 𝑈 𝑍1 𝑍2

-

𝑍1 22 = = 0,30556 𝑍2 72

- je převodový poměr - počet zubů malé řemenice - počet zubů velké řemenice

Otáčky malé řemenice: 𝜔2 60 33,333 rad · s −1 60𝜔1 60 𝑈 0,30556 𝑛1 = = = = 1041,5 min−1 2𝜋 2𝜋 2𝜋 kde: 𝑛1 𝜔1 𝜔2 𝑈

min−1 rad · s −1 rad · s −1 -

- jsou otáčky malé řemenice (otáčky hřídele motoru) - je úhlová rychlost malé řemenice - úhlová rychlost chladícího válce - převodový poměr

Skutečná obvodová rychlost válce: 𝑣SK

𝐷 1041,5 min−1 · 0,30556 · 300 mm · 𝜋 = 𝑛1 𝑈 𝜋= = 299,9 m · min−1 1000 1000

kde: 𝑛1 𝑣SK 𝑈 𝐷

min−1 m · min−1 mm

- jsou otáčky malé řemenice (otáčky hřídele motoru) - je skutečná obvodová rychlost válce - převodový poměr - průměr chladícího válce

Odchylka požadované a skutečné obvodové rychlosti chladícího válce je menší než desetina procenta.

strana

34


7.2.2

7.2.2 Dynamika

Obr. 7-8 Dynamické schéma

Maximální krouticí moment při běžném chodu stroje: 𝑀1 = 𝐹1 kde: 𝑀1 𝐹1 𝐹 𝑑1 𝑑2 𝐷 𝛥𝐹

𝑑1 𝑑1 𝐷 56,02 mm 300 mm =𝐹 = 100 N = 4,583 N · m 2 2 𝑑2 2 · 1000 183,35 mm

N·m N N mm mm mm N

- je max. krouticí moment motoru při chodu stroje - rozdíl síly mezi tažnou a taženou částí řemene - max. síla v materiálu vyvozená chladícím válcem - výpočtový průměr malé řemenice (dle [13.]) - výpočtový průměr velké řemenice (dle [13.]) - průměr chladícího válce - síla v řemeni při klidu stroje

Krouticí moment při rozběhu (brzdění) stroje: - Moment setrvačnosti 𝐽1 je řádově nižší než 𝐽2 . Z tohoto důvodu je ve výpočtech, při minimálním ovlivnění výsledku, zanedbán. Hodnoty momentů setrvačnosti byly získány z programu ProEngineer a katalogů [9, 13, 14]. 𝑀1EXT = 𝐹1EXT

𝑑1 𝐹𝐷 𝜔2 𝐽2 2 𝑑1 𝜔2 𝐽2 𝑑1 = + = 𝑀1 + 2 2 𝛥𝑡 𝑑2 2 𝛥𝑡 𝑑2 33,333 rad · s−1 · 2,699 kg · m2 56,02 mm = 4,583 N · m + · 15 𝑠 183,35 mm = 6,416 N · m

strana

35


kde: 𝑀1EXT 𝐹1EXT

N·m N

𝐹 𝐽1 𝐽2 𝜔2 𝐷 𝑑1 𝑑2 𝛥𝑡

N kg · m2 kg · m2 rad · s −1 mm mm mm s

- je krouticí moment při rozběhu (brzdění) stroje - rozdíl síly mezi tažnou a taženou částí řemene při rozběhu stroje - max. síla v materiálu vyvozená chladícím válcem - moment setrvačnosti výstupní hřídele motoru - moment setrvačnosti válce a velké řemenice - úhlová rychlost chladícího válce - průměr chladícího válce - výpočtový průměr malé řemenice - výpočtový průměr velké řemenice - doba rozběhu (zastavení) stroje

7.2.3 Volba motoru, řemene a řemenic Na základě výsledků kapitoly 7.3.2 byl zvolen (dle [9]) motor: MCS09H41. Dle Obr. 7-6 má daný motor nominální krouticí moment 𝑀N = 5,0 N · m při požadovaných otáčkách 𝑛1 = 1041,5 min−1 . Pro převod kroutícího momentu má být použit synchronizační řemen HTD. Podle Belt drive selection procedure uvedené v [10] byl zvolen řemen M8.

Obr. 7-9 Synchronizační řemen HTD [13]

Šířka řemene byla zvolena 30 mm. Řemen je dimenzován na maximální možný krouticí moment motoru, který odpovídá pouze mimořádnému stavu stroje (20 N · m dle Obr. 7-5). Řemenice byly zvoleny s počty zubů 22 a 72. Odpovídající osová vzdálenost řemenic pro řemen o délce 1040 mm je 325,8 mm. Parametry pro správné napnutí řemene jsou získány za použití softwaru Design Flex Web, který je po zaregistrování stažitelný na stránkách výrobce [10]. Údaje pro správné napnutí řemene jsou uvedeny na příslušném výkrese sestavení (příloha č. 1, č.v. M3624.0311-11B). V přílohách se nachází také Návrh řemenového převodu vygenerovaný uvedeným programem (příloha č. 3). 7.2.4 Konstrukční řešení Konstrukční řešení je patrné z Obr. 6-5 a z výkresu sestavení (příloha č. 1, č.v. M3624.03-11-11B). Menší řemenice je vyráběna ve firmě SOMA, větší je koupena. Případná nesouosost hřídele motoru a řemenice je vyrovnána pružnou spojkou [14].

strana

36


Obr. 7-10 Pružná spojka EuroGrip [14]

Na základě výpočtů kroutících momentů byla zvolena velikost spojky 19. Pro tuto velikost se nevyrábějí upínací pouzdra. Kroutící moment musí být přenášen pery. Drážky pro pera budou vyrobeny ve firmě SOMA. Výpočet bezpečnosti vůči otlačení drážek pro pera byl proveden pouze orientačně (dle katalogu [14] je vybraná spojka vhodná pro dané zatížení). Při maximálním možném kroutícím momentu motoru je bezpečnost vůči otlačení drážky v náboji pružné spojky 1,2 (dle [1]). Tato bezpečnost není příliš vysoká, ale vzhledem k nepravděpodobnosti uvedeného přetížení je považována za dostatečnou. Větší řemenice je na čepu válce upevněna upínkou. Ta zajišťuje přenos kroutícího momentu a zamezuje axiálnímu posuvu řemenice. Použití upínky bylo upřednostněno před perem z důvodu nižších nákladů na obrábění. Šrouby upínky je nutno utáhnout momentem o velikosti 17 N · m, aby byl zajištěn spolehlivý přenos kroutícího momentu. Uvedená hodnota je k dané upínce určena výrobcem.

Obr. 7-11 Upínka Tollok [12]

Pro potřebu montáže řemenového převodu, kdy pouze jedna (menší) řemenice je opatřena bočnicemi proti axiálnímu posunu řemene, vyžaduje motor instalační toleranci 40 mm [13]. Správné předepnutí řemene vyžaduje možnost

strana

37


poměrně přesného nastavení vertikální polohy motoru. Na Obr. 7-12 je vidět použití šroubu pro přesné nastavení polohy motoru na stroji Midi. Řešení vybrané pro navrhovaný pohon je založeno na stejném principu jako na Obr. 7-12 a je patrné na výkresu sestavení.

Obr. 7-12 Motor chladicího válce stroje Midi

Menší řemenice je zatížena kombinací střídavého ohybu a krutem. Vzhledem k průměru řemenice je bezpečnost k meznímu stavu únavy dostatečná. Pro uložení menší řemenice jsou zvolena oboustranně zakrytá ložiska třídy 62 dle ČSN (6207-2Z). V knize Konstruování strojních součástí je pro tato ložiska uvedena dynamická únosnost 27 kN a statická 15,3 kN. Zatížení ložisek je pouze radiální. Podle charakteru stroje Mini je očekáván celodenní provoz. Ověření trvanlivosti ložisek bylo provedeno dle metodiky uvedené v [1]. Detailní konstrukce pohonu chladicího válce je patrná z výkresu sestavení (příloha č. 1, č.v. M3624.03-11-11B).

strana

38

ZÁVĚR (KONSTRUKČNÍ, TECHNOLOGICKÝ A EKONOMICKÝ ROZBOR ŘEŠENÍ)

8. ZÁVĚR (KONSTRUKČNÍ, TECHNNOLOGICKÝ A EKONOMICKÝ ROZBOR ŘEŠENÍ)

8

Bakalářská práce nabízí inovaci části stávajícího flexotiskového stroje dle požadavků zadavatele (SOMA spol. s r.o.). První cíl práce (tedy nahrazení jednoplášťového chladícího válce dvouplášťovým po vzoru strojů Lamiflex) byl zpracován s důrazem na úsporu materiálu při zachování funkčnosti. Za pomoci programu ProMechanika bylo provedeno velké množství pevnostních analýz, jejichž hlavním cílem bylo určení skutečného průhybu válce v závislosti na různých parametrech. Uložení chladícího válce je oproti předloze „ochuzeno“ o jedno ložisko. Původní verze byla, vzhledem k působícím silám, předimenzována. Zřejmě z důvodu, že ložiska byla vybrána intuitivně, ne na základě výpočtu. Problém s lámáním řemenice byl vyřešen za pomoci pružné spojky, která odstraňuje statickou neurčitost. Při vyhodnocování zatížení chladícího válce, vyšla najevo skutečnost, že průběh zatížení motoru pohánějícího chladící válec není znám. Okamžitá velikost zatížení pohonu je dána přítlakem tenzometrického přítlačného válce. Ten se mění tak, aby udržoval konstantní tah v materiálu mezi centrálním a chladícím válcem. Při zvětšení přítlaku, reaguje servomotor zvýšením krouticího momentu pro zachování konstantní obvodové rychlosti válce. Změření průběhu kroutícího momentu by mohlo zjednodušit volbu správného servomotoru. Předložené řešení mělo být vypracováno s ohledem na minimalizaci nákladů. Současná cena chladícího válce, vlivem požadavku na použití válce s usměrněným oběhem vody, značně převyšuje původní náklady. V této části bylo dosaženo úspor pouze snížením počtu ložisek a zmenšením jejich velikosti. Z možných variant přenosu kroutícího momentu z motoru na válec byla z důvodu záruky spolehlivosti dokonce vybrána ta nejnákladnější. V této části bylo přesto dosaženo značné úspory finančních prostředků a to výběrem vhodného motoru. U předchozí verze byl použit motor (Lenze MDFKS071-033) o přibližně trojnásobném jmenovitém výkonu. Důvodem vybrání tohoto motoru byla chyba ve výpočtu kroutících momentů (ačkoliv ve firmě Soma není vedena podrobná technická dokumentace, podařilo se tento chybný výpočet nalézt). Tato volba vedla v minulosti k použití řemene pro větší výkon. Větší předepnutí se mohlo také podílet na únavovém lomu řemenice. V současné době firma SOMA uvažuje o využití navrženého řešení pohonu chladícího válce. Výroba daného stroje s dvouplášťovým chladícím válcem se v nejbližší době neočekává.

strana

39

SEZNAM POUŽITÝCH ZDROJŮ

9. SEZNAM POUŢITÝCH ZDROJŮ [1]

[2]

[3]

[4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15]

[16] [17]

strana

40

SHIGLEY, J. E., MISCHKE, Ch. R., BUDYNAS, R. G. Konstruování strojních součástí. Překlad 7. vydání, VUTIUM, Brno 2010, 1186 s. ISBN 978-80-214-2629-0 SVOBODA, Pavel; BRANDEJS, Jan; DVOŘÁČEK, Jiří; PROKEŠ, František. Základy konstruování. Vydání druhé, doplněné a přepracované. Brno : CERM, 2008. 234 s. ISBN 978-80-7204-584-6. SVOBODA, Pavel; BRANDEJS, Jan; PROKEŠ, František. Výběry z norem : pro konstrukční cvičení. Vydání druhé. Brno : CERM, 2007. 223 s. ISBN 978-80-7204-534-1 Citace.com URL: , [cit. 2011-05-21] SOMA engineering URL: , [cit. 2011-05-21] WINDMÖLER & HÖLSCHER URL: , [cit. 2011-05-21] COMEXI GROUP URL: , [cit. 2011-05-21] Bobst group URL: , [cit. 2011-05-21] Lenze URL: , [cit. 2011-05-21] Gates Corporation URL: , [cit. 2011-05-21] DEUBLIN URL: , [cit. 2011-05-21] TOLLOK URL: , [cit. 2011-05-21] Haberkorn Ulmer s.r.o. URL: , [cit. 2011-05-21] UZIMEX PRAHA spol. s r.o. URL: , [cit. 2011-05-21] LGInternational URL: , [cit. 2011-05-21] Wikipedie URL: , [cit. 2011-05-21] Fabory URL: < http://www.fabory.cz >, [cit. 2011-05-21]

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK SYMBOLŮ A VELIČIN

10. SEZNAM POUŢITÝCH ZKRATEK SYMBOLŮ A VELIČIN 3D a.s. č. č.v. max. MSÚP m. n. m. Obr. spol. s r.o. VVÚ

10

- 3 Dimensional - akciová společnost - číslo - číslo výkresu - maximální - mezní stav únavového porušení - metrů nad mořem - obrázek - společnost s ručením omezeným - výsledné vnitřní účinky

𝐷 𝑑1 𝑑2 𝐹

mm mm mm N

𝐹1 𝐹1EXT

N N

𝐹A 𝐹B 𝐹𝑟 𝐹𝑟1 𝐽1 𝐽2 𝑛1 𝑀1 𝑀1EXT 𝑀N 𝑈 𝑣 𝑣SK 𝑤max 𝑍1 𝑍2 𝛥𝐹 𝛥𝑡 𝜔1 𝜔2

N N N N kg · m2 kg · m2 min−1 N·m N·m N·m m · min−1 m · min−1 μm N s rad · s −1 rad · s −1

- vnější průměr chladícího válce - výpočtový průměr malé řemenice - výpočtový průměr velké řemenice - max. tah materiálu mezi centrálním a chladícím válcem, obvodová síla na válci - rozdíl síly mezi tažnou a taženou částí řemene - rozdíl síly mezi tažnou a taženou částí řemene při rozběhu stroje - síla v ložiskové podpoře - síla v ložiskové podpoře - síly působící na válec v ose otáčení - síly působící na řemenici v ose otáčení - moment setrvačnosti výstupní hřídele motoru - moment setrvačnosti válce a velké řemenice - otáčky malé řemenice (otáčky hřídele motoru) - max. kroutící moment při chodu stroje - krouticí moment při rozběhu (brzdění) stroje - nominální krouticí moment - převodový poměr - požadovaná obvodová rychlost válce - skutečná obvodová rychlost válce - maximální povolený průhyb chladícího válce - počet zubů malé řemenice - počet zubů velké řemenice - síla v řemeni při klidu stroje - doba rozběhu (zastavení) stroje - úhlová rychlost malé řemenice - úhlová rychlost válce

strana

41

SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ

11. SEZNAM OBRÁZKŮ A GRAFŮ Obr. 1-1 Areál společnosti [5] Obr. 1-2 Schéma principu tisku [15] Obr. 1-3 Sleev se štočkem, WINDMÖLLER & HÖLSCHER [6] Obr. 1-4 Modul centrálního válce stroje Mini Obr. 1-5 Produkt flexotiskových strojů Obr. 2-1 Proudění vody dvouplášťovým chladícím válcem Obr. 2-2 Proudění vody jednoplášťovým chladícím válcem Obr. 2-3 Chladicí a tenzometrický válec Obr. 2-4 Konkurenční flexotiskový stroj [7] Obr. 2-5 Nákres chladicího válce společnosti WINDÖLLER & HÖLSCHER Obr. 3-1 Schéma flexotiskového stroje Mini – převzato z prospektu SOMA Obr. 3-2 Původní uložení chladícího válce Obr. 3-3 Nákres původního uložení menší řemenice Obr. 3-4 3D model původního uložení řemenice Obr. 6-1 Nákres, Varianta: A Obr. 6-2 3D model, Varianta A Obr. 6-3 Nákres, Varianta B Obr. 6-4 3D model, varianta C Obr. 6-5 Část výkresu sestavení, Varianta D Obr. 7-1 Průhyb válce, ProMechanika Obr. 7-2 Zatížení válce Obr. 7-3 Výsledné vnitřní účinky Obr. 7-4 Rotační přívod firmy DEUBLIN, série 55 [11] Obr. 7-5 Katalogové údaje motoru MCS09H41 [9] Obr. 7-6 Momentová charakteristika motoru MSC09H41 [9] Obr. 7-7 Kinematické schéma Obr. 7-8 Dynamické schéma Obr. 7-9 Synchronizační řemen HTD [13] Obr. 7-10 Pružná spojka EuroGrip [14] Obr. 7-11 Upínka Tollok [12] Obr. 7-12 Motor chladicího válce stroje Midi

strana

42

12 13 13 14 14 15 16 16 17 18 19 20 21 21 24 25 25 26 26 28 29 30 31 32 33 33 35 36 37 37 38

SEZNAM PŘÍLOH

12. SEZNAM PŘÍLOH 1.

2. 3. 4. 5.

12

Část výkresové dokumentace M3624.03-11-10B výkres sestavení (formát A1) M3624.03-11-10C001 výkres svařence (formát A2) M3624.03-11-10B004 výkres svařence (formát A1) M3624.03-11-10B004X výrobní výkres (formát A1) M3624.03-11-11B výkres sestavení (formát A1) Součástí přílohy 1 jsou i seznamy položek k výkresům. Celkový 3D model (z programu ProEngineer) (formát A3) Návrh remenového prevodu – Detaily pohonu (návrh převodu vygenerovaný programem Design Flex) Prospekt stroje Mini (použito se souhlasem společnosti SOMA spol. s r.o.) CD–ROM obsahující bakalářskou práci v PDF a přílohy 1 až 4

strana

43

ABSTRAKT ABSTRACT. Klíčová slova: chladící válec, flexotisk

Recommend Documents