VYSOKÉ UýENÍ TECHNICKÉ V BRNċ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV PROCESNÍHO A EKOLOGICKÉHO INŽENÝRSTVÍ FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF PROCESS AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING
EFEKTIVNÍ POUŽITÍ 3D CAD SYSTÉMģ V PROCESNÍM INŽENÝRSTVÍ -III EFFECTIVE USE OF 3D CAD SYSTEMS IN THE FIELD OF PROCESS ENGINEERING -III
BAKALÁěSKÁ PRÁCE BACHELOR THESIS
AUTOR PRÁCE
ZDENċK HÁJEK
AUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR
BRNO 2008
Ing. MARTIN PAVLAS, Ph.D.
! " "
ABSTRAKT Práce je zamČĜena na problematiku efektivního použití 3D CAD systému SolidWorks v procesním inženýrství. Vedle bČžnČ rozšíĜené podpory v klasickém strojírenství lze tento systém použít pro potrubní systémy. Cílem práce je vytvoĜení knihovny standardních dílĤ a vytvoĜení podkladĤ pro výuku SolidWorks v oboru procesní inženýrství. Podklady jsou vytvoĜeny v textové podobČ a ve video podobČ jako výuková videa. V první þásti je uveden popis systému SolidWorks, všech jeho funkcí a modulĤ. V druhé þásti jsou popsány správné postupy tvorby jednotlivých dílĤ, sestav a výkresové dokumentace. ZamČĜili jsme se na pĜechod vzduchotechnického potrubí kruh-þtverec a pĜíruby. V závČru je uvedeno celkové zhodnocení dané problematiky. Klí ová slova: 3D, CAD, SolidWorks, vzduchotechnika, vzduchotechnické potrubí, procesní inženýrství
! #
ABSTRACT The thesis is concentrated on point of effective use of 3D CAD system SolidWorks in process engineering. This system is able to use for pipe systems besides its commonly expanded support in standard mechanical engineering. The aim is to create the library of standard parts and to create data for teaching SolidWorks in process engineering. Data are created in text form and in video form as instructing videos. The first part of the thesis contains the description of SolidWorks system, all its functions and modules. The second part contains the description of right procedures of individual parts, assemblies and drawing documentations creation. We aimed on conversion of circle-square air-conditioning pipe and flanges. The evaluation of all points of issue is mentioned in the conclusion.
Keywords:
3D, CAD, SolidWorks, engineering
Air-conditioning,
Air-piping,
process
!$!%$&' $#"#$ #" "
HÁJEK, Z. Efektivní použití 3D Cad systémĤ v procesním inženýrství-III. Brno: Vysoké uþení technické v BrnČ, Fakulta strojního inženýrství, 2008. 49 s. Vedoucí bakaláĜské práce Ing. Martin Pavlas, Ph.D.
&%
Prohlašuji, že jsem tuto bakaláĜskou práci vypracovával sám, s pomocí vedoucího bakaláĜské práce, literatury a ostatních materiálĤ, které mi byly poskytnuty a které jsou uvedeny v závČru práce.
V BrnČ, dne 20.5.2008
………………… Podpis
&&"
DČkuji svému školiteli Ing. Martinu Pavlasovi za vedení mé bakaláĜské práce, za ochotu a vstĜícnost a hlavnČ za styl vysvČtlování a konzultací nejasností týkajících se problematiky efektivního použití 3D CAD systémĤ v procesním inženýrství. Dále dČkuji Ústavu procesního a ekologického inženýrství za upoĜádání informativní schĤzky o vypisovaných tématech bakaláĜských prací a s tím související pĜedstavení ústavu a lidí na ústavu pĤsobících.
!"#
OBSAH Obsah .........................................................................................................................11 Úvod ...........................................................................................................................12 1 Popis systému SolidWorks...............................................................................13 1.1 Verze systému SolidWorks a popis jednotlivých nástrojĤ .........................14 1.2 Uživatelské prostĜedí systému SolidWorks................................................17 2 Konstrukce dílĤ ................................................................................................20 2.1 PĜechod .......................................................................................................20 2.2 PĜechod tvoĜený dvČma shodnými polovinami ..........................................26 2.3 Lemy...........................................................................................................26 2.4 PĜíruba kruhová ..........................................................................................28 2.5 PĜíruba þtvercová........................................................................................29 3 Sestavy ...............................................................................................................33 3.1 Normalizovaná sestava ...............................................................................33 3.2 Nenormalizovaná sestava ...........................................................................35 4 Výkresy ..............................................................................................................36 4.1 Výkres montážní sestavy ............................................................................36 4.2 Rozvin.........................................................................................................37 4.3 Šablona v mČĜítku 1:1.................................................................................39 5 Vzduchotechnické potrubí...............................................................................41 5.1 Ocelové potrubí .........................................................................................41 5.2 Plastové potrubí ..........................................................................................41 6 Výuková videa...................................................................................................42 6.1 Program CamStudio ...................................................................................42 6.2 Program VirtualDub ...................................................................................43 6.3 Seznam výukových videí............................................................................44 7 ZávČr ..................................................................................................................45 Seznam použité literatury ........................................................................................46 PĜílohy....................................................................................................................... 47
#
ÚVOD V procesním inženýrství lze použít více z nabízených 3D CAD systémĤ na trhu, avšak v této bakaláĜské práci bude popisován pouze CAD systém SolidWorks. DĤvodem je jeho zakoupení na Ústav procesního a ekologického inženýrství Vysokého uþení technického v BrnČ. SolidWorks je jedním z nejrozšíĜenČjších CAD systémĤ ve strojírenství a je používán více než 2,5 miliony uživateli po celém svČtČ [1]. Jeho nejvČtšími pĜednostmi jsou snadná obsluha, nenároþnost na hardwarové vybavení poþítaþe a nízká cena. V procesním inženýrství ho lze využít mimo jiné pro konstrukci potrubních systémĤ a jednotlivých dílĤ tČchto systémĤ. Je potĜeba používat program SolidWorks efektivnČ a využívat všechny jeho pĜednosti. Tato práce je zamČĜena na konstrukci pĜechodĤ vzduchotechnického potrubí mezi kruhovými a þtvercovými profily. Tyto pĜechody se skládají ze samostatného pĜechodu, lemĤ a pĜírub. Všechny tyto komponenty pĜechodu jsou v této práci konstruovány, jsou vytváĜeny sestavy a výkresy sestav a dílĤ. Dále je popisován postup konstrukce a jsou zhotovena výuková videa, které budou sloužit jako podklady pro výuku SolidWorks v procesním inženýrství. Tato práce je souþástí širších aktivit v oboru procesní inženýrství. Problematikou potrubních systémĤ se zabývají další dvČ bakaláĜské práce Ĝešené v tomto akademickém roce: Ɣ Efektivní použití 3D CAD systémĤ v procesním inženýrství-I je zamČĜena na potrubní celky a jejich trasování Ɣ Efektivní použití 3D CAD systémĤ v procesním inženýrství-II je zamČĜena na potrubní rozboþky
#
1 POPIS SYSTÉMU SOLIDWORKS SolidWorks je 3D parametrický modeláĜ, který umožĖuje automaticky generovat 2D dokumentaci k vytvoĜeným objemovým dílĤm. Je používán k modelování dílĤ a sestav od jednoduchých až po velmi složité a umožĖuje vytváĜet k nim dokumentaci a kusovníky. Je založen na modelovacím jádru Parasolid a urþen hlavnČ pro strojní a designerské odvČtví [2]. Jeho hlavní výhoda je pĜíznivá cena v porovnání s konkurencí, nenároþnost na hardwarové vybavení PC a v neposlední ĜadČ pĜíjemné a intuitivní uživatelské rozhraní. Dle ohlasĤ uživatelĤ, kteĜí mČli možnost pracovat ve více systémech, je SolidWorks nejsnadnČjší 3D CAD (Computer Aided Design – poþítaþová podpora navrhování) na nauþení. Obsahuje veškeré funkce, které konstruktéĜi ke tvorbČ svých projektĤ potĜebují, a zároveĖ jim umožĖuje tyto projekty rychle realizovat. SolidWorks je produktem Americké spoleþnosti SolidWorks Corporation, kterou založili v roce 1993 Jon Hirschtick, Michael Payne a Vic Leventhal [2]. Jejich cílem bylo umožnit trojrozmČrné projektování každému úþastníkovi procesu vývoje výrobku. Na aplikaci SolidWorks pracovala skupina konstruktérĤ, kteĜí odešli z firmy PTC (producent aplikace ProEngineer). MČli za úkol vytvoĜit modeláĜ vynikajících možností, pracující v prostĜedí Microsoft Windows, nenároþný na hardware, levný a snadno zvládnutelný pro jakéhokoliv uživatele. Další požadavek byl, aby byla možná návaznost aplikací pro poþítaþovou podporu výroby (Computer Aided Manufacturing-CAM), analýzy metodou koneþných prvkĤ (Finete Element Method-FEM) a správu dat. První verze SolidWorks byla uvedena na trh v roce 1995 [2] a od této doby vychází každý rok nová verze se stovkami vylepšení oproti pĜedchozí verzi. Vylepšení jsou programována na základČ podnČtĤ uživatelĤ. Firmu SolidWorks Corporation koupila v roce 1997 Francouzská spoleþnost Dassault Systemes, která je pĜedním dodavatelem nástrojĤ managmentu životního cyklu výrobkĤ [3]. NČkterý z produktĤ SolidWorks používá po celém svČtČ více než 2,5 mil. projektantĤ a konstruktérĤ z oblasti prĤmyslu, vČdy, lékaĜství, spotĜebního prĤmyslu, technologii, dopravy a vzdČlávání ve více než 100 zemích svČta [1]. Vyuþuje ho pĜes 4300 akademických institucí. Získal mnoho mezinárodních ocenČní [3]. SolidWorks je držitelem certifikátu Microsoft Solution Provider [2]. To znamená, že využívá produkty Microsoft, které jsou dennČ užívány v každé kanceláĜi. Pro uživatele to znamená, že v systému SolidWorks pracují se známými aplikacemi jako je napĜ. Excel. Toho se hojnČ využívá pĜi tvorbČ knihoven dílĤ. SolidWorks pĜišel jako první se správcem geometrie zvaným „FeatureManager“. Za to dostal americký patent a dnes je FeatureManager obsažen v mnoha aplikacích 3D poþítaþového návrhu [3]. FeatureManager vypadá jako stromová struktura prĤzkumníku ve Windows. Jeho jednotlivé vČtve je možno rozbalit, sbalit, pĜemístit, kopírovat, mazat, pĜejmenovat atd. Pracuje s geometrií modelu a je Ĝazen dle historie vzniku jednotlivých prvkĤ a vzájemných vazeb souþásti þi sestavy. Jak vzniká model, tak se ve FeatureManageru objevují sestupnČ dle vzniku pracovní roviny, na nich skici, þásti vytvoĜené vytažením þi odebráním skic, zkosení, zaoblení, otvory, plochy, pole a mnoho dalších. U sestav zobrazuje geometrické vztahy mezi souþástkami. Ve FeatureManageru lze jednotlivé kroky provádČné na modelu potlaþit. Tzn., že se na modelu nezobrazí, jsou uloženy do souboru a tam þekají, až budou znova potĜeba. Tímto se zrychlí a zpĜehlední práce a
zároveĖ se zamezí více variantám Ĝešení. Další vlastnost FeatureManageru je možnost pĜemisĢování – zmČna posloupnosti prvkĤ vytvoĜených na modelu. UmožĖuje vytváĜet Ĝezy, detaily, kóty, tolerance, výpisy materiálĤ, oznaþení struktur povrchu a svarĤ. K tomu využívá automatické funkce knihoven a znaþek. Práce v SolidWorksu je založena na práci ve skicáĜi a na nástrojích pro tvorbu objemĤ a jejich úpravu. UmožĖuje sþítat a odeþítat tvary, zrcadlit, vytváĜet tvarové otvory, zkosení, žebra, skoĜepiny, rozviny plechĤ, formy, kruhová pole, pravoúhlá pole, pole Ĝízená tabulkou a vyplnČním, editovat model v sestavČ, detekovat kolize v sestavČ. SolidWorks ukládá díly, sestavy a výkresy do samostatných souborĤ, pĜiþemž jsou v rámci jedné složky vzájemnČ provázané. Tzn., když upravíme díl, tak se nám zmČna projeví v sestavČ i ve výkresu. Spoleþnost SolidWorks Corporation vydává software SolidWorks ve tĜech komerþních produktových Ĝadách: Ɣ SolidWorks Ɣ SolidWorks Office Professional Ɣ SolidWorks Office Premium a ve tĜech výukových verzích: Ɣ SolidWorks Student Design Kit Ɣ SolidWorks Education Edition Ɣ SolidWorks Student Edition.
1.1 Verze systému SolidWorks a popis jednotlivých nástrojĤ SolidWorks Tato základní verze obsahuje balíþek nástrojĤ pro 3D modelování jednotlivých tČles, sestav, výkresové dokumentace, detekci kolizí v sestavČ, rozpohybování sestavy, rozviny plechĤ, svarkĤ a forem. UmožĖuje importovat 2D nebo 3D soubory, vytvoĜené v jiných CAD programech než je SolidWorks. Také obsahuje nástroje pro pevnostní analýzu pomocí metody koneþných prvkĤ (MKP), simulaci zatékání plastĤ do forem, analýzu úkosĤ, podĜezání a odchylek. Jednotlivé moduly v základním balíþku jsou: Ɣ eDrawings – nástroj pro komunikaci, sdílení, prohlížení 3D a 2D dokumentace, její tisk, animace, posílaní pĜes email, prohlížení souborĤ ve formátu DWG a DXF. Základní verze je zdarma. Ɣ CosmosXpress – nástroj pro analýzu chování návrhĤ za urþitých podmínek. Je založen na principu MKP. Cílem tohoto nástroje je poskytnout analýzu napČtí a odhalit problémy v poþáteþním stádiu vývoje a tím zkrátit vývojový cyklus. Ɣ ModflowXpress – nástroj pro simulaci vyplĖování plastových dílĤ, který pĜedpovídá, zda bude vstĜikovaný díl správnČ vyplnČn. PĜi simulaci nástroj vychází z geometrie dílu, místa pro vstĜikování plastu, typu plastu (je na výbČr více než 20 druhĤ plastĤ), podmínek zpracování (teplota formy, teplota tavení, doba plnČní).
ModflowXpress nám umožĖuje minimalizovat tloušĢku stČny dílu, urþit nejlepší místo pro vstĜikování a snížit dobu vývoje výrobku. Lze použít pro analýzu plastových dílĤ s relativnČ tenkými stČnami a s jedním místem pro vstĜikování. Nelze použít pro díly s pĜipojenými licími a vtokovými kanálky, vícedutinové formy, tlusté a objemové díly [4]. SolidWorks Office Professional Obsahuje stejné funkce jako základní balíþek a navíc má další pĜídavné moduly: Ɣ PDMWorks – nástroj pro správu dat uživatelĤ SolidWorks. UmožĖuje konstrukþním skupinám pracovat s díly, sestavami, výkresy, eDrawings soubory, animacemi, soubory analýz Cosmos, soubory normalizovaných dílĤ z knihovny Toolbox, formáty DWG, DXF, IGES a dokumenty PDF. PDMWorks umožĖuje Ĝídit, kdo mĤže s jakým dokumentem pracovat a zaznamenávat kdo a kdy provedl zmČny. Ɣ eDrawings Professional – z 2D a 3D dat vytváĜí prohlížecí formáty, které mĤže každý prohlížet, mČĜit a komentovat ve verzi eDrawings, která je zdarma ke stažení. Ɣ SolidWorks Animator – nástroj umožĖující vytváĜet animované scény þi sekvence dílĤ a sestav. Lze nastavit þasování, dráhy pohybĤ souþástí a kamery, atd. Je využitelný v dokumentaþní, prezentaþní (pĜedvedení vzhledu a funkce zákazníkovi), výukové (rozkládání a skládání sestav) a vývojové (hledání optimální varianty pohybu) oblasti. Soubory jsou ukládány ve formátu AVI þi sérii po sobČ jdoucích obrázkĤ BMP nebo TGA. Ɣ PhotoWorks – aplikace pro fotorealistickou vizualizaci modelĤ. Obsahuje knihovnu materiálĤ (kovy, dĜevo, plasty, látky) a textur, uživatelsky nastavitelné pozadí, osvČtlení, stíny, prĤhlednost, atd. PhotoWorks umožĖuje prezentovat, jak bude výrobek vypadat bez nutnosti výroby modelu þi prototypu. Ɣ 3D Instant Website – pĜevádí modely a výkresy do formátu webových stránek. Díky tomu je možno výsledky práce publikovat na internetu. Ɣ FeatureWorks – aplikace pro zpČtnou parametrizaci modelĤ importovaných z jiných CAD systémĤ. UmožĖuje naþítat a ukládat do rĤzných datových formátĤ. Ɣ SolidWorks Toolbox – knihovna normalizovaných souþástí. Obsahuje spojovací materiál, prvky, tvary, hutní profily. Lze zvolit z mnoha norem, napĜ. ANSI, ISO, DIN, PEM, atd. V tomto nástroji nelze provádČt statický výpoþet nosníku, ani výpoþet ložiska a vaþky [4]. Ɣ SolidWorks Utilities – nástroj pro práci s geometrií dílĤ, který nabízí tyto þtyĜi možnosti: porovnání geometrie, porovnání prvkĤ, analýza geometrie a speciální editace. Porovnání geometrie zobrazí graficky rozdíly mezi dvČma tČlesy. Porovnání prvkĤ dvou dílĤ zvýrazní entity doplnČné, odstranČné nebo zmČnČné. Speciální editace vyhledá automaticky prvky urþitého typu a rozmČru a zobrazí je, potlaþí,
uvolní nebo zmČní. NapĜ. je možno zadat „Vyhledej všechny díry o prĤmČru 10mm a zmČĖ je na 5mm“. Ɣ SolidWorks Task Scheduler – nástroj pro rozvrhování úloh (tisky, importy, exporty, tvorba eDrawings) Ɣ SolidWorks Design Checker – k zajištČní firemních standartĤ
kontroluje poznámky a kóty ve výkresech
SolidWorks Office Premium Oproti edici Professional má navíc tyto moduly: Ɣ CosmosWorks Designer – slouží pro analýzu pomocí MKP. UmožĖuje analyzovat díly a sestavy, automatickou analýzu, simulovat skuteþné provozní podmínky, pĜehlednČ zobrazit výsledky. Uživateli Ĝekne informace o chování dílu pĜi reálném zatížení a tím je možno ovČĜit rĤzné konstrukþní varianty bez nutnosti výroby prototypu. Ɣ CosmosMotion – nástroj pro kinematickou analýzu mechanismĤ. UmožĖuje zjistit polohy, rychlosti, zrychlení, reakþní síly, trajektorii pohybu libovolného bodu na modelu, chování mechanismĤ s tlumiþi a pružinami. Ɣ SolidWorks Routing – nástroj pro automatizování potrubních sítí a kabelových systémĤ. Sdružuje dĜívČjší moduly SolidWorks Piping a SolidWorks Cabling [4]. Aplikace pro tvorbu potrubí automaticky vloží potĜebné souþásti (trubky, kolena, tvarovky, atd.) na základČ uživatelem definované trasy a její vlastností. Uživatel má k dispozici knihovnu souþástí potrubí a také mĤže knihovnu plnit vlastními díly. Aplikace pro tvorbu kabelových systémĤ obsahuje knihovnu elektrických kabeláží, svazkĤ, konektorĤ, zásuvek a dalších normalizovaných dílĤ. Ukázky SolidWorks Routing jsou na obr. 1.1 a obr. 1.2.
Obr. 1.1 SolidWorks Routing
Obr. 1.2 SolidWorks Routing
SolidWorks lze použít v procesním inženýrství mimo jiné aplikace i pro potrubní systémy. Problematika konstrukce vybraných prvkĤ potrubních systémĤ je probírána v kapitole 2.
1.2 Uživatelské prostĜedí systému SolidWorks Díly, sestavy i výkresy vytváĜené v této práci byly modelované ve verzi systému SolidWorks 2006. NejnovČjší verze SolidWorks 2008 dostála grafických úprav, avšak princip a funkce zĤstávají stejné. Na obr. 1.3 jsou vidČt tĜi základní roviny, ve kterých se pĜi modelování pĜevážnČ pracuje.
SolidWorks 2006 je graficky shodný s verzemi 2005 a 2007. Tlaþítko pro zobrazení FeatureManageru Tlaþítko pro zobrazení PropertyManageru
Hlavní menu
Panel nástrojĤ CommandManager
Tlaþítko pro zobrazení ConfigurationManageru
Strom FeatureManageru
Základní roviny Orientace souĜadného systému
Stavový Ĝádek Grafická plocha
Obr. 1.3 Pracovní plocha SolidWorks 2006
Na obr. 1.4 jsou znázornČny nástroje z panelu nástrojĤ Skica, Prvky, Sestavy, Výkresy, Popisy.
Obr. 1.4 Panely nástrojĤ
SolidWorks 2008 se na rozdíl od pĜedchozích verzí liší hlavnČ v novém grafickém zpracování uživatelského prostĜedí (viz obr. 1.5 a obr. 1.6.) a navíc je obohacen o nČkolik nových funkcí.
Obr. 1.5 Grafické prostĜedí SolidWorks 2008 pĜi modelování
Obr. 1.6 Grafické prostĜedí SolidWorks 2008 u tvorby výkresĤ
2 KONSTRUKCE DÍLģ V procesním inženýrství se þasto modelují vzduchotechnické prvky jako jsou potrubí kruhové, potrubí þtyĜhranné, pĜechod z kruhového potrubí na þtyĜhranné, rozboþky. Tato kapitola se vČnuje konstrukci pĜechodu z kruhového profilu na þtyĜhranný a jeho jednotlivým þástem, viz obr. 2.1. Jsou jimi: samostatný pĜechod, lem kruhový, lem þtvercový, pĜíruba kruhová, pĜíruba þtvercová.
Obr. 2.1 PĜechod kruh-þtverec
PĜed zahájením modelování každého dílu je potĜeba zmČnit v nastavení SolidWorks jednotky hmotnosti z gramĤ na kilogramy. To lze provést v hlavním menu Nástroje – Možnosti – Vlastnosti dokumentu – Jednotky - Vlastní systém jednotek.
2.1 PĜechod Konstrukce vlastního pĜechodu z kruhového profilu na þtvercový byla pĜi Ĝešení této práce zcela zásadní a lze ji vytvoĜit ve dvou krocích: Ɣ konstrukce vlastní geometrie bez tabulky variant Ɣ konstrukce s tabulkou variant Výhody a nevýhody obou zpĤsobĤ shrnuje tab. 1. Tab. 1 Výhody a nevýhody variant konstrukce pĜechodu
výhody nevýhody
1. Konstrukce vlastní geometrie bez tabulky variant Snadná a rychlá úprava na požadované rozmČry -
2. Konstrukce s tabulkou variant V jednom souboru je knihovna dílĤ rĤzných rozmČrĤ Konstrukce je þasovČ nároþnČjší
Pro konstrukci pĜechodu lze použít nástroj Plechové spojení profilĤ. Požadavky a zpĤsob práce s tímto nástrojem jsou popsány v manuálu. Aby vytvoĜení dílu pĜechodu bylo úspČšné (viz. obr. 2.2), je potĜeba respektovat níže uvedená doporuþení. Bez dodržení tČchto zásad nemusí být výsledek uspokojivý (viz. obr. 2.3).
Obr. 2.2 Správný tvar pĜechodu
Obr. 2.3 Nesprávný tvar pĜechodu
PĜi konstrukci se používají bČžné postupy skicování, kótování, atd. Aby bylo dosaženo tvaru, který odpovídá reálnosti a zpĤsobu výroby, je nutné dodržet tyto zásady: - Pro nástroj Plechové spojení profilĤ musí být skica kruhové þásti vytvoĜena jako þtverec s velkým zaoblením hran a skica þtvercové þásti musí mít malé zaoblení hran (volí se o 1mm vČtší než je pĜedpokládaná tloušĢka plechu). Kdyby tomu tak nebylo, SolidWorks by provedl plechové spojení jako na obr. 2.3. - pro nástroj Plechové spojení profilĤ a pozdČjší rozvin je nezbytné jednu stranu v její polovinČ pĜerušit (viz. obr. 2.4 a obr 2.5), mezera bude osovČ symetrická a její velikost bude adekvátní rozmČrĤm pĜechodu a velikosti svaru, který bude do mezery umístČn - tam, kde je to možné, je vždy doporuþeno využívat symetrie modelu. Symetrie usnadní práci, zlepší pĜehlednost a zmenší poþet kót. PĜi konstrukci pĜechodu pomocí plechového spojení profilĤ je potĜeba dodržovat níže uvedená pravidla: - bČžným zpĤsobem (viz. manuály) se vytvoĜí skici - pro nástroj Plechové spojení profilĤ je zapotĜebí spojitá kĜivka bez ostrých hran - protože se jedná o symetrickou souþást je výhodné tuto symetrii zajistit následujícím zpĤsobem: 1. vytvoĜí se osy symetrie obdélníku, 2. do prĤniku os symetrie se vloží bod a tento bod se sjednotí s poþátkem souĜadného systému
Obr. 2.4 Mezera ve þtvercové skice
Obr. 2.5 Mezera v kruhové skice
-
cílem je na základČ zmČny hlavních rozmČrĤ, které u pĜechodu jsou, zmČnit celou geometrii. K tomu lze použít Ĝízené kóty. pro Ĝízené kóty je potĜeba vytvoĜit rovnice pro rozmČry, které mohou být Ĝízené rozmČry jinými. Bez rovnice se ponechají pouze jedna strana þtverce, polomČr zaoblení a šíĜka mezery pro svar. Ukázka principu rovnic na pĜíkladČ rozmČru þtvercové strany 200x200 (viz. obr. 2.6): - rozmČr Ȉ200 je odkázán na kótu 200
Obr. 2.6 Okna pro vytváĜení rovnic
-
z panelu nástrojĤ Referenþní geometrie se vytvoĜí nová rovina rovnobČžná s rovinou þtvercové skici. V této rovinČ se velkým zaoblením vytvoĜí ze þtvercové skici témČĜ kruhová skica. opČt se využívá co nejvíce symetrie velikost bude totožná s velikostí mezery u þtvercové skici vytvoĜí se rovnice a bez nich se ponechá pouze jedna vzdálenost protilehlých ploch, šíĜka mezery pro svar a vzdálenost mezi mezerou a zaoblením (tuto vzdálenost požadujeme co nejmenší, avšak musí v konstrukci být, aby nám SolidWorks správnČ vytvoĜil prvek plechové spojení profilĤ). Princip rovnic na pĜíkladČ kruhové skici o prĤmČru 100mm (viz .obr. 2.7): - rozmČr Ȉ100 je odkázán na kótu 100 - rozmČr Ȉ48,9 je dán rovnicí (100/2)-(1+0,1)
Obr. 2.7 Okna pro vytváĜení rovnic
-
pro nástroj Plechové spojení profilĤ je nutno vybrat obČ skici, zvolit tloušĢku plechového spojení a smČr tloušĢky materiálu (viz. obr. 2.8). SmČr se volí opaþný (tj. smČrem dovnitĜ) z dĤvodu rozmČrĤ normalizovaných þtvercových a kruhových pĜírub.
Obr. 2.8 Plechové spojení profilĤ
Nyní je hotová konstrukce geometrie pĜechodu a dále budou vytváĜeny konfigurace do uživatelem požadovaných rozmČrĤ: - napíšeme nebo zapamatujeme si jména kót, které urþují: prĤmČr kružnice, stranu þtverce, vzdálenost pomocné roviny skici þtverce od roviny kružnice a tloušĢku plechového spojení profilĤ - konfiguraþní tabulka se vloží z hlavního menu Vložit – Konfiguraþní tabulka – VytvoĜit automaticky (viz. obr. 2.10) a jména kót urþující dané parametry vybereme (viz. obr. 2.9). Dále se s konfiguraþní tabulkou pracuje jako s tabulkou v Excelu (viz. obr. 2.11).
Obr. 2.9 VýbČr názvĤ kót pro použití v konfiguraþní tabulce
-
do prvního sloupce konfiguraþní tabulky se uvádí názvy konfigurací a do dalších hodnoty k pĜíslušným jménĤm kót. Názvy se uvádČjí ve tvaru Ø100/200x200-400 (D/AxB-C), pĜiþemž údaj A udává prĤmČr kruhové strany pĜechodu, údaj AxB udává délky hran þtyĜhranné strany pĜechodu a údaj za pomlþkou udává délku pĜechodu. Do Excelu však nelze vložit znak „/“, proto se použije zjednodušené znaþení Ø100x200-400 (DxA-C).
Obr. 2.10 Vložení konfig. tabulky
-
Obr. 2.11 Konfiguraþní tabulka
Obr. 2.12 Okno ConfigurationManageru
novČ pĜidané konfigurace se zobrazí v ConfigurationManageru (viz. obr. 2.12) a rĤzné rozmČrové varianty pĜechodu jsou na obr. 2.13.
Obr. 2.13 Možné varianty výsledných modelĤ pĜechodĤ
Na co si dát pozor a nesprávný postup konstrukce: Je nutno dodržet výše uvedený postup tvorby jednotlivých skic. PĜi zámČnČ krokĤ dojde k pĜeurþení skici. NapĜ. kdyby byly pĜi tvorbČ þtvercové skici narýsovány nejprve osy symetrie a poté zaobleny hrany, tak bude skica pĜeurþená. Všechny skici musí být plnČ urþené (viz. obr. 2.14). Podurþené skici jsou modré (viz. obr. 2.15) a pĜeurþené þervené (viz. obr. 2.16).
Obr. 2.14 PlnČ urþená skica
Obr. 2.15 Podurþená skica
Obr. 2.16 PĜeurþená skica
2.2 PĜechod tvoĜený dvČma shodnými polovinami V pĜípadČ velkých rozmČrĤ pĜechodu je zapotĜebí jej vyrobit ze dvou dílĤ. Konstrukce poloviþního pĜechodu (viz. obr. 2.17) je témČĜ totožná s konstrukcí pĜechodu z jednoho dílu, avšak þtvercová i kruhová skica bude oĜíznuta o urþitou vzdálenost od osy symetrie z dĤvodu mezery pro svar.
Obr. 2.17 Postupné vytváĜení poloviþního pĜechodu
2.3 Lemy Další þásti, které tvoĜí sestavu pĜechodu (viz. obr. 2.1), jsou kruhový lem a þtvercový lem. Ɣ kruhový lem je zapotĜebí pro navázání kruhové þásti pĜechodu na kruhovou pĜírubu Ɣ þtvercový lem je zapotĜebí pro navázání þtvercové þásti pĜechodu na þtvercovou pĜírubu PĜi konstrukci se postupuje obdobným zpĤsobem jako v pĜedchozím pĜípadČ. Pro tvorbu se však použije jiný typ nástroje. Místo plechového spojení profilĤ se použije nástroj Základní plech/ouško (viz. obr. 2.18 a obr. 2.19). VnČjší rozmČry jsou voleny tak, aby se lemy vešly do pĜíslušných pĜírub a délka dle potĜeby (napĜ. 10 mm).
Obr. 2.18 Okno pro nástroj Základní plech/ouško pĜi modelování kruhové pĜíruby
Obr. 2.19 Okno pro nástroj Základní plech/ouško pĜi modelování þtvercové pĜíruby
2.4 PĜíruba kruhová Kruhová pĜíruba (viz. obr. 2.21) je normalizovaný prvek, který se používá k montáži sestavy ke zbývajícím þástem potrubního systému. Díky normalizovaným rozmČrĤm pĜírub je zajištČna kompatibilita mezi výrobky od rĤzných výrobcĤ. Norma udává vnitĜní prĤmČr a šíĜku pĜíruby, poþet dČr, jejich velikost a velikost rozteþné kružnice, na které leží (viz. tab. 2, obr. 2.20). Neudává tloušĢku, která je volena 10 mm. Tato tloušĢka je i hojnČ využívána v prĤmyslové praxi. Tab. 2 PĜipojovací rozmČry kruhových pĜírub [5] D 80 100 110 125 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560
D1 110 120 140 155 170 195 215 235 260 285 315 350 390 445 495 545 605
b
d
n 4
25
10
8
30 (32)
12 40
12 16
RozmČry v mm D 630 710 800 900 1000 1120 1250 1400 1600 1800 2000 2240 2500 2800 3150 3550 4000
D1 680 760 860 960 1070 1190 1320 1470 1670 1870 2070 2310 2570 2880 3230 3640 4090
b 45 50
d 12 15
n 16 20 24
32
60 (63) 19
40 48
70 80
56 64 72
PĜednostnČ se používají rozmČry zvýraznČné tuþnČ.
Obr. 2.20 RozmČry kruhových pĜírub
Obr. 2.21 Kruhová pĜíruba
Konstrukce obdobných dílĤ, ve kterých se využívá kruhového pole dČr, pĜedstavuje základní úlohu v pĜíruþce SolidWorks, proto zde nebude blíže komentována.
2.5 PĜíruba þtvercová ýtvercová pĜíruba (viz. obr. 2.22) je normalizovaný prvek, který je používán k zakonþení prvkĤ þtvercových prĤĜezĤ. Normalizován je i obdélníkový tvar pĜírub, avšak v této práci jsou Ĝešené pouze þtvercové pĜíruby. Norma udává vnitĜní rozmČry pĜíruby, její šíĜku, poþet dČr, jejich velikost a velikost rozteþného obdélníka, na kterém díry leží (viz. tab. 3, obr. 2.23). TloušĢka pĜíruby je volena opČt 10mm. Modifikace þtvercových pĜírub na obdélníkové je velice jednoduchá. Staþí pouze odstranit rovnici strany þtverce, která je Ĝízena druhou stranou þtverce a kótu urþující rozmČr této strany zahrnout do konfiguraþní tabulky.
Obr. 2.22 ýtvercová pĜíruba
Obr. 2.23 RozmČry þtyĜhranných pĜírub
Tab. 3 PĜipojovací rozmČry þtyĜhranných pĜírub [5]
RozmČry v mm
PĜednostnČ se používají rozmČry zvýraznČné tuþnČ. Údaje vpravo od lomící þáry platí pro lehké provedení. Maximální pomČr stran A:B = 4:1 [5]. Existuje nČkolik zpĤsobĤ jak vytvoĜit díry. Na rozdíl od kruhové pĜíruby, kde díry jsou umístČny symetricky, je v pĜípadČ þtyĜhranných pĜírub rozmístČní dČr nesymetrické a navíc se liší podle konkrétního rozmČru/velikosti. S ohledem na další
potĜeby tvorby výkresové dokumentace se jako schĤdný ukázal následující postup založený na poli Ĝízeném tabulkou (viz. obr. 2.24). -
-
nejprve je nutno vytvoĜit knihovnu pĜírub s jednou dírou, v jejímž stĜedu bude bod a v tomto bodČ nový souĜadný systém. Od nového souĜadného systému se odvíjí souĜadnice pole Ĝízeného tabulkou. UmístČní díry odpovídá normČ a je Ĝízeno konfiguraþní tabulkou. z hlavního menu se zvolí Vložit – Pole – Pole Ĝízené tabulkou. Jako souĜadný systém bude zvolen nový souĜadný systém a vybraným prvkem bude díra. Dále budou zadávány XY souĜadnice, do kterých budou díry umístČny. Pro menší poþet zadávaných souĜadnic jsou souĜadnice voleny na jedné ose nulové a na druhé dle požadovaných rozmČrĤ a naopak (viz. obr. 2.24). NapĜ. (x, 0) nebo (0, y). Tímto se vytvoĜí polovina požadovaných dČr a druhá polovina se zkopíruje zrcadlením podle roviny symetrie (viz. obr. 2.25).
Obr. 2.24 Pole Ĝízené tabulkou
Obr. 2.25 Vložení úhlopĜíþné roviny symetrie
Díry vytvoĜené polem Ĝízeném tabulkou se projeví ve všech konfiguracích a pĜi pĜepnutí na jinou konfiguraci SolidWorks ohlásí chybu modelu. To proto, že nemĤže udČlat díry tam, kde není materiál. Proto je nutno ostatním konfiguracím vytvoĜené pole dČr odebrat následovnČ: -
ve FeatureManageru ve vlastnostech pole Ĝízeného tabulkou se zatrhne možnost Potlaþený a z roletové nabídky se vybere Vybrané konfigurace (Specify Configurations), dále se oznaþí všechny konfigurace kromČ aktuální, se kterou se pracuje. Nyní je pole dČr pouze v aktuální konfiguraci a v ostatních je pĜíruba s jednou dírou. PĜi pĜechodu na další konfiguraci se vytvoĜí nové pole dČr a postup zrcadlení a skrývání se opakuje.
PĜíruby do rozmČru 200mm je možné vytváĜet lineárním polem, protože rozteþe jejich dČr jsou symetrické. Díly vytvoĜené v této kapitole slouží ke kompletaci sestavy pĜechodu, která je probírána v kapitole následující.
3 SESTAVY V této kapitole budou z vymodelovaných dílĤ vytváĜeny tĜi druhy sestav. Dva jsou normalizované, jsou témČĜ totožné a liší se pouze v použitém pĜechodu (první pĜechod bude z jednoho kusu a druhý bude tvoĜen dvČma shodnými polovinami). TĜetí druh sestavy není normalizován. Každý díl, tj. pĜechod, lem, pĜíruba obsahuje nČkolik rozmČrových modifikací definovaných konfiguraþní tabulkou. PĜi vytváĜení sestavy pĜechodu jako celku (viz. obr. 3.1), uživatel zvolí hlavní souþást – pĜechod a k ní vybere další þásti. Lze používat pouze díly a jejich konfigurace, které jsou již vytvoĜeny. V pĜípadČ že požadovaná konfigurace není, je potĜeba pĜidat novou konfiguraci. Platí zásada, že u již vytvoĜených konfigurací se nesmí mČnit žádný rozmČr. DĤvodem je projevení této zmČny do všech sestav, kde je použita tato konfigurace. Všechny sestavy musí mít na vnČjších okrajích body (viz. obr. 3.3), které budou sloužit jako pĜípojné pĜi konstrukci potrubních systémĤ. PĜed zahájením modelování sestav je potĜeba zmČnit jednotky hmotnosti z gramĤ na kilogramy.
Obr. 3.1 Sestava pĜechodu
3.1 Normalizovaná sestava V této sestavČ je pĜechod tvoĜen jedním plechovým dílem. Postup konstrukce: - jako první díl bude vložen pĜechod. První díl je pevný a ostatní lze vĤþi nČmu posunovat. - rozmČrové konfigurace ostatních dílĤ (lemĤ a pĜírub) jsou voleny s ohledem na rozmČry pĜechodu - pro pĜehlednost je vhodné vložit nejprve lemy, zavazbit je k pĜechodu a poté vložit a zavazbit pĜíruby - u vazeb je výhodné sjednocovat základní roviny jednotlivých dílĤ (viz. obr. 3.2) nebo urþovat vzdálenosti mezi nimi, nikoliv používat vazby mezi hranami þi povrchy. Kdyby byly vazby provedeny nesprávnČ, mohlo by dojít pĜi zmČnČ konfigurace sestavy k umístČní nČkterých dílĤ na místa, kam nepatĜí a výsledek by byl neuspokojivý.
Obr. 3.2 Sjednocování základních rovin dílĤ v sestavČ vazbami
-
délka zasunutí lemu do pĜíruby je rovna polovinČ tloušĢky pĜíruby (v našem pĜípadČ je to 5mm) pĜíruby jsou orientovány tak, aby pĜípojné body byly na vnČjších okrajích sestavy (viz. obr. 3.3)
Obr. 3.3 ěez sestavy s viditelnými pĜípojnými body pro potrubní soustavy
-
nyní je vytvoĜena základní konfigurace a další budou vytváĜeny v ConfigurationManageru pomocí zmČny vybraných konfigurací dílĤ vložených do sestavy (viz. obr. 3.4). Název konfigurace bude takový, aby vyjadĜoval rozmČry sestavy.
Obr. 3.4 VýbČr rozmČrových konfigurací jednotlivým dílĤm v sestavČ
Možné varianty sestav jsou na obr. 3.5.
Obr. 3.5 Ukázka variant rozmČrĤ sestav pĜechodĤ
Obdobným zpĤsobem je vytváĜena sestava, ve které je pĜechod tvoĜen dvČma shodnými polovinami. Datový soubor normalizované sestavy by mČl být uzamþen proti úpravám a umístČn na síĢových discích školy þi organizace. Za rozmČrovou správnost ruþí zodpovČdné osoby.
3.2 Nenormalizovaná sestava Pokud je potĜeba vytvoĜit sestavu s nestandardními rozmČry, musí si konstruktér uložit do pracovního adresáĜe v PC sestavu normalizovanou a poté na ní provádČt potĜebné úpravy. Následující kapitola pojednává o problematice kreslení výkresĤ dílĤ a sestav.
4 VÝKRESY Tato kapitola se zabývá výkresovou dokumentací dílĤ a sestav, která je potĜebná pro jejich vyrobení. Snahou je vytvoĜit výkresy tak, aby se pĜi zmČnČ rozmČrové konfigurace dílu nebo sestavy, co nejvíce kót a vlastností zmČnilo automaticky, docházelo k automatickému vytváĜení kusovníku, atd. Jedná se o zefektivnČní a zrychlení práce. Typy výkresĤ jsou: • výkres montážní sestavy – obsahuje informace pro sestavení, pozice, hlavní kóty, kusovník • výkres jednotlivých souþástí – detaily (nČkdy je pro pĜehlednost souþástí sestavy – umístČný na jednom výkresu) • rozvin • šablona v mČĜítku 1:1
4.1 Výkres montážní sestavy Výkresová dokumentace sestavy (viz. pĜíloha 1) je potĜebná pro správné sestavení jednotlivých dílĤ v sestavČ. Výkres sestavy obsahuje: • 3D pohled – pro názornost • hlavní rozmČry sestavy • pozice a kusovník • pĜípojné rozmČry • vzájemnou polohu jednotlivých dílĤ Postup tvorby výkresu sestavy: - výkres je možno použít klasický, daný systémem SolidWorks nebo dle vzoru ÚPEI. S typovým výkresem ÚPEI je to komplikovanČjší, protože se nejprve musí otevĜít jeho prázdná šablona (má pĜíponu DRWDOT), poté vytvoĜit výkres a nakonec uložit pod výkresovou pĜíponou DRW. - poté se vloží potĜebný poþet pohledĤ - skryté hrany pohledĤ je nutno zobrazit jako viditelné - vloží se 3D pohled modelu - okótují se hlavní rozmČry v pohledech - osy symetrie je možno vložit pĜes panel nástrojĤ Popisy – StĜedová znaþka - v místech spojení pĜíruby, lemu a pĜechodu se vloží detailní pohled a zakótují se potĜebné rozmČry - poté se dílĤm pĜiĜadí pozice a oznaþí místa svaru (viz. obr. 4.1 a obr. 4.2.)
Obr. 4.1 Knihovna znaþek svarĤ
-
Obr. 4.2 Možnosti popisĤ svarĤ
další nedílnou souþásti výkresu sestavy je kusovník (viz. obr. 4.3). PĜedem pĜipravená šablona kusovníku se vloží z hlavního menu Popisy – Tabulky. V ideálním pĜípadČ, pokud je model i výkres správnČ vytvoĜen, SolidWorks vyplní obsah kusovníku automaticky. PĜi požadavku zobrazení jiných vlastností ve sloupcích kusovníku se zmČna provede výbČrem spodního Ĝádku daného sloupce, v PropertyManageru se vybere Vlastnosti sloupce a poté se zvolí z roletové nabídky nová vlastnost, která se má ve sloupci zobrazovat.
Obr. 4.3 Kusovník
PĜi tvorbČ výkresu sestavy je snaha, aby byl výkres co nejvíce univerzální. Tj. aby pĜi zmČnČ rozmČrové konfigurace sestavy se co nejvíce vlastností a kót zmČnilo automaticky. Všechny zmČny automaticky provést nelze, tudíž koncový uživatel musí výkres revidovat, popĜ. upravit. RozmČry je nutno zaokrouhlit na celé milimetry.
4.2 Rozvin Tento výkres (viz. pĜíloha 2) obsahuje všechny náležitosti, jaké má technický výkres mít (tj. všechny rozmČry, rohové razítko, rámeþek). Postup tvorby výkresu: - vybere se model pĜechodu a v PropertyManageru v oknČ Orientace pohledu je nutno zatrhnout Rozvinutý tvar a obrátit smČr pohledu - konfigurace pĜechodu použitelné pro výkres jsou nabízeny v oknČ Konfigurace odkazĤ (viz. obr. 4.4)
-
rozvin se umístí ve vhodném mČĜítku na výkres
Obr. 4.4 Možnosti vložení pohledĤ modelu do výkresu
-
-
do rozvinu plechu je nutno doskicovat þáry ohybu (pozn. nové verze SolidWorks již þáry ohybu zobrazují automaticky) kolem hran rozvinu se nakreslí a okótuje obdélník, který znázorĖuje rozmČry polotovaru (viz. obr. 4.5) protože kruhovou þást rozvinu systém vytvoĜí jako krátké segmenty, které nelze zakótovat, budou nahrazeny obloukem. Nejprve je nutné vytvoĜit stĜed oblouku následujícím zpĤsobem: - z rohĤ na krajích pĤlkruhové þásti se vedou pĜímky pod libovolným úhlem - pĜímce se pĜidá vztah rovnobČžný s hranou, s jehož rohu vychází. To samé platí i pro druhou pĜímku. - do prĤseþíku pĜímek se vloží bod. Tento bod je stĜedem polomČru kruhové þásti rozvinu. ýásti pĜímky, které se nacházejí za bodem, se oĜežou. vzdálenost mezi vytvoĜeným bodem a kruhovou þástí rozvinu se zakótuje (viz. obr. 4.5) a zakótují se i všechny potĜebné rozmČry a úhly (viz. pĜíloha 2)
Obr. 4.5 ýásteþný výkres rozvinu
-
pro úpravy v razítku je nutno ve FeatureManageru vybrat Formát listu – Upravit formát listu , nyní je možno provádČt zmČny a doplĖovat údaje (napĜ. jméno autora výkresu) úpravy v razítku lze zakonþit výbČrem ve FeatureManageru Formát listu – Upravit list
Výkres rozvinu pĜechodu je univerzální. Staþí vybrat jinou rozmČrovou konfiguraci pĜechodu a všechny rozmČry s kótami se zmČní na aktuální hodnoty. Poté staþí jen upravit mČĜítko tak, aby se rozvin vešel na zvolený formát výkresu a pĜípadnČ posunout kóty na vhodná místa tak, aby se nekĜížily. Všechny rozmČry je nutno zaokrouhlit na celé milimetry.
4.3 Šablona v mČĜítku 1:1 Výkres rozvinu v mČĜítku 1:1 (viz. pĜíloha 3) slouží jako šablona u složitČjších rozvinĤ, které je obtížné celkovČ zakótovat. Tato šablona se pĜi výrobČ pĜiloží na plechový polotovar, obkreslí požadovaný tvar a poté se na dílenské technice vyrobí pĜechod. Razítko se umisĢuje do blízkosti stĜedu. Šablona nemá okraje, ani rámeþek. Postup tvorby výkresu: - rozvinutý pohled uživatelem požadované rozmČrové konfigurace pĜechodu se vloží do šablony výkresu 1:1 a obrátí se smČr pohledu - pohled se umístí do levého spodního rohu - jelikož šablona výkresu ve formátu 1:1 má rozmČry 3000x1500 mm, je nutno upravit formát na rozmČr odpovídající rozmČrĤm šablony. Pro informaci o rozmČrech je nutno vytvoĜit kóty, podle tČchto rozmČrĤ zmČnit velikost listu výkresu a kóty následnČ vymazat.
-
razítko se posune doprostĜed tak, aby bylo uvnitĜ obrysu rozvinu. Musí se posunout i logo ÚPEI, které se neposouvá s razítkem automaticky. Posunutí lze provést pĜes úpravu formátu listu. do razítka se doplní potĜebné údaje a úpravy formátu listu se ukonþí
Výkres šablony rozvinu není univerzální. Dle potĜebné rozmČrové konfigurace pĜechodu se musí upravit rozmČr výkresu a poté pĜemístit razítko doprostĜed výkresu.
5 VZDUCHOTECHNICKÉ POTRUBÍ Vzduchotechnické potrubí se vyrábí pĜevážnČ ocelové z pozinkovaného nebo þerného plechu a v poslední dobČ i plastové. Ocelové potrubí je rozdČleno do tĜech skupin. První skupina je urþena pro vČtrání a klimatizaci, další dvČ jsou urþené do tČžkých provozĤ, v nichž je dopravováno nČjaké médium.
5.1 Ocelové potrubí Vzduchotechnické ocelové potrubí je normalizováno podle normy ON 12 0007 ve tĜech skupinách (viz. tab. 4): Ɣ Potrubí skupiny I je urþeno pro vČtrání, klimatizaci a odsávání vzdušnin bez mechanických a chemických pĜímČsí do teploty 80°C, rychlosti vzdušniny do 12 m·s-1, pro statické tlaky v rozsahu -500 až +1000 Pa. Ɣ Potrubí skupiny II je urþeno pro odsávání vzdušnin s mírnČ abrazivními pĜímČsemi do teploty 300°C a v rozsahu statických tlakĤ ±6 kPa. Ɣ Potrubí skupiny III je urþeno pro odsávání vzdušnin s abrazivními pĜímČsemi a nízkotlakou pneumatickou dopravu do teploty cca 350°C v rozsahu statických tlakĤ ±6 kPa. Tab. 4 Minimální tloušĢky stČn potrubí [5] Skupina I rozmČr do 250 250-400 450-500 560-710 800-1600 1800-2000
tloušĢka mm kruh. þtyĜhr. 0,6 0,6 0,6 0,7 0,8 0,7 0,8 0,8 0,8 0,9 1,3 1,0
RozmČry v mm Skupina II
rozmČr do 400 450-1000 1120-2000 2240-2500
Skupina III
tloušĢka mm rozmČr kruh. þtyĜhr. 1,0 1,0 do 200 1,5 1,5 225-1000 2,0 2,0 1120 2,5 1250-2500
tloušĢka mm kruh. þtyĜhr. 2 3 3 3 3 4 4 4
RozmČr u kruhového potrubí je jeho prĤmČr, u þtyĜhranného rozmČr delší strany.
5.2 Plastové potrubí Vzduchotechnické potrubí z plastĤ je urþeno jen pro vČtrání a klimatizaci. Nachází stále vČtší uplatnČní ve všech oblastech prĤmyslové výroby. Mezi hlavní pĜednosti patĜí dlouhodobá životnost, zaruþená chemická odolnost vĤþi všem bČžným kyselinám, agresivním parám a parám s velkým obsahem vlhkosti. Nevýhodou je délková roztažnost vlivem tepla, proto se v provozech s velkými teplotními rozdíly vkládají kompenzátory délkové roztažnosti. Vzduchotechnické rozvody z plastĤ se ve srovnání s kovovými rozvody vyznaþují celkovČ nižším aerodynamickým odporem a sníženou hluþností bez rizika vibrací [6]
6 VÝUKOVÁ VIDEA Ke tvorbČ výukových videí, která budou použita jako podklady pro výuku SolidWorks v oboru procesní inženýrství, byly použity programy CamStudio a VirtualDub. Je zapotĜebí pĜed zahájením práce s tČmito programy vČnovat pozornost jejich nastavení. Ke každému konstrukþnímu celku (napĜ. pĜíruba, sestava) se vztahuje jedno výukové video.
6.1 Program CamStudio CamStudio (viz. obr. 6.1) je velice jednoduchý program, který ukládá videa do formátu AVI. Jeho výhoda je, že zabírá málo místa (pouze 1,3MB) a je volnČ ke stažení (napĜ. z www.stahuj.cz). PĜed první prací je potĜeba tento program nastavit (viz. obr. 6.2) tak, aby ukládaná videa mČla dostateþnou kvalitu zobrazení, zabírala co nejménČ místa a byla kompatibilní s bČžnČ dostupnými pĜehrávaþi a programy pro úpravu videí.
Obr. 6.1 Hlavní okno programu CamStudio
Obr. 6.2 Nastavení programu CamStudio
Nastavení: - snímanou oblastí bude celá plocha monitoru (Full screen) - kvalita ukládaného videa 100% - videokodek pro ukládání videa je doporuþeno zvolit ffdshow Video Codec – ten zajistí výborný pomČr mezi kvalitou a velikostí ukládaného videa, kompatibilitu s vČtšinou pĜehrávaþĤ a programy pro stĜih videa. Nastaven bude na rychlost datového toku 3000 kbps a v políþku kodér (Encoder) bude vybrán formát DivX 3 (viz. obr. 6.3) - snímání obrazu každých 60 ms (políþko Capture Frames Every), tj. 16,6 snímkĤ za sekundu
-
poþet pĜehrávaných snímkĤ za 1 sekundu je nutno nastavit na 23 (políþko Playback Rate), toto nastavení zajistí rychlejší pĜehrávání videa než bylo ukládáno, þímž se zvýší pĜehlednost pro koncového uživatele videí ostatní nastavení programu bude ponecháno beze zmČn
Obr. 6.3 Nastavení kodekĤ v programu CamStudio
Pro tvorbu videí je potĜeba program spustit, minimalizovat do lišty a ovládat funkþními klávesami F8, F9, F10. F8 – slouží pro spuštČní nahrávání a pro pauzování F9 – slouží k ukonþení nahrávání a jeho uložení, zároveĖ je uživatel vyzván k urþení názvu videa a složky pro umístČní F10 – slouží ke stornování nahrávání V pĜípadČ potĜeby úpravy vytvoĜených videí je možno použít program VirtualDub.
6.2 Program VirtualDub VirtualDub je program pro práci s videem ve formátu AVI. Obsahuje mnoho nástrojĤ, avšak k úþelĤm této práce byl použit pouze k vymazání nevhodných snímkĤ z videa a k jeho opČtovnému uložení. Nastavení: - v záložce Video – Compression (viz. obr. 6.5) je doporuþeno vybrat kodek pro ukládání videa ffdshow Video Codec a to z dĤvodĤ uvedených v nastavení programu CamStudio PĜi práci s videem je potĜeba naþíst video urþené k úpravČ (záložka File – Open video file). Mezi jednotlivými snímky se posouvá šipkami nebo kurzorem myši. Snímky urþené k vymazání je možno vymazat klávesou DEL. Pro pĜípadné vymazání delších úsekĤ jsou používány ikony pro oznaþení zaþátku a konce oblasti urþené k vymazání a následné (viz. obr. 6.4) stisknutí klávesy DEL.
Obr. 6.4 Ikony pro oznaþení zaþátku a konce oblasti urþené k vymazaání
Obr. 6.5 Okno programu VirtualDub
Pro uložení upraveného videa stiskneme klávesu F7 nebo v záložce File vybereme nabídku Save as AVI.
6.3 Seznam výukových videí Výuková videa vytvoĜená jako souþást této práce jsou na pĜiloženém CD. Mimo výuková videa obsahuje CD i pĜehrávaþe video souborĤ, kodeky, programy CamStudio a VirtualDub. Obsažená videa: - PĜechod - PĜechod poloviþní - Lem kruhový - Lem þtvercový - PĜíruba kruhová - PĜíruba þtvercová - Sestava - Sestava ze 2 shodných polovin - Sestava – kótovatelná - Výkres rozvinu - Výkres šablony - Výkres sestavy
7 ZÁVċR PĜedmČtem práce bylo popsat problematiku modelování vzduchotechnického pĜechodu z kruhového profilu na þtyĜhranný v systému SolidWorks, vytvoĜit knihovnu dílĤ a dále vytvoĜit podklady pro výuku SolidWorks v oboru procesní inženýrství. Tento pĜechod se využívá u potrubních systému v procesním inženýrství. VytvoĜen byl 3D model a výkresová dokumentace. Úvodní þást této práce je zamČĜena na popis systému SolidWorks, jeho funkcí, nástrojĤ a variant. V procesním inženýrství všechny možnosti systému SolidWorks nevyužijeme, avšak je dĤležité vČdČt, že existují. V kapitole 2 je Ĝešena problematika modelování pĜechodu a dílĤ s ním souvisejících (lemy a pĜíruby). ObecnČ byly analyzovány rĤzné zpĤsoby vytvoĜení hlavního dílu – pĜechodu – s ohledem na reálnost a možnost tvorby rozvinu. Z rĤzných možností byl doporuþen zpĤsob, který používá v systému SolidWorks nástroj Plechové spojení profilĤ. NejdĤležitČjším poznatkem pĜi modelování dílu pĜechodu je nutnost vytváĜet kruhovou þást pĜechodu jako þtvercovou s velkým zaoblením. Kdyby tomu tak nebylo, SolidWorks by pĜi spojení kruhu a þtverce vytvoĜil jiný tvar pĜechodu, než požadujeme. Dále byl modelován kruhový lem, þtvercový lem, kruhová pĜíruba a þtvercová pĜíruba. V kapitole 3 jsou popisovány varianty vytváĜení sestav. ěešeny byly tĜi druhy sestav, z nichž první i druhý obsahuje knihovnu dílĤ s normalizovanými rozmČry a tĜetí je nenormalizovaný. Koncový uživatel mĤže mČnit rozmČry dle jeho požadavkĤ. Aby mohla být sestava pĜechodu použita pro trasování potrubních systémĤ, je nutné, aby mČla na vnČjších okrajích pĜípojné body. Kapitola 4 se vČnuje výkresové dokumentaci dílĤ a sestav. Zde je snaha, aby výkresy byly co nejvíce univerzální. Tzn. aby se pĜi zmČnČ konfigurace dílĤ nebo sestavy automaticky zmČnily kóty. Absolutní univerzálnosti se nepodaĜilo docílit, tudíž je nutno nČkteré kóty dČlat se zmČnou konfigurace opakovanČ. Nejvíce ruþních úprav je u výkresu sestavy. V závČru práce je pojednáno o materiálech pro vzduchotechnické potrubí, o výukových videích sloužících k výuce SolidWorks v oboru procesní inženýrství a zpĤsobu vytváĜení tČchto videí.
SEZNAM POUŽITÉ LITERATURY [1] [2]
[3] [4] [5] [6]
BALTUS, J. Kam smČĜují nejnovČjší 3D CAD systémy?. Technický týdeník. 2008, þ. 4, s. 4. PATA, V., KUýEROVÁ, R. Parametrický modeláĜ SolidWorks [online]. 2004 [cit. 2008-02-10]. Dostupný z WWW:
. SolidWorks [online]. 2003 [cit. 2008-02-20]. Dostupný z WWW: . TopTech [online]. 2005 [cit. 2008-02-01]. Dostupný z WWW: KUBÍýEK, L. Sborník vzduchotechnických výrobkĤ : Potrubí a pĜíslušenství. 2. vyd. Praha : Klimacentrum, 1991. 142s. Webová prezentace firmy Fort plasty. Dostupné z WWW:
PĜíloha 1 Výkres sestavy
PĜíloha 2 Výkres rozvinu
PĜíloha 3 Výkres šablony
