Mededeling Deze eindverhandeling was een examen; de tijdens de verdediging vastgestelde fouten werden niet gecorrigeerd. Gebruik als referentie in publicaties is toegelaten na gunstig advies van de KHBO-promotor, vermeld op het titelblad.
Het woord vooraf Bij het voorleggen van deze eindverhandeling zou ik eerste en vooral een dankwoord willen richten tot allen die hebben bijgedragen tot het welslagen van mijn opdracht. In het bijzonder dank ik de P. Declerck, mijn promotor en het instituut die mij de mogelijkheid gaf om deze thesisopdracht uit te werken. Eveneens dank ik de mensen van Fire Technics NV voor hun opoffering en hulp. In het heel bijzonder dank ik de heer J. Meeus. Ook zou ik een dankwoord willen richten naar de heer J. Vanhollebeke voor het verschaffen van informatie over Designecad. Aan mijn ouders richt ik een dankwoord voor alle steun en toeverlaat zij mij geboden hebben tijdens mijn ganse opleiding.
2
Samenvatting De firma Fire Technics NV is gespecialiseerd in de bouw van en het ontwerp van gespecialiseerd brandweermateriaal. Tijdens het ontwerp van brandweervoertuigen is de plaatsing van de pomp van cruciaal belang. Een blusvoertuig waarvan de pomp uitvalt verliest elk nut. Het ontwerpen van een cardanlijn voor de aandrijving van deze pomp blijkt een tijdrovende bezigheid. De vraag van de firma naar mij toe was of het tekenen van deze cardanlijn niet geautomatiseerd kon worden. Het tijdverlies is afkomstig van de beperkte mogelijkheden die het 2D tekenpakket heeft. Het was mijn taak om deze mogelijkheden te gaan uitbreiden en het ontwerpen van de cardanlijn te gaan automatiseren. Ik heb de tekenproblemen geanalyseerd, een oplossing voorgesteld en uitgewerkt. Dit eindwerk behandelt deze 3 facetten.
3
Inhoudsopgave Melding Het woord vooraf Samenvatting Inleiding ..................................................................................................................................... 7 1 Situering van het Bedrijf .................................................................................................... 8 1.1 Geschiedenis............................................................................................................... 8 1.2 Algemene Beschrijving .............................................................................................. 9 2. Cardanassen...................................................................................................................... 10 1.3 Geschiedenis van Cardan verbindingen ................................................................... 10 1.4 Kruiskoppeling ......................................................................................................... 12 1.5 Opstellingen ............................................................................................................. 15 1.5.1 Z-opstelling ...................................................................................................... 15 1.5.2 W-opstelling ..................................................................................................... 15 1.5.3 Combinatie tussen Z en W-opstelling .............................................................. 15 1.6 Lengte variatie.......................................................................................................... 16 1.7 Cardanlijn ................................................................................................................. 16 1.7.1 Voorbeeld ......................................................................................................... 16 1.8 Tekenen van een cardanlijn...................................................................................... 19 1.9 Ontwerpen van een cardanlijn.................................................................................. 19 1.9.1 Plaatsing van de PTO op het versnellingsapparaat .......................................... 19 1.9.2 Chassisbalken en ander in te bouwen materieel............................................... 21 1.9.3 Plaats waar het aan te drijven component moet komen ................................... 21 1.9.4 Opstellingen ..................................................................................................... 21 1.9.5 Een voorbeeld ter illustratie ............................................................................. 22 1.9.6 Designecad ....................................................................................................... 27 3 Oplossingen voor de tekenproblemen .............................................................................. 28 3.1 Een ander tekenprogramma...................................................................................... 28 3.1.1 Voordelen ......................................................................................................... 28 3.1.2 Nadelen............................................................................................................. 28 3.2 Een rekenblad aanmaken.......................................................................................... 29 3.2.1 Voordelen ......................................................................................................... 29 3.2.2 Nadelen............................................................................................................. 29 3.3 Een Macro schrijven voor het bestaande programma .............................................. 30 3.3.1 Voordelen ......................................................................................................... 30 3.3.2 Nadelen............................................................................................................. 30 4 Programmeren van de Macro ........................................................................................... 31 4.1 Het programma......................................................................................................... 31 4.2 Programmeren met BasicCad................................................................................... 33 4.3 Programmacode........................................................................................................ 33 4.4 Programma delen...................................................................................................... 35 4.5 Opbouw van een cardan-tussenlager verbinding door het programma.................... 36 4.5.1 Punten............................................................................................................... 36 4.5.2 Symbolen.......................................................................................................... 36 4.5.3 Opbouw ............................................................................................................ 39 4.6 Herstellingen na de testfase...................................................................................... 41 4.6.1 Vragen naar 0 of 1 drukken.............................................................................. 41 4.6.2 Problemen met de symbolen ............................................................................ 42 4.6.3 Foute invoer...................................................................................................... 42 4.6.4 0° tekenen is niet mogelijk ............................................................................... 43
4
5
Werking van het programma............................................................................................ 44 5.1 Tekenen van een cardan ........................................................................................... 44 5.2 Aanmaken van een Symbool.................................................................................... 51 6 Besluiten........................................................................................................................... 52 7 Bijlage .............................................................................................................................. 54 8 Literatuurlijst.................................................................................................................... 68
5
Lijst van gebruikte afkortingen en symbolen PTO: Power Take Off URL: Uniform Resource Locator is een label dat verwijst naar een informatiebron, bijvoorbeeld een webpagina, een bestand of een plaatje
6
Inleiding Bij een brandweerwagen is de pomp een vanzelfsprekend iets. Een blusvoertuig zonder pomp is als een café zonder bier, een Adam zonder Eva. De aandrijving van deze pomp is echter niet zo vanzelfsprekend. Brandweerpompen worden veelal aangedreven door een PTO. Een PTO is eigenlijk niet meer dan een extra versnellingapparaat met flensen die ervoor zorgt dat de motor ook als aandrijf orgaan kan dienen. De PTO zit gemonteerd op het versnellingsapparaat van de vrachtauto. De pomp zit meestal achteraan de vrachtwagen gemonteerd. Om de verbinding tussen de PTO en de pomp te maken gaan we gebruik maken van een cardanlijn. Een cardanlijn is een verbinding van meerdere cardanassen, deze assen gaan we ondersteunen doormiddel van tussenlagers. Tijdens het ontwerpen van deze cardanlijn gaat echter veel tijd verloren omdat het programma die men gebruikt in de firma niet voor deze taak geschikt is. Mijn taak bestond erin om het tekenen van een cardanlijn makkelijker te laten verlopen en de tijd die men nodig heeft om dit te doen tot een minimum te beperken. Deze thesis is in 6 grote blokken onderverdeeld. Eerst wordt kort een woordje uitgelegd over de firma Fire Technics. Daarna wordt uitgelegd waar men bij cardanassen op moet letten en waarom we dit moeten doen. Dan krijgt men een voorstelling van de problemen die optreden tijdens het tekenen van een cardanlijn. Daarna krijgen we een opsomming van de voorgestelde oplossingen voor deze problemen. Met daarachter de uitwerking van de gekozen oplossing. Gevolgd door een beschrijving van de werking Ten slotte worden er uit het gedane werk besluiten getrokken.
7
1 Situering van het Bedrijf 1.1 Geschiedenis De geschiedenis van Fire Technics vindt zijn oorsprong bij de firma Landuyt. De firma Landuyt werd opgericht in Brugge in 1948, maar verhuisde in 1961 naar de Kastanjelaan in Oostende.
Figuur 1.1
Waar vroeger het volledige koetswerk nog gebouwd werd bij een onderaannemer in Brugge, werd met de komst van Rosenbauer Belgium in 1969, alles door de firma zelf gebouwd. Als Belgische dochtermaatschappij van Rosenbauer International uit Oostenrijk werkte het bedrijf volledig autonoom.
Figuur 1.2
Door een wijziging in de strategie van de moedermaatschappij moet de onderneming herstructureren eind 1997 begin 1998 tot een kleine service- en verkoopéénheid. Op 25 februari 2002 ontstond Fire Technics door een Management Buy-Out van Rosenbauer België, onder leiding van Guido Deschacht. Ondertussen was het bedrijf al verhuisd naar de huidige locatie te Bredene .
8
1.2 Algemene Beschrijving
Figuur 1.3
Fire Technics is gelegen in Steenbakkerijstraat te Bredene. Het heeft een jarenlange ervaring in het ontwerp en bouw van nieuw brandweermateriaal zoals: 2. Tankwagens 3. Ladderwagen en hoogtewerkers 4. Bosbrandvoertuigen 5. Autopompen 6. Containers 7. Industriële voertuigen 8. Ziekenwagens Het bedrijf is officiële dealer van • Rosenbauer • Iveco-magirus • Binz • Weber • Kirsch-energie • Fireflir Daarnaast is het bedrijf ook nog verdeler van klein brandweermateriaal zoals: 9. Pompen en generatoren 10. Hijsgereedschappen en -installaties 11. Hydraulisch en elektrisch reddingsmateriaal 12. Tenten 13. Kledij en uitrusting
9
2. Cardanassen 1.3
Geschiedenis van Cardan verbindingen
De eerste bekende toepassing van de cardan verbinding kwam voor in China meer dan 2.000 jaar geleden. De Chinezen hadden cardanusringen uitgevonden. Cardanusringen zijn drie concentrische ringen in drie loodrechte vlakken kunnen roteren. De Chinezen gebruikten deze ringen in een apparaat dat een kaars recht houdt ongeacht de positie van het apparaat. Vandaag, worden cardanusring gebruikt in kompassen van schepen en als component om gyroscopen te houden. Figuur 2.1
In 1545, stelde de Italiaanse wiskundige Girolamo Cardano dat het principe van cardanusring zou kunnen worden gebruikt om een rotatie over te brengen onder een hoek. Sommigen stellen dat Cardano de uitvinding van de cardan verbinding heeft gedaan, maar het was pas een eeuw later dat de cardan verbinding daadwerkelijk werd geproduceerd.
Figuur 2.2
De Engelse wetenschapper Robert Hooke (1635-1703) was de eerste om de cardan verbinding te gebruiken. In 1676, publiceerde hij een scriptie over een optisch instrument dat zou kunnen gebruikt worden om de zon veilig te bestuderen. Het apparaat had een handvat met een nieuw type van verbinding, zoals twee samen gesloten stijgbeugels, dat een rotatie van één as overbracht op een tweede, onafhankelijk van de hoek tussen de twee assen
Figuur 2.2
10
Figuur 2.4
De eerst dergelijke cardan verbinding werd toegepast op een voertuig van de Heilige Romeinse Keizer Charles V in 1548. Dit stuk techniek toonde aan dat zijn uitvinder een opmerkelijke mens was. De man was Girolamo Cardano, een mens uit de traditie van de Renaissance. Men vermeldt in de literatuur ook dat Leonardo da Vinci een idee van een cardan verbinding had. Clarence W. Spicer bouwde zijn eigen auto om de werking van zijn cardan verbinding aan te tonen. De volharding om zijn idee door te voeren leidde tot zijn succes als fabrikant.
Figuur 2.5
In 1903 ontving Spicer het patent voor zijn cardan verbinding terwijl het studeerde aan de Cornell Universiteit. Spicer begon zijn uitvinding te produceren onder de naam Spicer Manufacturing Company in Plainfield, NJ op 1 april, 1904. De automobiel en industriële wereld werden er onmiddellijk beter door. Vóór de cardan verbinding waren er moeilijke ketting of tandwielverbinding nodig in de voertuigen. M. Spicer wordt erkend als een mechanisch genie maar wij zouden ook hem ook moeten loven voor zijn verkoopkunsten. Hij had een idee en was zo overtuigd van het potentieel ervan, dat hij zijn product verkocht aan de toenmalige betwijfelende reuzen van de auto-industrie. Vindingrijkheid van Spicer om de cardan verbinding toe te passen was het zaad waaruit het “Dana” bedrijf groeide dat op de dag van vandaag een miljarden omzet heeft en nog steeds groei kent.
11
1.4 Kruiskoppeling De cardan of kruiskoppeling laat toe een ronddraaiende beweging over te brengen tussen twee assen die elkaar in hun verlengde onder een hoek α snijden. De gevorkte aseinden zijn draaibaar verbonden met een druis met gelijke armen AA’ en BB’ die loodrecht op elkaar staan. Het zijn dus de vorkstukken die de armen AA’ en BB’ loodrecht op de assen OX respectievelijk OY houden. Wanneer de as X draait, drijft de vork het kruisstuk aan dat op zijn beurt de vork van Y en ook de tweede as aandrijft.
Figuur 2.6
Het is duidelijk dat het kruisstuk een schommelende beweging krijgt, want het lak AOB blijft niet onbeweeglijk in de ruimte, maar schommelt rond het punt O
Figuur 2.3
De arm OA moet immers loodrecht blijven op OX, terwijl OB een vlak moet beschrijven loodrecht op OY. Hierdoor wordt, bij een eenparig rondraaiende beweging van de drijvende as, een niet eenparig ronddraaiende beweging van de aangedreven as veroorzaakt.
12
Beschouwen we een enkelvoudige kruiskoppeling Wanneer de as OX draait over een hoek Y, vanuit de stand OA loodrecht op XOY-vlak staat, beschrijft de as OY een hoek die in de regel afwijkt van hoek Y
Figuur 2.4
De punten A en A’ beschrijven bij rotatie een cirkel in een vlak loodrecht op de X-as. De punten b en B’ van de krijs beschrijven een cirkelvormige baan waarvan het lak loodrecht staat op de Y-as. De snijlijn CC’ van de aldus bekomen cirkelvlakken gaat door het middelpunt O van de cardankoppeling. Men kan noteren dat de tweevlakshoek gelijk is aan α.. We beschouwen de boldriehoek ABC en passen hierop de cosinusregel toe. De volgende formule drukt een relatie uit tussen de drie zijden en een hoek van de boldriehoek
Figuur 2.5
Is ω1 de hoeksnelheid van de X-as en ω2 de hoeksnelheid van de y-as, dan is
Figuur 2.6
13
Figuur 2.7
De verhouding van maximumwaarde tot de minimumwaarde bedraagt 1/cos²α. Deze verhouding stijgt met α. De formule van de snelheidsverhouding laat toe te berekenen voor welke waarde van Y1 de twee assen dezelfde snelheid hebben
Figuur 2.8
Als de beweging van de drijvende as eenparig ronddraaiend is krijgen we dus volgende oscillerend verloop van de hoeksnelheid van de gedreven as
Figuur 2.9
Dit verschijnsel is zeer nadelig, vooral wanneer het gaat om 2 organen die een belangrijke traagheid hebben. Deze traagheid verzet zicht tegen de variatie van snelheden. Een belangrijk wringinskoppel ontstaat en kan aanleiding geven tot breuk. Deze methode wordt slecht gebruikt voor zeer kleine waarden van α
14
1.5 Opstellingen Wanneer de hoek α groot is, brengt men de assen in verbinding door middel van een tussenas en van twee kruiskoppelingen. Men bekomt aldus de koppeling van Hooke. De verbinding aan de aandrijfzijde zal een wringingskoppel teweeg brengen in de tussenas. De verbinding aan de aangedreven zijde zal dit koppel naar een eenparige rotatie omzetten op dezelfde manier zoals ze ontstaan zijn, Bij gebruik van twee kruiskoppelingen heeft men de keuze tussen de Z- en de W-opstelling
1.5.1 Z-opstelling
Figuur 2.10
1.5.2 W-opstelling
Figuur 2.11
Voor beide opstellingen moeten de vorken aan de uitgang van de versnellingsbak en de ingang van het differentieel parallel verder moet met het oog op de eenparige overbrenging β1=β2
1.5.3 Combinatie tussen Z en W-opstelling
Figuur 2.12
Deze combinatie van een Z en een W opstelling heeft een resulterende hoek β r = arctan tan ² β v + tan ² βh Vergelijking 2-1
15
1.6 Lengte variatie Een cardanas is voorzien van een schuivend opgesteld deel dat lengte variaties van de cardanas opvangt: als bijvoorbeeld 1 of 2 zijden van de cardanas variabel in hoogte of afstand opgesteld is dan moet de cardanas binnen bepaalde marges variabel zijn in lengte. Ook wanneer bij een opstelling de hoeken licht van elkaar verschillen dan brengt dit ook een kleine lengte variatie met zich mee.
Figuur 2.13
1.7 Cardanlijn Een cardanlijn is een aaneenschakeling van cardanassen die worden ondersteund door tussenlagers. De verschillende assen zijn nog steeds onderhevig aan de Z of W opstellingen Een tussenlager is niet meer dan een gelagerde as met aan beide zijden een flens. Een tussenlager is nodig op van verschillende opstellingen met elkaar te kunnen verbinden en omdat cardanassen uit zichzelf geen ondersteuning hebben
1.7.1 Voorbeeld
Figuur 2.14
16
Figuur 2.15
Figuur 2.16
Figuur 2.17
17
Figuur 2.18
18
1.8 Tekenen van een cardanlijn 1.9 Ontwerpen van een cardanlijn Tijdens het ontwerpen van een cardanlijn op een bestaan chassis van een voertuig zijn er enkele punten die het pad van de cardanlijn bepalen. 1. 2. 3. 4.
plaatsing van de PTO op het versnellingsapparaat chassisbalken en ander in te bouwen materieel plaats waar het aan te drijven component moet komen de opstellingen die moeten gerespecteerd worden (Z of W-opstelling)
1.9.1 Plaatsing van de PTO op het versnellingsapparaat Bijvoorbeeld: de PTO bevindt zich bovenop het versnellingsapparaat
Figuur 2.19
Figuur 2.20
19
De PTO bevindt zich onderaan of zijdelings op het versnellingsapparaat
Figuur 2.21
Figuur 2.22
De plaatsing van de PTO is bepalend voor de hoeken die een cardanlijn moet maken, staat deze onderaan dan moet de cardanlijn naar boven komen en zijn de hoeken groter, staat deze bovenaan dan kunnen de hoeken van de cardanlijn klein gehouden worden. De plaatsing van de PTO is meestal geen vrije keuze maar iets wat de fabrikant van de voertuigen bepaald
20
1.9.2 Chassisbalken en ander in te bouwen materieel Chassisbalken zorgen meestal voor de grote problemen bij het ontwerp van een cardanlijn. De balken kunnen wanneer ze niet volledig in de weg staan ingesneden worden, dit is echter een laatste oplossing gezien insnijdingen veel werk vragen en een vermindering in sterkte met zich mee brengt. In de eerste plaats wordt er gekeken om met de cardanlijn over of onder deze obstakels te gaan
1.9.3 Plaats waar het aan te drijven component moet komen Het spreekt voor zich dat de plaats van het aan te drijven component een grote rol gaat spelen voor de plaatsing van de cardanlijn. Ook de hoek waaronder een bepaald component moet staan gaat de stand of de opstelling van de cardans gaan beïnvloeden.
1.9.4 Opstellingen Zoals voorgaand beschreven is en cardanas onderhevig aan opstelling, een Z, W of en combinatie van de 2 opstellingen. Tijdens het tekenen in 2d vervalt deze laatste echter. De opstellingen maken het tekenen van een cardanlijn immers zeer moeilijk in Designecad. Willen we zonder hulp van een macro een opstelling gaan tekenen dan moeten we een hoop hulplijnen tekenen, met de rotatie functie werken en veel rekenwerk verrichten. Het is knoeien om een juiste opstelling te tekenen in Designecad.
21
1.9.5 Een voorbeeld ter illustratie Het voorbeeld betreft een brandweervoertuig waar een generator ingebouwd moet worden. De generator wordt aangedreven door de PTO via een cardan verbinding. De volgende reeks foto’s zijn ter illustratie van het desbetreffende probleem Ze geven weer hoe de chasisbalken gevormd zijn en waar ze zich bevinden. Illustratie van het probleem Volgende foto geeft de plaatsing van de PTO op het versnellingsapparaat weer. De PTO is echter nog niet voorzien van de nodige flens om de cardanas op aan te sluiten.
Figuur 2.23
De componenten op bovenstaande foto zijn de ventielen die de luchthuishouding regelen, deze zijn gemakkelijk te verplaatsen en dus zijn ze niet van belang.
Figuur 2.24
22
De ventielen verbergen echter deze doorgang in de steun van de tussenlager Met de plaats van deze doorgaan gaan we rekening moeten houden voor de plaatsing van de cardanas.
Figuur 2.25
Deze chassisbalk is ook een obstakel waar we rekening gaan moeten mee houden
23
Figuur 2.26
Deze foto geeft een algemeen beeld van de obstakels waar rekening mee moeten worden gehouden. De foto is genomen vanuit de plaats waar de generator zou moeten komen. Merk op dat het hoofdcardanas van de vrachtwagen ook een punt wordt waar meer rekening zal moeten gehouden worden. De vrachtwagen staat hier in onbeladen toestand, dit wil zeggen dat wanneer volledig belast, de veering ingedrukt zal worden en het hoofdcardanas meer naar boven zal komen. De bumbstops van de vrachtwagen geven aan dat op de plaats van de generator de hoofdcardan ongeveer 9cm meer naar boven komt.
24
Zoeken van een oplossing
Figuur 2.27
1. De cardanas gaat door de chassisbalk maar gaat door een bestaand gat in de tussenlager steun van de hoofdcardan. 2. D cardanas gaat opnieuw door een chassisbalk. 3. De generator zit ver voorbij de maximale uitslag van de hoofdcardanas ze zit zelfs in de hoofdcardan wat zeker niet toelaatbaar is. 4. D cardan heeft een hoek van 5° wat zeer een positief punt is.
Figuur 2.28
1. De cardan gaat door een chassisbalk en door de bevesting van het lagersteun. dit brengt met zich mee dat er een volledig nieuwe steun gemaakt zal moeten worden. 2. D cardan passeert net voorbij een chassisbalk deze zal niet aangepast moeten worden. 3. D generator zit mooi boven de maximale uitslag van het hoofdcardan. 4. D hoek van de cardan bedraagt 12,5°, dit is aan de hoge kant.
25
Figuur 2.29
1. De cardan gaat door een chassisbalk en net niet door de bevesting van het lagersteun. 2. De chassisbalk zal aangepast moeten worden en de lagersteun ingesneden. 3. De cardan gaat door een chassisbalk, er gaat dus een gat gemaakt moeten worden. 4. De generator zit mooi boven de maximale uitslag van het hoofdcardan. 5. De hoek van de cardan bedraagt 7,5°. De laatste opstelling heeft de minste grote nadelen en zal dus de beste keuze zijn. Het voorbeeld hierboven is een tekening van een enkele cardanas. Wanneer we een volledige cardanlijn gaan uittekenen moeten we bij elke cardanas die de lijn telt rekening gaan houden met deze problemen. Als we dan volledige cardan’s gaan tekenen krijgen we een tekenproces die ongelofelijk tijdrovend, omslachtig en zeker niet praktisch is. Met tijdrovend bedoel ik dat voor het programma gebruikt werd, alle lijnen die nodig zijn om een cardanas te tekenen ook effectief door de tekenaar zelf geplaats moest worden. Als we de tekening van 1 koppeling gaan bekijken dan merken we direct dat dit een hele verzameling lijnen zijn.
26
1.9.6 Designecad Waarom Designecad? Om op deze vraag te antwoorden moet men eerst de vraag stellen waarom een bedrijf nog met een 2D pakket wil werken. 3D pakketen hebben immers een groot aantal voordelen. Fire Technics heeft echter niet veel keuze. De leveranciers van de chassis leveren de chassistekeningen alleen maar in 2D vorm. Het is dus niet logisch dat een bedrijf dat gedwongen wordt met 2D pakketten te werken om de overstap naar 3D te maken. Designecad is een budget vriendelijk programma. Het grote nadeel van Designecad is dat er enkele beperkingen in het programma zitten. De beperkingen zijn van die aard dat het tekenen van een cardanlijn een zeer lastig en tijdrovend werkje wordt. Een van die beperkingen is dat het bijvoorbeeld niet mogelijk is om achteraf een maat (lengte of hoek) aan te passen, daarmee bedoel ik dat men eens een lijn getekend is men die lijn enkele kan roteren of verslepen op zijn geheel. Het is niet mogelijk om van een lijn bijvoorbeeld een hoekpunt te nemen en dit ter verslepen. Deze beperking zorgt voor de meeste tekenproblemen. Er zijn echter nog andere, minder beperkingen die toch voor kleine problemen gaan zorgen.
27
3 Oplossingen voor de tekenproblemen 3.1 Een ander tekenprogramma Waarom een ander programma? Er werd in eerste instantie geopperd om het oude Designcad te vervangen door een nieuwer programma die meer past bij de noden van de firma. Een programma waar maten wel aan te passen zijn na het tekenen van een lijn. Een programma waar men zeer gemakkelijk lijnen kan verschuiven. Het programma dat in aanmerking kwam is Autocad10 een zeer flexibel en zeer bekend programma.
3.1.1 Voordelen •
gemakkelijker en vlotter tekenen
3.1.2 Nadelen • • •
Aankoopprijs van het nieuwe programma. Omscholing van de werknemers naar het nieuwe programma. Tekenen van een cardanlijn wordt door de aanschaf van een nieuw programma gemakkelijker, maar het probleem is daarmee nog niet volledig weggewerkt.
Besluit: het teken wordt veel vereenvoudigen door het gebruik van een nieuw programma. De firma was niet bereid om een nieuw programma aan te schaffen omdat de kost van een nieuw programma niet opweegt tegen het aantal uur dat dit programma maar gebruikt wordt. De tekenproblemen die een cardanlijn met zicht mee brengt, zijn met een nieuw programma niet volledig opgelost maar wel vereenvoudigt. Een nieuw tekenprogramma was dus niet aan de orde.
28
3.2 Een rekenblad aanmaken Deze oplossing van een rekenblad werd eigenlijk bedacht omdat het tekenen van een lijn in Designecad even moeilijk is als het tekenen in gelijk welk ander programma. Het editeren van maten is echter het probleem, daarom kwam het idee om de punten van de cardanlijn vooraf te berekenen zodat we de juiste maten gemakkelijk kunnen ingeven. Eens deze maten ingegeven zijn hoeven ze niet meer geëditeerd te worden, want ze zijn exact uitgerekend door het programma. Er bevindt zich een rekenvoorbeeld in bijlage.
3.2.1 Voordelen • •
Zeer accurate berekening van de hoeken en plaatsing van de tussenlagers. 1 maal berekenen en 1 maal tekenen, geen aanpassingen vereist.
3.2.2 Nadelen • • •
De berekende gegevens moeten nog naar een tekening vertaald worden. Men moet in het rekenblad alle informatie over coördinaten en punten ingeven. Een eventuele aankoopprijs van het berekeningsprogramma.
Besluit: Het omzetten van een berekening naar een tekening is een omweg. Het berekeningsprogramma, bijvoorbeeld MathCad moet door de firma aangekocht worden. Zoals eerder vermeld was de firma niet bereid te investeren. Het is ook niet logisch dat een nieuw programma aangekocht wordt enkel voor het berekenen van een cardanlijn, zeker niet wanneer je dan nog alles moet gaan tekenen.
29
3.3 Een Macro schrijven voor het bestaande programma Een van de voordelen die Designecad heeft ten opzichte van andere tekenprogramma’s is dat het zeer gemakkelijk aan te passen is naar de behoeften van de gebruiker. Het programma beschikt over een eigen programmeertaal die BasicCad heet, deze taal werkt enkel en alleen in Designecad. De taal is ontwikkeld zodat mensen geen scholing rond programmeren hebben gehad toch gemakkelijk een macro kunnen aanmaken. De taal heeft wel een aantal beperkingen maar er is veel mogelijk.
3.3.1 Voordelen • • •
Het programma wordt speciaal geschreven om cardanlijnen te teken. Alles is aangepast aan de noden van de firma. Er zijn geen kosten, het programma is al aanwezig in de firma.
3.3.2 Nadelen •
Designecad heeft zijn eigen programmeertaal om macro’s te schrijven, dit maakt het programmeren er zeker niet makkelijker op. Gezien deze taal enkel gebruikt wordt voor en door Designecad en Designecad geen veel voorkomend programma is, is er nergens een bron van informatie beschikbaar. Het enige wat Designecad aanbiedt is een Helpfile. Door het ontbreken van feedback wordt het programmeren een proces van vallen en opstaan.
Besluit: Designecad is zeer gemakkelijk aanpasbaar om met macro’s te gaan werken. Het grote nadeel is de eigen programmeertaal waar geen informatie over te vinden valt.
30
4 Programmeren van de Macro 4.1 Het programma Nadat we uiteindelijk gekozen hadden om een Macro te programmeren voor Designecad was de vraag: “wat moet het programma juist doen?”. • •
Het programma moet een cardanlijn kunnen tekenen zonder dat er de gebruiker zelf berekeningen moet maken. Het moet rekening houden met de opstellingen van de cardanassen en dus met de hoeken van PTO en/of tussenlagers.
Het eerste idee bestond erin om een volledige cardanlijn te tekenen, om daarna de tussenlagers op zijn plaats te schuiven. Dit idee was voor de gebruiker de makkelijkste oplossing omdat men dan al de uitkomst van de volledige cardanlijn voor zich zou hebben. Het was dus de bedoeling om: 1. De 2 punten van de PTO in te geven: De 2 punten zijn nodig om de hoek en de stand van het tussenlager of de PTO te gaan bepalen. Een PTO staat net als het versnellingsapparaat van de vrachtauto onder een hoek (meestal naar beneden gericht), om deze hoek te kennen nemen we 2 punten: Het 1ste punt ergens op de as van de PTO. Het 2de punt zijnde het midden van de flens van de PTO waar het cardan tegen gemonteerd moet worden. Wanneer we deze 2 punten kennen kunnen we ook de hoek van de PTO.
Figuur 4.1
2. Een derde punt ingeven die de plaatsing van de pomp aangeeft. 3. Daarna zou de cardanlijn recht door getekend worden tussen punt 2 zijnde de flens van de PTO en punt 3 zijnde de flens van de pomp. 4. Men zou nu de tussenlagers kunnen verschuiven naar de juiste positie met telkens de vraag welke opstelling van het tussenlager men wil (Z of Wopstelling). 31
Dit idee was niet realiseerbaar door de beperkte mogelijkheden van BasicCad. Het programma zou een vernesting vereisen meer dan 8 lagen, gezien BasicCad er maar maximaal 8 aan kan was dit idee niet de geschikte oplossing. Om het probleem van de vernesting op te lossen werd er geopteerd om in plaats van een volledige cardanlijn, iedere individuele cardan/tussenlager opstelling te gaan tekenen. 1. De 2 punten van de PTO in te geven. 2. Daarna zou de cardanas rechtdoor getekend worden vanuit punt 2, de flens van de PTO 3. Men zou de tussenlagers kunnen verschuiven naar de juiste positie met telkens de vraag welke opstelling van het tussenlager men wil (Z of W-opstelling). Dit idee was niet realiseerbaar door de beperkte mogelijkheden van BasicCad. Tijdens het programmeren bleek dat BasicCad niet in staat was om de positie van punt 3 te achterhalen na verschuiving. Punt 3 moet men kennen wil men de hoek van het tussenlager juist instellen. BasicCad is eigenlijk niet in staat om automatisch de positie van dit punt te volgen.
Figuur 4.2
Om het probleem van het automatisch volgen op te lossen moet men nu volgende bewerkingen doen in het programma 1. De 2 punten van de PTO of tussenlager ingeven. 2. Punt 3 ingeven, zijnde de positie van de kruiskoppeling van de cardan. 3. Daarna wordt de cardanas getekend tussen punt 2, zijnde de flens van de PTO en punt 3 die handmatig ingegeven wordt. Door punt 3 handmatig in te geven, weten we nu ook de exacte positie van punt 3 en kunnen we alle hoeken gaan berekenen die nodig zijn voor de plaatsing van een tussenlager of een ander symbool. 4. Wil men punt 3 verplaatsen dan klikt men buiten de tekening, alles wordt verwijderd (cardan + tussenlager of pomp) en men kan punt 3 opnieuw gaan ingeven om een betere plaatsing van de cardan of het tussenlager te bekomen. 5. Als we na enkele malen punt 3 ingegeven te hebben merken dat deze juist is, dan bevestigen we door om de “ENTER” toets te drukken. 6. willen we een volgende cardan tekenen dan openen we het programma opnieuw, geven we de 3 punten in en wordt de 2de cardan getekend met op het einde zijn tussenlager.
32
In het programma werden gaande weg ook nog wat functies ingebouwd, zoals de mogelijkheid om een ander type tussenlager te plaatsen of om een ander symbool (zoals een pomp) te plaatsen in plaats van een standaard tussenlager.
4.2 Programmeren met BasicCad Het programmeren in Designecad is een kwestie van vallen en opstaan. De programmataal BasicCad is een taal die enkel door en voor Designecad gebruikt wordt. Omdat deze taal niet wijd verspreid is, is er ook zeer weinig informatie of feedback over te vinden. Op 20 december 2006 was er een voorstelling van Designecad binnen het KHBO, daar heb ik van Mr Vanhollebeke Jerry vernomen dat een helpfile bestaat over deze taal, dewelke ik ook van hem ontvangen heb. Na het doorlezen van de helpfile bleek dat deze enkel een uitleg verschafte bij de verschillende codes. Een uitleg over hoe men deze codes in werkelijkheid moest gebruiken was echter niet beschikbaar. Om de programmeerwijze van de codes te achterhalen heb ik telkens een macro opgenomen om daarna de code te analyseren met behulp van de helpfile. Als ik eenmaal de code geanalyseerd had, nam ik de delen die ik nodig had over in mijn macro. Deze methode van programmeren is echter een tijdrovende bezigheid.
4.3 Programmacode Het achterhalen van programma code deed ik dus als volgt: We openen het menu “Macro Record”.
Figuur 4.3
33
We slaan de macro op waar we ze zeker terug zullen vinden.
Figuur 4.4
Na het opslaan verschijnt volgend menu op het scherm hiermee kunnen we de macro starten en stoppen
Figuur 4.5
De macro die als voorbeeld gebruikt wordt is deze om een enkel lijn te tekenen. We tekenen de lijn en na afloop stopen we de opname functie.
Figuur 4.6
34
In de file die we hebben opgeslaan vinden we nu volgende code terug: >Line {
4.4 Programma delen Om het programmeren een stuk makkelijker te maken heb ik het programma in blokken opgedeeld. Om te beginnen in 4 grote blokken 1. De input blok. In deze blok worden alle waarden binnen gelezen. Deze waarden zijn de volgende: a. Z of W-opstelling? b. Tussenlager ja of neen? c. (als er geen tussenlager geplaatst wordt de plaats (URL) waar het symbool zich bevindt) d. Welke tussenlager er moet geplaatst worden? e. (als er een lang tussenlager geplaatst moet worden moet de lengte ingegeven worden) f. Als er een standaard tussenlager geplaatst wordt moet men ingeven of het in Boven of in Zijaanzicht is. 2. De berekening - en uitvoerblok In deze blok worden alle punten die nodig zijn voor het tekenen van de cardanas berekend. Het zijn de punten die nodig zijn om lijnen te tekenen, die helpen bij het berekenen van andere punten, punten die nodig zijn voor de verwijderblok of punten die nodig zijn voor de plaatsing van symbolen.
35
3. verwijderblok Wanneer we punt 3 verkeerd ingesteld hebben en we willen deze verplaatsen dan moet alles wat vooraf getekend werd verwijderd worden. Daarvoor staat de Verwijderblok in.
4.5 Opbouw van een cardan-tussenlager verbinding door het programma Omdat de cardanassen niet door de firma zelf berekend worden op sterkte maar door de leverancier is het niet zeker welke diameter de cardanassen zullen hebben, daarom wordt er in het programma gewerkt met een maximale diameter die in de firma gebruikt wordt. In vorige hoofdstukken werd meermaals gesproken over symbolen. Het is zo dat een cardanas of tussenlager eigenlijk niet volledig getekend wordt door het programma, maar opgebouwd wordt met symbolen die verbonden worden door lijnen. De punten waar in vorige hoofdstukken wordt over gesproken zijn eigenlijk de coördinaten die nodig zijn voor de plaatsing van de symbolen of voor het tekenen van de verbindings- of aslijnen.
4.5.1 Punten De punten die berekend worden kunnen we indelen in 2 grote groepen. 1. De coördinaten voor de plaatsing van lijnen en symbolen. 2. De coördinaten voor het verwijderen van symbolen. Deze punten zijn nodig omdat de symbolen en lijnen veelal dezelfde punten gebruiken voor het plaatsen, tijdens het verwijderen van deze punten blijven enkele onderdelen staan wanneer we enkel de plaatsingspunten verwijderen. De extra punten zijn dus enkel nodig om er voor te zorgen dat alle onderdelen verwijderd worden.
4.5.2 Symbolen De symbolen die gebruikt worden zijn voorgetekende onderdelen die als een geheel ingevoerd worden. Deze symbolen zijn voorzien van referentie punten (Drawing handles). De referentie punten die geplaatst zijn in de symbolen worden door het programma aan een bepaalde uitgerekende coördinaat gelinkt. Drawing handles Zoals hierboven vermeld zijn drawing handles een belangrijk gegeven voor het tekenen met symbolen. Drawing handles zijn eigenlijk 2 vaste coördinaten van een symbool. 1. De eerste drawing handle is een coördinaat die de positie gaat bepalen van het symbool in een tekening. 2. De 2de handle is een coördinaat die de verdraaiing van het symbool gaat bepalen. De as tussen handle 1 en handle 2 geeft de richting van het symbool weer. De positie van handle 1 ten opzichte van handle 2 geeft de zin van het symbool weer. De plaatsing van handle 1 geeft de positie van het symbool weer.
36
Een voorbeeld aan de hand van het symbool “flens” Aan deze flens is een deel van de cardankoppeling al bevestigd. Deze flens werd vooraf getekend en de Drawing Handles werden als volgt ingesteld:
Figuur 4.7
Willen we nu de flens gaan gebruiken in het programma gaan gebruiken dan ziet de programmacode er als volgt uit: >SymbolLoad {
SymbolLoad { } Het symbool wordt geladen vanaf de URL die na filename staat. Het is belangrijk dat alle symbolen voor het programma in een map staan waar niet aan geraakt wordt. Het symbool wordt in tekenlaag 1 geplaatst.
37
Drawing handle 1 wordt in de X richting geplaatst op punt AX2 en in Y op AY2.
Figuur 4.8
Drawing handle 2 wordt in de X richting geplaatst op as tussen punt AX2 en AX3 in Y op de as tussen AY2 en AY3.
Figuur 4.9
38
4.5.3 Opbouw Om de opbouw met symbolen en lijnen nader te verklaren beschouwen we volgende uitkomst van het programma:
Figuur 4.10
Lijnen die getekend worden 1. de aslijnen 2. de contourlijnen van de cardanas
Figuur 4.11
Symbolen die geplaatst worden
Figuur 4.12
Flens
Cardan kop + schuifdeel
Cardan gat
Flens
Figuur 4.13
39
Tussenlager
Figuur 4.14
Wanneer we het 2de type tussenlager beschouwen dan is de opbouw van de cardan het zelfde als eerder vermeld, enkel de opbouw van het tussenlager verschilt. Lange tussenlagers worden als volgt opgebouwd:
Figuur 4.15
Het 2de deel wordt als volgt opgebouwd:
Figuur 4.16
Tussenlager steun
Verbindingslijnen
einde + schuifdeel
Figuur 4.17
40
4.6 Herstellingen na de testfase Na het programmeren van de macro werd deze uitvoerig getest. Uit de tests bleek dat de deze eerste versie maar enkele kleine onvolmaaktheden had.
4.6.1 Vragen naar 0 of 1 drukken Bij de eerste versie werd gevraagd om een 0 of 1 in te vullen in het input kader. Dit is echter zeer verwarrend. Men heeft eerder de neiging om de eerste letter van het woord in te geven. Deze kaders werden dus vervangen door nieuwe en ook het programma werd aangepast. De aanpassingen in het programma maakten deze echter hoofdletter gevoelig, men moet dus een HOOFDLETTER invullen in het inputvenster. Oude inputvensters
Figuur 4.18
Figuur 4.19
Nieuwe inputvensters
Figuur 4.20
Figuur 4.21
41
4.6.2 Problemen met de symbolen Wanneer we een cardanas en een tussenlager laten tekenen door het programma was het niet mogelijk om het eindpunt van een tussenlager aan te klikken. Het leidt tot het probleem dat de flens van de volgende cardan die moet aansluiten op het tussenlager foutief getekend wordt. Het probleem werd gevormd doordat de 2de drawing handle niet op de juiste plaats stond op het tussenlager. Het punt stond halfweg het tussenlager en niet op het uiteinde van de lager. Door bij alle symbolen die in het programma gebruikt worden de drawing handles naar de uiterste punten te verplaatsen werd dit probleem gemakkelijk opgelost.
4.6.3 Foute invoer Als we tijdens de invoer fase een verkeerde letter of cijfer invulden dan moest de cardan getekend worden. De foute invoer leidde tot half getekende cardanassen en foutcodes tijdens het tekenen. Het programma ging enkel de waarde van het inputvenster gaan binnenlezen, er werd niet gekeken of de waarde wel een juiste invoer was. Tijdens de invoer kon men alle inputvensters verkeerd invullen zonder daar iets van te merken. Om dit eerder banale probleem op te lossen werd een stuk code bij gecreëerd die de invoer gaat nakijken op zijn waarde. Wanneer nu men een foute invoer doet, krijgt men een foutmelding en wordt men terug naar het begin geleidt. Wanneer we nu een foute invoer doen dan krijgen we een melding te zien en worden we terug naar het begin geleidt.
Figuur 4.22
Figuur 4.23
Figuur 4.24
42
4.6.4 0° tekenen is niet mogelijk Het programma was niet in staat om punten uit te rekenen van een PTO of een tussenlager die zich perfect horizontaal bevindt zoals aangegeven in volgende tekening. De formule voor het bereken van de hoeken was niet aangepast om een hoek van 0° te gaan berekenen. Deze fout koste wel enkele dagen om opgelost te raken omdat bij elk punt dat uitgerekend wordt er programmacode bij geschreven moest worden. Uiteindelijk werd ook dit probleem opgelost (onderstaande tekening werd met het vernieuwde programma uitgevoerd na inbouw van de extra regels).
Figuur 4.25
43
5 Werking van het programma 5.1 Tekenen van een cardan Willen we een cardanas of een cardanlijn beginnen tekenen dan gaan we naar het menu “Basic” (van BasicCad) En klikken we op de functie Cardan
Figuur 5.1
Daarna krijgen we de vraag welke opstelling we denken nodig te hebben. Een Z of een W-opstelling Willen we een Z opstelling dan vullen we in het inputkader “Z” in. Willen we een W opstelling dan vullen we in het inputkader “W” in. ! Opgelet het programma is hoofdletter gevoelig!
Figuur 5.2
44
Het programma zegt dat er en tussenlager geplaatst zal worden. Willen we een tussenlager dan drukken we op de “ENTER” toets Willen we geen tussenlager maar een pomp of een generator of gelijk welke andere machine of toestel dan drukken we op de “ESCAPE” toets.
Figuur 5.3
Wanneer we op “ESCAPE” drukken krijgen we opnieuw een input venster
Figuur 5.4
In dit venster vullen we de locatie in waar het symbool zich bevindt. Het maken van een symbool wordt verder nog beschreven. Een voorbeeld van een locatie:
Figuur 5.5
Drukken we op “ENTER” dat krijgen we de vraag of we een standaard tussenlager van lengte 300mm willen. Opnieuw kunnen we kiezen: Willen we een tussenlager van lengte 300mm dan drukken we op de “ENTER” toets. Willen we een tussenlager maar met een ander lengte dan drukken we op de“ESCAPE” toets.
Figuur 5.6
45
Wanneer we op “ESCAPE” drukken krijgen we een input venster te zien die vraagt hoe lang men de niet standaard tussenlager wil. De lengte die ingegeven dient te worden is de lengte van flens tot flens.
Figuur 5.7
Wanneer we bij vorige bewerking voor een standaard tussenlager van lengte 300mm gekozen hebben dan krijgen we een input venster dat vraagt of we het tussenlager in bovenaanzicht of in zijaanzicht willen tekenen. Willen we een bovenaanzicht dan vullen we in het inputkader “B” in. Willen we een zijaanzicht dan vullen we in het inputkader “Z” in.
Figuur 5.8
Als we bij een van de vorige input vensters een foute invoer doen dan krijgen we een foutmelding.
Figuur 5.9
Figuur 5.10
Na deze foutmelding wordt het programma volledig terug opgestart. Omdat men in de invoerfase van het programma nogal veel keuzes kan maken geeft het volgende blad een overzicht van deze invoer fase.
46
47
Wanneer we al deze input vensters ingevuld hebben zijn we klaar om de cardanas te tekenen. Om te beginnen moeten we 2 punten aanduiden. Punt 1 is een punt die de as van de PTO of tussenlager aangeeft. Punt 2 is het punt die het midden van de flens van de PTO of het tussenlager aangeeft Punt 1
Figuur 5.11
Punt 2
Figuur 5.12
Direct na het tekenen van punt 2 wordt op de flens van de PTO of tussenlager een halve cardankoppeling met flens getekend.
48
Na dat de flens getekend werd wordt gevraagd nog een punt in te gegeven. Punt 3 is het midden van de 2 cardankoppeling. We gaan moeten schatten waar we het tussenlager ongeveer willen tekenen.
Figuur 5.13
Op het scherm wordt nu een cardanas getekend met een tussenlager aan bevestigd. Op het scherm wordt ook een window weergegeven die de grootte van de cardanhoek weergeeft en met de vraag of de cardan juist getekend is. Is de cardan fout getekend dan drukken we op de “ESCAPE” toets te drukken of door op de linkermuisknop te klikken. We klikken buiten de tekening van de cardan. Wanneer we dit doen wordt alles wat getekend werd door het ingeven van punt 3 verwijderd. We krijgen tevens de vraag op de opstelling juist is.
Figuur 5.14
49
Als de opstelling mis is, we hebben bijvoorbeeld een Z-opstelling gebruikt maar eigenlijk zou een W-opstelling beter zijn dan drukken we op “ESCAPE”, een input scherm verschijnt waarin we kunnen invullen of we een Z of een W-opstelling willen
Figuur 5.15
Als de opstelling juist is maar punt 3 was gewoon verkeerd ingesteld dan klikken we nogmaals op de linkermuisknop. We krijgen opnieuw de mogelijkheid om punt 3 in te geven. Als punt 3 juist ingegeven is kunnen we de cardanas laten tekenen door op “ENTER” te drukken.
Figuur 5.16
Willen we nu aan dit tussenlager een volgende cardanas bevestigen dan doorlopen we nogmaals het programma vanaf het begin. Wanneer we een andere invoer gedaan hebben, we hebben bijvoorbeeld gekozen voor een pomp of een ander type tussenlager, dan zijn alle stappen het zelfde als bovenstaand. Al wat verschild is de uitvoer, er wordt een pomp of een ander type tussenlager getekend in plaats van een standaard tussenlager van 300mm.
50
5.2 Aanmaken van een Symbool Wanneer we een ander symbool willen aanmaken om in het programma te gebruiken, een andere pomp of een ander type tussenlager dan hoeven we in Designecad enkel een tekening van het object te voorzien van drawing handles. Willen we een generator verbinden aan de PTO doormiddel van een cardan, dan maken we van de generator een symbool als volgt: We maken een tekening van de generator
Figuur 5.17
We plaatsen de 2 drawing handles De eerste handle wordt geplaatst in het midden van de flens waar het cardan moet op aansluiten. De 2de handle wordt geplaatst op de aslijn van het symbool, wanneer er een cardan aangesloten moet worden op de andere zijde van het symbool dan moet handle 2 ook in het midden van de flens geplaatst worden.
Figuur 5.18
Het invoeren van een symbool in het programma wordt beschreven in het hoofdstuk werking van het programma. 51
6 Besluiten De opstartfase voor het uitvoeren van dit eindwerk verliep niet erg gesmeerd. Dit kwam voornamelijk omdat over Designecad zeer weinig feedback te vinden valt. Zo zijn er geen tutorials beschikbaar en is de help file eerder beperkt. Designecad werkt goed als men de sneltoetsen kan gebruiken, maar een beginnende gebruiker is zeker niet geneigd om met sneltoetens te werken. Na veel proberen en testen kreeg ik uiteindelijk het programma onder de knie en werden de grote beperkingen van dit programma duidelijk. Designecad is zeker geen slecht programma, maar heeft wel grote beperkingen. Designecad is wel uitgerust met BasicCad. BasicCad is een simpele gemakkelijk aan te leren programmeertaal. De taal zelf heeft wel enkele beperkingen maar volstaat ruimschoots voor toepassingen zoals macro’s. Persoonlijk had ik in eerste instantie wat last met het programmeren, omdat programmeren geen hoofdvak is en niet echt een competentie is die in de lijn van elektromechanica ligt. Door gebruik te gaan maken van BasicCad is het mogelijk om van Designecad een bijna volledig ander programma te gaan maken. Zoals eerder al vermeld lag het programmeren me niet, maar gaandeweg merkte ik wat de mogelijkheden waren. Eens men de taal beheerst en men trekt tijd uit om macro’s te gaan schrijven dan kunnen alle beperkingen van Designecad weggewerkt worden. Het volledige programma kan aangepast worden op maat van de gebruiker. Een macro wordt door de simpliciteit van de taal ook zeer snel zeer lijvig, de macro die voor het tekenen van de cardanlijn zorgt beslaat 42 bladzijden code. Macro’s zijn meestal niet de zeer lijvige programma’s zoals ik heb gemaakt. Macro’s zijn kleine programma’s die de kleine problemen, waar een tekenaar elke dag mee te maken krijgt, probeert op te lossen. Het grote probleem is wel dat men er veel tijd moet voor uittrekken, tijd die voor firma’s zoals Fire Technics zeer duur is. Indien men tekenproblemen die veel voorkomen op vangt met macro’s, dan zou de tijd die uitgetrokken werd om deze te programmeren zich snel uitwinnen, want een tekenprobleem leidt meestal tot knoeiwerk en tijdsverlies. Voor het programmeren van deze macro was een goede kennis van cardanassen en caranlijnen vereist. Ik heb me dan ook moeten bijscholen op het vlak van cardanassen en cardanlijnen. Het deel van mijn eindwerk dat over de cardanassen handelde, zoals de opstellingen, is wat mijn aansprak in dit eindwerk. Ook de uitdaging om een oplossing te zoeken voor een reëel probleem sprak mij aan bij deze opdracht. De macro is zo geprogrammeerd dat de gebruiker wel een beperkte kennis van cardanassen, opstellingen en een cardanlijn moet hebben, wil men het tekenen ervan tot een goed einde brengen. Om er voor te zorgen dat de invoer snel te doorlopen is voor standaard toepassingen heb ik de invoer van alle standaard waarden beperkt. Wil men iets tekenen wat niet veelvuldig gebruikt wordt dan moet de gebruiker extra schermen invullen. Dit heb ik zo geprogrammeerd om het gebruiksgemak te verhogen.
52
Het doel van mijn opdracht bestond er in om het tekenen van een cardanlijn makkelijker te maken. Tijdens mijn stage heb ik zelf een cardanaandrijving getekend. Deze aandrijving heb ik getekend op de oude manier, omdat ik de macro nog aan het opbouwen was. Ik heb aan de cardanaandrijving een halve dag gezwoegd, ermee rekening houdend dat ik Designcad wel onder de knie heb maar dat ik niet echt veel ervaring had. Nadat mijn macro in de testfase zat heb ik, gewoon ter referentie, de aandrijving opnieuw getekend. Het programma toonde direct zijn nut, na enkele ogenblikken was de aandrijving getekend.
53
Bijlage Berekenen van Cardan lijnen we gaan er van uit dat de het center van de PTO in het punt X = 0 en Y= 0 ligt de hoek die de pto maakt noemen we α1 α1 := −4.4deg
°
geef de waarde voor de afstand tussen center pto en center van de pompflens in mm en de hoek die de pompflens maakt in ° Xt := 3000
mm
Yt := 124 mm γ := 0
°
geef de waarde voor de afstand tussen center pto en het center van het eerste tussenlager mm en de lengte van het tussenlager Xtussenlager1 := 1600 Y1 := 150 L1 := 300 X1 := Xtussenlager1 −
L1 2
hoek cardan pto β1 := atan ⎛⎜
X1 ⎞
⎟ ⎝ Y1 ⎠
+ ( α1)
β1 = 79.694deg hoek cardan/flens tussenlager in Z-opstelling α2Z := α1 α2Z = −4.4 deg
X2Z := X1 + cos ( α2Z) ⋅ L1 3
X2Z = 1.749 × 10
Y2Z := Y1 + sin ( α2Z) ⋅ L1 Y2Z = 126.984
54
geef de X-positie van het midden van het tweede tussenlager Xtussenlager2 := 2400 L2 := 300 X3Z := Xtussenlager2 −
L2 2
eerst W dan Z hoek die de cardan maakt met de flens van het tussenlager β3ZWZ := 90deg +
α2Z + γ 2
β3ZWZ = 87.8deg y-positie van de cardanflens van het 2de tussenlager
⎛ α2Z + ⎝ 2
Y3ZWZ := Y2Z + tan ⎜
γ⎞
⎟ ⋅ ( X3Z − X2Z) ⎠
Y3ZWZ = 105.821 α3ZWZ := α2Z + ⎡⎣2 ⋅ ( 90deg − β3ZWZ)⎤⎦ − 15
α3ZWZ = 4.771 × 10
deg
X4ZWZ := X3Z + cos ( α3ZWZ) ⋅ L2 3
X4ZWZ = 2.5 × 10
Y4ZWZ := Y3ZWZ + sin ( α3ZWZ) ⋅ L2 Y4ZWZ = 105.821
55
Lengte cardan 1 2
2
C1ZWZ := X1 + Y1 3
C1ZWZ = 1.458 × 10 Lengte cardan 2
2
C2ZWZ := ( X3Z − X2Z) + ( Y3ZWZ − Y2Z)
2
C2ZWZ = 551.291 Lengte cardan 3 2
C3ZWZ := ( Xt − X4ZWZ) + ( Yt − Y4ZWZ)
2
C3ZWZ = 500.33
Plaats en hoek van tussenlager 1 XT1ZWZ :=
X1 + X2Z 2 3
XT1ZWZ = 1.6 × 10 YT1ZWZ :=
Y1 + Y2Z 2
YT1ZWZ = 138.492 αT1ZWZ := α2Z αT1ZWZ = −4.4 deg Plaats en hoek van tussenlager 2 XT2ZWZ :=
( X3Z + X4ZWZ) 2 3
XT2ZWZ = 2.4 × 10 YT2ZWZ :=
( Y3ZWZ + Y4ZWZ) 2
YT2ZWZ = 105.821 αT2ZWZ := α3ZWZ − 15
αT2ZWZ = 4.771 × 10
deg
56
0 0 ⎞ ⎞ ⎛ ⎛ ⎜ X1 ⎟ ⎜ Y1 ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ X2Z ⎟ Y2Z ⎟ ⎜ ⎜ XZWZ := YZWZ := ⎜ X3Z ⎟ ⎜ Y3ZWZ ⎟ ⎜ X4ZWZ ⎟ ⎜ Y4ZWZ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ Xt ⎠ ⎝ Yt ⎠
200
150
YZWZ 100
50
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
XZWZ
57
eerst Z dan W hoek die de cardan maakt met de flens van het tussenlage β4ZZW := 90deg +
α2Z + γ 2
β4ZZW = 87.8deg
X-positie van de flens van het 2de tussenlager X4ZZW := ( cos ( −α2Z) ⋅ 200) + X3Z 3
X4ZZW = 2.499 × 10 Y-positie
Y4ZZW := Yt − ⎡⎣−tan ( 90 ⋅ deg − β4ZZW) ⋅ ( Xt − X4ZZW)⎤⎦ Y4ZZW = 143.231 Y3ZZW := Y4ZZW + tan ( −α2Z) ⋅ L2 Y3ZZW = 158.62
58
Lengte cardan 1 2
2
C1ZZW := X1 + Y1 3
C1ZZW = 1.458 × 10 Lengte cardan 2
2
C2ZZW := ( X3Z − X2Z) + ( Y3ZZW − Y2Z)
2
C2ZZW = 551.792 Lengte cardan 3 2
C3ZZW := ( Xt − X4ZZW) + ( Yt − Y4ZZW)
2
C3ZZW = 500.959
Plaats en hoek van tussenlager 1 XT1ZZW :=
X1 + X2Z 2 3
XT1ZZW = 1.6 × 10 YT1ZZW :=
Y1 + Y2Z 2
YT1ZZW = 138.492 αT1ZZW := α2Z αT1ZZW = −4.4 deg Plaats en hoek van tussenlager 2 XT2ZZW :=
( X3Z + X4ZZW) 2 3
XT2ZZW = 2.4 × 10 YT2ZZW :=
( Y3ZZW + Y4ZZW) 2
YT2ZZW = 150.925 αT2ZZW := −( 90 ⋅ deg − β4ZZW) αT2ZZW = −2.2 deg
59
0 0 ⎞ ⎞ ⎛ ⎛ ⎜ X1 ⎟ ⎜ Y1 ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ X2Z ⎟ Y2Z ⎟ ⎜ ⎜ XZZW := YZZW := ⎜ X3Z ⎟ ⎜ Y3ZZW ⎟ ⎜ X4ZZW ⎟ ⎜ Y4ZZW ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ Xt ⎠ ⎝ Yt ⎠
200
150
YZZW 100
50
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
XZZW
60
hoek cardan/flens tussenlager in W-opstelling α2W := atan ⎛⎜
Y1 ⎞
⎟ ⎝ X1 ⎠
+ ( 90deg − β1)
α2W = 16.212deg X2W := X1 + cos ( α2W) ⋅ L1 3
X2W = 1.738 × 10
Y2W := Y1 + sin ( α2W) ⋅ L1 Y2W = 233.759
61
geef de X-positie van het midden van het tweede tussenlager Xtussenlager2 := 2400 L2 := 200 X3W := Xtussenlager2 −
L2 2
eerst W dan Z
hoek die de cardan maakt met de flens van het tussenlager β3WWZ := 90deg +
α2W + γ 2
β3WWZ = 98.106deg y-positie van de cardanflens van het 2de tussenlager
⎛ α2W + γ ⎞ ⋅ ( X3W − X2W) ⎟ 2 ⎝ ⎠
Y3WWZ := Y2W + tan ⎜ Y3WWZ = 313.795
α3WWZ := α2W + ⎡⎣2 ⋅ ( 90deg − β3WWZ )⎤⎦ α3WWZ = 0 deg X4WWZ := X3Z + cos ( α3WWZ ) ⋅ L2 3
X4WWZ = 2.5 × 10
Y4WWZ := Y3WWZ + sin ( α3WWZ ) ⋅ L2 Y4WWZ = 313.795
62
Lengte cardan 1 2
2
C1WWZ := X1 + Y1 3
C1WWZ = 1.458 × 10 Lengte cardan 2
2
C2WWZ := ( X3W − X2W) + ( Y3WWZ − Y2W)
2
C2WWZ = 567.601 Lengte cardan 3 2
C3WWZ := ( Xt − X4WWZ ) + ( Yt − Y4WWZ)
2
C3WWZ = 534.81
Plaats en hoek van tussenlager 1 XT1WWZ :=
X1 + X2W 2 3
XT1WWZ = 1.594 × 10 YT1WWZ :=
Y1 + Y2W 2
YT1WWZ = 191.88 αT1WWZ := α2W αT1WWZ = 16.212deg Plaats en hoek van tussenlager 2 XT2WWZ :=
( X3W + X4WWZ ) 2 3
XT2WWZ = 2.4 × 10 YT2WWZ :=
( Y3WWZ + Y4WWZ) 2
YT2WWZ = 313.795 αT2WWZ := α3WWZ αT2WWZ = 0 deg
63
0 ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ X1 ⎜ ⎟ X2W ⎟ ⎜ XWWZ := ⎜ X3W ⎟ ⎜ X4WWZ ⎟ ⎜ ⎟ Xt ⎝ ⎠
0 ⎛ ⎞ ⎜ Y1 ⎟ ⎜ ⎟ Y2W ⎟ ⎜ YWWZ := ⎜ Y3WWZ ⎟ ⎜ Y4WWZ ⎟ ⎜ ⎟ Yt ⎝ ⎠
300
200
YWWZ 100
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
XWWZ
64
hoek die de cardan maakt met de flens van het tussenlage β4WZW := 90deg +
α2W + γ 2
β4WZW = 98.106deg
X-positie van de flens van het 2de tussenlager X4WZW := ( cos ( −α2W) ⋅ 200) + X3W 3
X4WZW = 2.492 × 10 Y-positie
Y4WZW := Yt − ⎡⎣−tan ( 90 ⋅ deg − β4WZW ) ⋅ ( Xt − X4WZW )⎤⎦ Y4WZW = 51.652 Y3WZW := Y4WZW + tan ( −α2W) ⋅ L2 Y3WZW = −6.5
65
Lengte cardan 1 2
2
C1WZW := X1 + Y1 3
C1WZW = 1.458 × 10 Lengte cardan 2
2
C2WZW := ( X3W − X2W) + ( Y3WZW − Y2W)
2
C2WZW = 611.138 Lengte cardan 3 2
C3WZW := ( Xt − X4WZW ) + ( Yt − Y4WZW)
2
C3WZW = 513.08
Plaats en hoek van tussenlager 1 XT1WZW :=
X1 + X2W 2 3
XT1WZW = 1.594 × 10 YT1WZW :=
Y1 + Y2W 2
YT1WZW = 191.88 αT1WZW := α2W αT1WZW = 16.212deg Plaats en hoek van tussenlager 2 XT2WZW :=
( X3W + X4WZW ) 2 3
XT2WZW = 2.396 × 10 YT2WZW :=
( Y3WZW + Y4WZW) 2
YT2WZW = 22.576 αT2WZW := −( 90 ⋅ deg − β4WZW ) αT2WZW = 8.106deg
66
0 ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ X1 ⎜ ⎟ X2W ⎟ ⎜ XWZW := ⎜ X3W ⎟ ⎜ X4WZW ⎟ ⎜ ⎟ Xt ⎝ ⎠
0 ⎛ ⎞ ⎜ Y1 ⎟ ⎜ ⎟ Y2W ⎟ ⎜ YWZW := ⎜ Y3WZW ⎟ ⎜ Y4WZW ⎟ ⎜ ⎟ Yt ⎝ ⎠
200
YWZW 100
0 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
XWZW
67
7 Literatuurlijst CNS, CNS-Premium-Gellenkwellen CNS Premium-Cardanshafts, CD-ROM Drivelines NW, 2002, History of U-joints http://www.drivelinesnw.com/industry_history.html Fire Technics NV, 2006, Geschiedenis. http://www.firetechnics.be/index.php?pageId=10 Fire Technics NV, 2006, Het bedrijf. http://www.firetechnics.be/index.php?pageId=9 Transmissie-assen en drijfbruggen.
68
