INDUSTRIEEL PRODUCTONTWERPEN

KNOTTER TEST RIG AUTOMATED AND VARIABLE SPEED

PROJECT AANGEBODEN DOOR

KEVIN DEGRANDE VOOR HET BEHALEN VAN DE GRAAD VAN BACHELOR

INDUSTRIEEL PRODUCTONTWERPEN HOWEST | ACADEMIEJAAR 2014-2015

Dankwoord

Ik wil van de gelegenheid gebruik maken om iedereen te bedanken die mij geholpen en gesteund heeft. Ik wil CNHi bedanken omdat het mij de kans heeft geboden om er mijn stage en bache‐ lorproef te doen. Tevens een woordje van dank aan Werner Vlaeminck en Sandor Van‐ voren die mij de kans gaven om op de dienst Mechanisch Lab te mogen meewerken. Mijn stagementoren Patrick Blomme en Bjorn Talloen wil ik danken omdat ze altijd voor me klaar stonden als ik vragen had. Ik heb veel bijgeleerd dankzij hun expertise en profes‐ sioneel advies. Ik wil ook de andere collega’s van de dienst Product Validation, Engineering, … bedanken voor de vlotte samenwerking. Ook zou ik graag alle docenten van Howest bedanken, met in het bijzonder mijn stagebe‐ geleider Heino Labeeuw. Speciale dank aan mijn ouders, familie, vrienden en medestudenten voor hun aanmoedi‐ ging en ondersteuning, niet alleen tijdens deze bachelorproef, maar gedurende de ganse opleiding. Kevin Degrande Juni 2015

Abstract

This bachelor’s thesis’s objective is to design a test rig to assess the durability and make comparisons with respect to the square baler’s knot system. The test rig will be an auto‐ mated one. First, the components are defined. In order to reach identical conditions, the test environ‐ ment is automated by means of pneumatic cylinders. The choice of engine is significant, as the pace of the test rig needs to be variable. In order to make comparisons, the test rig has been divided into two parts: a standard sec‐ tion and a test section. The flexible arrangement enables the setting to be easily replaced. In Creo, every detail is drawn in designed in a virtual way. Based on simulations, we can see whether every part fits properly. Finally, a frame with a platform is provided to handle all the components in a safe and easy way. It is essential that the test rig should be well‐structured. This way, errors can be rectified in due time.

Inhoudsopgave Dankwoord .......................................................................................................................................... 4 Abstract .............................................................................................................................................. 5 Inhoudsopgave .................................................................................................................................... 6 Verklarende woordenlijst .................................................................................................................... 8 Inleiding ............................................................................................................................................ 10 1

CNHi Belgium ‐ Zedelgem ................................................................................................... 11

1.1

Bedrijfscontext & werkomgeving ....................................................................................... 11

1.2

Design brief ......................................................................................................................... 11

1.3

Algemene aanpak ............................................................................................................... 12

1.4

Wat is een square baler? .................................................................................................... 13

1.4.1

Opraapgedeelte .................................................................................................................. 14

1.4.2

Knopersysteem ................................................................................................................... 15

1.5

CAD‐programma PTC Creo Parametric ............................................................................... 15

2

Concept ............................................................................................................................... 17

2.1

Pakket van eisen ................................................................................................................. 17

2.2

Proces ................................................................................................................................. 17

2.2.1

Ideeën ................................................................................................................................. 18

2.2.2

Blokschema ......................................................................................................................... 19

2.2.3

Bepaling componenten ....................................................................................................... 19

2.2.3.1 Motor .................................................................................................................................. 19 2.2.3.2 Baalsimulatie....................................................................................................................... 21 2.2.3.3 Disassembleren ................................................................................................................... 23 2.3

Concept ............................................................................................................................... 25

3

Uitvoering van de proefstand ............................................................................................. 26

3.1

CAD ..................................................................................................................................... 26

3.2

Knoperas ............................................................................................................................. 27

3.2.1

Gearbox‐gedeelte ............................................................................................................... 29

3.2.2

Brake‐gedeelte .................................................................................................................... 30

3.3

Upper twine tensioners ...................................................................................................... 31

3.4

Motor .................................................................................................................................. 32

3.5

Aandrijving .......................................................................................................................... 32

3.6

Bale length adjustment ....................................................................................................... 33

3.7

Plungersimulatie ................................................................................................................. 34

3.8

Baalsimulatie....................................................................................................................... 36

3.9

Lower twine tensioners ...................................................................................................... 37

3.10

Needles ............................................................................................................................... 37

3.11

Opbouw van het frame ....................................................................................................... 38

3.11.1 Knoperframe ....................................................................................................................... 38 3.11.2 Motorframe ........................................................................................................................ 39 3.11.3 Frame .................................................................................................................................. 39 3.11.3.1 Plungerframe ...................................................................................................................... 39 3.11.3.2 Baalframe ............................................................................................................................ 40 3.12

Kostprijs .............................................................................................................................. 40

Conclusie ........................................................................................................................................... 41 Lijst met figuren ................................................................................................................................ 42 Bronnenlijst ....................................................................................................................................... 44 Bijlagen ............................................................................................................................................ 45

Verklarende woordenlijst assembly

bale chamber

 een lasgroep of een montagegroep van meerdere parts  een gietstuk of een lasgroep die na bewerkt moet worden baalkamer

bale length adjustment

aanpasser baallengte

baler

balenpers

break

rem

cam

constrain

nokkenas: dient om een rotatiebeweging om te zetten naar een lineaire beweging vastzetten

crop holding fingers

vingers om het gewas tegen te houden

engaging arm

Inschakelende arm

feeder

aanvoerweg

gearbox

versnellingsbak / tandwielkast

knotter

knoper

lower twine tensioner

onderste touwspanner

needle

naald

part

een virtueel getekend stuk

pickup

opraper

plunger

plunjer / zuiger

precompression chamber

voorperskamer

PTO

Power Take‐Off: aftakking van het motorvermogen

rekstroken

om koppel te meten

simplified representation

simpele voorstelling

skeleton

ruggengraat van een structuur

square baler

vierkante balenpers

stuffer

brengt het gewas in de perskamer

stuffer trip sensitivity

sensorplaat voor het activeren van de stuffer

twine finger

touwvinger

twine finger shaft

as voor de touwvinger

twine guide shaft

as voor de touwgeleiding

twine tensioner

touwspanner

upper twine tensioner

bovenste touwspanner

Inleiding

Deze bachelorproef gaat over het ontwerpen van een knoperproefstand. Het bedrijf CNHi wil het huidig knopersysteem van de baler innoveren. Om dit te doen moeten er eerst tes‐ ten uitgevoerd worden. Dit kan enkel aan de hand van een proefstand. De proefstand moet geautomatiseerd worden en regelbaar zijn in snelheid om te zien of de timing klopt. Zo kan er realistisch getest worden. Maar wat is een square baler en hoe werkt het knopersysteem? Om een antwoord te geven op bovenstaande vragen wordt de bestaande proefstand en het knopersysteem geanalyseerd. Nadien wordt er nagegaan welke componenten er nodig zijn voor de automatisatie. De virtuele opbouw wordt gerealiseerd door alles uit te tekenen in Creo.

10

1 CNHi Belgium ‐ Zedelgem Ik heb stage gelopen in Case New Holland Industrial Belgium NV (CNHi Industrial N.V.), Leon Claeysstraat 3a te 8210 Zedelgem. CNHi Belgium behoort tot de metaalindustrie. Het bedrijf specialiseert zich in het produceren van landbouwmachines. De voornaamste land‐ bouwmachines zijn: maaidorsers, balenpersen en hakselaars. Figuur 1: logo CNHi

De doelgroep die het bedrijf wil bereiken bestaat vooral uit loonwerkers en boeren die gebruik maken van landbouwmachines. CNHi verkoopt machines aan landbouwers wereldwijd verspreid.

1.1 Bedrijfscontext & werkomgeving Binnen CNHi zijn er verschillende afdelingen. Voor mijn stage viel ik onder Product Validation ‐ sta‐ tionary testing – mechanisch design.

Figuur 2: organogram

Stationary testing Op deze dienst worden er proefstanden ontwikkeld. Zo kan er getest worden op de levensduur van een machine en functionele testen. De intentie is om de werkelijkheid zoveel mogelijk te benade‐ ren.

1.2 Design brief Tijdens mijn stageopdracht ben ik gestart met mijn bachelorproef. Het ontwerpen van een proefstand van het knopersysteem van een square baler, ondertussen rekening houdend met volgende punten: ‐ De bestaande knoperstand te automatiseren; ‐ Uitbreiden met een tweede knoper; ‐ Alles moet wel nog steeds gemakkelijk gedemonteerd kunnen worden; ‐ Het toerental van de knoperas tussen 1 en 50 toeren/min te laten variëren. 11

1.3 Algemene aanpak Ik ben gestart met het analyseren van de testaanvraag. Het ontwerpen van de proefstand is een samenwerking tussen het mechanisch en elektrisch lab. Ik was verantwoordelijk voor het mechanisch gedeelte. Een mede‐stagiair was verantwoordelijk voor het elektrisch gedeelte. Aan de hand van filmpjes en de bestaande knoperproefstand ben ik nagegaan hoe de knoopcyclus functioneert. Figuur 3: bestaande proefstand

Het proces dat moet geautomatiseerd worden, is de simulatie van een baal. Ik heb schetsen gemaakt van de touwroute en de beweging ervan, zodanig dat ik bij vragen en be‐ denkingen naar de schetsen kon teruggrijpen. Zo moest ik dan niet iedere keer naar de huidige proefstand gaan.

Figuur 4: schetsen uitzetting touwroute + werking

12

1.4 Wat is een square baler? Een square baler of een vierkante balenpers is een machine die aan een tractor wordt gehangen. Het dient om gewassen op te rapen en deze te persen tot balen of met andere woorden rechthoekige pak‐ jes. Stro‐ en hooibalen zijn de bekendste baalsoorten. Voor de bio‐ industrie worden balen van koolzaad en maïsstengels gemaakt. Figuur 5: baler (CNHi)

Een baal kan 400kg tot 800kg wegen, afhankelijk van de densiteit van de baal. Een baal heeft een afmeting van 120cm breedte x 90cm hoogte x 250cm lengte. De baler kan tot 110 balen per uur maken. Hiervoor is een tractor nodig met een vermogen van minimum 200kw. Een square baler bestaat uit een opraapgedeelte, een baalkamer en een knopersysteem. Als we spreken van de voorkant, bedoelen we de rijrichting van de machine. Hieronder een gedetailleerde weergave van de onderdelen (Agriculture, 2013). opraapgedeelte

knopersysteem

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

pickup feeder precompression chamber crop holding fingers stuffer trip sensitivity stuffer plunger

8. 9. 10. 11.

bale length adjustment aandrijfsysteem knoper bale chamber needle

13

1.4.1

Opraapgedeelte

Het gewas wordt opgepakt door de pickup. Dan wordt het al dan niet gesneden. De feeder brengt het gewas in de precompression chamber.

De feeder brengt het gewas in de precompression chamber. Het gewas wordt samengeperst in de precompression chamber. Het wordt tegengehouden door de crop holding fingers.

Als er genoeg gewas is samengeperst, dan wordt de stuffer trip sensitivity geactiveerd. Deze brengt de stuffer in beweging.

De stuffer gooit het gewas in de bale chamber. De crop holding fingers gaan aan de kant. De plunger staat in beginnende slag.

De plunger beweegt naar achteren. De baal wordt gemaakt. Dit proces kan nu opnieuw starten.

14

1.4.2

Knopersysteem

De grootte van de baal wordt be‐ paald met de bale length adjust‐ ment. Dan treedt het knopersysteem in werking.

Als de bale length adjustment geacti‐ veerd is, wordt de engaging arm geac‐ tiveerd. Zo gaan de needles naar boven onder de bescherming van de plunger. Het touw wordt meegenomen. De plunger staat einde slag.

Terwijl de plunger naar voren gaat, wordt de eerste knoop gemaakt. Bij deze is de baal ook af.

De needles gaan naar beneden en ondertussen wordt de tweede knoop gemaakt.

Dit proces wordt gedaan in de tijd dat het gewas wordt voorbereid. Het gehele proces kan opnieuw star‐ ten.

1.5 CAD‐programma PTC Creo Parametric Op vraag van mijn stagebedrijf tekende ik in hun 3DCAD‐programma. Zo kunnen ze het nadien nog zelf openen. Voor mij is het ook gemakkelijk omdat ik dan de bestaande 3DCAD ‐modellen kan gebruiken met alle parameters. Het programma waarmee er gewerkt wordt is Creo (de oude naam is ProE)

De opbouw in CAD gaat als volgt: Er wordt gestart met een hoofdassembly met de naam van de proefstand. Daaronder het skeleton (bijlage 1) waar je alles naartoe constraint. Een skeleton kan je enkel plaat‐ sen in een assembly. Dezelfde skeleton kan je in meerdere assembly’s gebruiken. Het skeleton wordt gezien als de ruggengraat van de assembly. Daarin leg je vast waar alles zal komen. Bij een aanpassing binnen het skeleton zal alles wat eraan vast hangt mee veranderen.

Indien er iets misloopt met de assembly of part, dan zie je onmiddellijk in welk gedeelte er een fout is. Door te werken met een skeleton kan je met meerderen aan hetzelfde project werken. Ieder part en assembly krijgt een uniek nummer. Iedere tekenaar heeft een apart boek met unieke nummers. Van zodra je start met een eigen assembly of part, gebruik je het volgende nummer en noteer je er in het boek een omschrijving bij. 15

Een part is een virtueel getekend stuk. Een assembly is: ‐ een lasgroep of een montagegroep van meerdere parts; ‐ maar eveneens van een gietstuk of een lasgroep die na bewerkt moet worden. De parts en assembly’s die we krijgen van engineering zetten we in een aparte map. In Creo selec‐ teren we de parts die we nodig hebben, maar er worden geen aanpassingen gedaan aan hun as‐ sembly’s. Dit wordt gedaan aan de hand van simplified representation. De reden om het zo te doen, is omdat alles moet corresponderen met het programma om werkor‐ ders uit te schrijven. Om 2D‐tekeningen van de productieparts op te vragen wordt I‐viewer gebruikt.

16

2 Concept

2.1 Pakket van eisen Tijdens mijn stage en ook tijdens mijn aanwezigheid voor de bachelorproef werd de opdracht re‐ gelmatig gewijzigd. De wijzigingen zijn er gekomen door overleg met de andere betrokken diensten (o.a engineering, field testing, innovation, ...) De volledige test request voeg ik als bijlage (2) toe. Het pakket van eisen vind je hieronder: Test rig should meet the following requirements: - Continuous variable rotation speed from 1 to 50 rpm - 2 knotters next to each other - complete testrig with same arrangement as on a tandem/high baler - plunger + bale expansion simulation to create tension on the twine during knottercycle - automatic twine re‐routing to simulate new bale formation (it should be possible to make at least 100 knotter cycles without manual intervention) - easy knotter cam gear swapping without total disassembly of the knotter shaft - seperate twine finger and tucker arm cam for each knotter - easy change for twine finger and tucker arm cam - mechanical + electrical balelength trip system as on baler - equal knotter pto set‐up as on high baler - possibility to rollback knotter‐axle by hand (with tool) - platform to stand on and offers good reachability to knotters - possible to move whole testrig with a forklift The current knotter test rig (fieldtest baler building 08) is a good reference for the new test rig Current production assemblies 6 knotters: Knotters: 84220240 Needles: 84216287 Lower twine tensioners: 84220377 Following measuring points are necessary: Torque knotter1 Torque knotter2 Torque brake Force twinefinger‐rod 1 & 2 Following measuring points should be possible (not forseen): Force knife arm1 & 2 Force reset lever Force needle yoke rod Twine tension on 4 locations

2.2 Proces Iedere proefstand krijgt een uniek nummer. In een map wordt alle documentatie en belangrijke mails bijgehouden. Zo kan de opvolging vlot gebeuren. 17

2.2.1 Ideeën Hieronder kan je enkele ideeën terugvinden omtrent baalsimulatie en hoe je de tweede ”knotter” kan vervangen zonder alles te disassembleren. Ik heb verschillende ideeën voorgelegd. Ondertus‐ sen heb ik verder nagedacht over hoe het touw kon verwijderd worden.

Figuur 6: ideeën baalsimulatie

18

Figuur 7: ideeën vervangen knotter

2.2.2 Blokschema Van iedere proefstand wordt er een blokschema (bijlage 3) gemaakt. Aan de hand van dit blok‐ schema kan je zien welke componenten er nodig zullen zijn en waar deze worden geplaatst. Als er meetpunten voorzien worden, worden deze erbij geplaatst. Zo is het voor iedereen van de dienst duidelijk wat er moet voorzien worden en wat er moet gebeuren. Bij wijzigingen wordt het blokschema steeds aangepast. Tevens is er een stappenplan (bijlage 4) opgemaakt om duidelijk te maken wanneer alles in actie treedt. Het blokschema en het stappenplan werden in Excel opgemaakt. Zo kan iedereen het openen en wijzigingen doorvoeren. 2.2.3

Bepaling componenten

2.2.3.1 Motor Voor de bepaling van de aandrijfmotor werd de K42 drive schematic (bijlage 5) en de koppelcurve (bijlage 6) opgevraagd. Uit het schema bleek dat de gearbox een reductieverhouding heeft van 6,18. De knoperas heeft een koppel nodig van 400Nm aan de gearbox‐ingang voor de 2 knopers en de brake. De knoperas moet regelbaar zijn tussen 1 tot 50 toeren/min. 19

Het vermogen van de motor werd uitgerekend aan de hand van onderstaande formule. 400. 50. 6,18 . 12.9 9550 9550 We hebben verschillende types van motoren vergeleken. De motor moeten we kunnen up‐en down‐speeden. We moesten rekening houden met de veldverzwakking (bijlage 7) omdat we een constant koppel nodig hebben. Als we de motor up‐speeden, zal zijn koppel dalen. Het toerental bij de gearbox‐ingang moet tussen de 6 en 310 toeren/min bedragen. We kiezen om te werken met een motor en reductor, omdat we dan het toerental in het gewenste gebied kunnen brengen. Deze berekeningen werden in Excel uitgewerkt. Zo konden we snel nieuwe berekeningen uitvoeren en vergelijken.

Figuur 8: berekening motor

20

We hadden oorspronkelijk gekozen voor een motor‐reductor ‐ type Ot3633 7.92 S H V5 MI 4P LS 160 LR (ORTHOBLOC 3000 / LS, 2015). We toetsten met de firma Emerson af of dit de juiste keuze was. De firma Emerson stelde voor om een motor–reductor ‐ type Ot3633 5.0 S H V5 MI 4P LSMV160LUR 15kW LS2/IE2 (bijlage 8) te gebruiken. Deze motor is beter geschikt om op een lager toerental te draaien en hierdoor mag de reductie‐verhouding kleiner zijn. 2.2.3.2 Baalsimulatie Ons eerste idee was om te werken met 4 lange cilinders op hydraulica en 8 korte cilinders op pers‐ lucht. Aan de hand van een dynamometer hebben we op de proefstand de kracht gemeten om het touw naar achteren te trekken. Het resultaat was 100N maar doordat er een knoop door de twine tensi‐ oners moest getrokken worden, kon de kracht 3 à 10 keer groter worden. We gingen dit later be‐ veiligen zodat er geen knoop door de twine tensioners zou getrokken worden. Hieronder kan je de berekening vinden van de werkdruk van de cilinders op hydraulica.

Figuur 9: berekening cilinders

Na berekening blijkt dat er maar een werkdruk van 6bar nodig is. Hierdoor is het niet aangeraden om te werken op hydraulica. We hebben besloten om alles te laten werken op perslucht.  Korte cilinders Voor de korte cilinders dachten we om te werken met stopcilinders. Deze cilin‐ ders kunnen grote zijwaartse krachten opvangen. Het nadeel is dat ze een te korte slag hebben. We hebben beslist om te werken met standaardcilinders. Aan deze cilinders worden de rod eye’s bevestigd. Door met rod eye’s te werken, vermijden we uitlijningsfouten. Daaraan worden assen gemonteerd die door DX‐bussen ge‐ leiden.

Figuur 10: rod eye

21



Lange cilinders Voor de lange cilinders hebben we gekeken naar externe geleidingen die reeds bestaan. De be‐ staande geleidingen zijn maar in een lengte beschikbaar tot 500 mm. Onze cilinders zijn langer dan 600 mm, dus moesten we zelf een geleiding maken. Daaromtrent hebben we samengezeten met de firma D’hont, een leverancier van Norgren. Zij hebben expertise in verband met cilinders en brachten ons op het idee om te werken met Lintracilinders. Figuur 11: Lintracilinder

Om na te gaan welke slag ze nodig hebben en of het zou functioneren, werd de Lintracilinder ruw uitgetekend in CAD. We hebben dit grondig bekeken. Er zouden er maar twee nodig zijn omdat ze in het midden worden geplaatst. Op onderstaande tekening zie je hoe de hoeken uitgezet zijn. Zo kon er bepaald worden hoe de krachten op de Lintracilinders zouden inwerken.

Figuur 12: uitzetting touwroute + hoeken

 Onderzoek Lintracilinders We hebben berekeningen gemaakt van het slechtst mogelijke scenario van hoe de Lintracilinders zouden gebruikt worden. Doordat er meerdere krachten op de cilinder gezet worden, moeten we volgende formule gebrui‐ ken. Mx My Mz Fy Fz 1 Mx max My max Mz max Fy max Fz max De gegevens van de verschillende cilinders werden in Excel uitgezet. Zo kon er vlot gekozen worden welke cilinder we zouden gebruiken. Uit deze berekeningen werden er waarden behaald die te dicht bij de grens van 1 lagen. We heb‐ ben meer uitleg gevraagd omtrent de formule en of de berekeningen correct waren (bijlage 9). 22

De firma Norgren gaf mee dat we vergeten waren rekening te houden met de kracht Fz. Als de kracht gelijk is aan 613N, dan overschrijven we de toegelaten waarde. De oplossing kan zijn twee Lintracilinders parallel zetten en aan elkaar koppelen, waardoor ze synchroon lopen. Ofwel een ander systeem gebruiken. We hebben de berekeningen (bijlage 10) opnieuw uitgevoerd en besloten om ons eigen systeem te ontwerpen, omdat we anders 4 Lintracilinders nodig hadden. We hadden geen 100% zekerheid dat er niet meer krachten opkwamen. In het begin moest er geen knoop door de twine tensioners getrokken worden. Hierdoor kon de kracht 3 keer hoger worden. Het is moeilijk om teveel kracht op de Lintracilinders te beveiligen. Ze zijn ook duurder in aankoop dan de standaardcilinders. Er werd beslist om toch te kiezen voor de standaardcilinders met een zelf ontworpen geleiding. Zo was het mogelijk om de geleiding zo sterk te maken als we wensten. Op de site van INA (Schaeffler Technologies AG & Co., KG 2015) hebben we gekeken naar lineaire geleidingen. Daarna hebben we een slede ruw uitgetekend om te weten welke grootte er nodig is. We hebben eveneens bereke‐ ningen uitgevoerd om de buiging van de slede‐as en lagers KS30 te berekenen (bijlage 11). 2.2.3.3 Disassembleren We hebben geopteerd om de bestaande knoperas in tweeën te doen. Om alles gemakkelijk te kun‐ nen demonteren of te vervangen is er gekozen om te werken vanuit het midden. Zo moet niet de ene knoper weggenomen worden om bij de andere te geraken. Om dit tot stand te laten komen, hebben we verschillende ROTEX‐koppelingen vergeleken van KTR (KTR Kupplungstechnik GmbH , 2015). De keuze ging naar een koppeling die uit 5 delen bestaat: een tussenstuk en 2 keer een 2‐ delige koppeling voor op de as. Ieder deel moet extra ondersteund worden omdat we de knoperas in tweeën doen. Daarom kozen we voor een lager die met een concentrische ring wordt vastgezet. Zo kan alles gemakkelijker gedemonteerd worden. We hebben 3 extra lagers nodig omdat de gearbox zelf al gelagerd is. De lagers worden achter de knotter gezet. Bij het verwisselen van de knotter moeten de lagers niet verwijderd worden. Hieronder vind je de berekening of de lagers al dan niet gingen voldoen.

23

Figuur 13: berekening lager knoperas linkergedeelte

Figuur 14: berekening lager knoperas rechtergedeelte

Fra bij het gearbox‐gedeelte bevindt het lager zich in de gearbox. Deze kunnen we niet aanpassen. F is de kracht van het knopersysteem en F2 is de kracht van de brake. C is het dynamisch draaggetal en C0 is het statisch draaggetal van het lager. Besluit L10 en Lh zijn waarden die duidelijk laten zien wanneer het lager niet meer goed is. De lagers kunnen 142 miljoen omwentelingen aan en hebben een levensduur van 47.000 uren. Dan pas moeten deze vervangen worden. S0 is de statische veiligheidsfactor: deze waarde moet gelijk aan of meer dan 1 zijn, omdat de la‐ gers de krachten moeten aankunnen. De waarde is meer dan 4. De lagers zijn zeker geschikt om de krachten op te vangen.

24

2.3 Concept

Figuur 15: concept

Figuur 16: finaal concept

Figuur 17: eindresultaat

25

3 Uitvoering van de proefstand Tijdens de periode voor de bachelorproef hebben we besloten om de opbouw in CAD opnieuw te starten vanaf nul. Door alles opnieuw te assembleren, zetten we een eigen structuur op. De as‐ sembly’s van engineering moeten dan niet aangepast worden. Het skeleton en de structuren moe‐ ten opnieuw opgebouwd worden. De touwroute werd uitgezet in CAD. Zo zien we hoe en waar het touw loopt en zich kan gedragen. Om de opbouw van de proefstand aan te tonen, wordt er gewerkt met afbeeldingen uit CAD om alles duidelijk te kunnen weergeven.

3.1 CAD De opbouw binnen CAD is zoals het zou moeten gemonteerd of gelast worden. Bij aanpassing van parts of assembly’s van engineering, hebben we besloten deze te herassemble‐ ren in assembly’s van ons. Om zeker te zijn dat deze juist geassembleerd worden, hebben we ons op de assembly’s van engineering gebaseerd. Al de parts of assembly’s die getest of gebruikt worden en die zich op de machine bevinden, noe‐ men we engineeringparts (EP) of engineering‐assembly’s (EA). Deze parts krijgen we van de dienst engineering in CAD. Voor de knoperas, upper twine tensioners en het knoperframe hebben we het als volgt gedaan. Om zeker te zijn dat de knoperas juist zou zijn, hebben we geopteerd om te werken vanuit de be‐ staande knoperas‐part. Zo vermijden we fouten. Om dit te doen hebben we de bestaande knoperas in een assembly geplaatst. Onder de assembly hebben we een nieuwe part geplaatst met hetzelfde nummer als de assembly. De nieuwe part werd geometrisch gelinkt aan de bestaande part. Zo kan de knoperas in de nieuwe part bewerkt worden zonder aan de bestaande part te ko‐ men. De knoperas bestaat uit vele subassembly’s. Zo konden we duidelijk maken, wat er maar gedemon‐ teerd moest worden om de knotter te kunnen vervangen. Als bijlage (12) vind je de lijst van alle unieke gebruikte nummers voor de opbouw.

26

3.2 Knoperas

Figuur 18: knotter shaft (EA ‐ CNHi)

Figuur 19: knoperas proefstand

1. 2. 3. 4. 5.

knoperas plaats voor gearbox cam rekstroken & datasysteem lagers

6. 7. 8. 9. 10.

knotter SERAX‐koppeling cardanas inkeping rekstroken brake

De knoperas is in tweeën gedeeld. Zo is het gemakkelijker om de parts zoals de knotter te vervan‐ gen. Eerst was er gedacht om te werken met een ROTEX‐koppeling. Deze koppeling is moeilijker om uit te lijnen. Doordat deze met rubbers werkt, is het mogelijk dat de assen ten opzichte van elkaar niet synchroon blijven qua hoek. Uiteindelijk is er gekozen om de twee delen aan elkaar te koppelen door middel van een cardan en SERAX‐koppelingen (Serax Transmissions, 2015). Zo zijn we zeker dat de assen synchroon blijven en bestaan uit minder onderdelen. Daardoor zijn ze gemakkelijker te disassembleren. Omdat de as uit twee delen bestaat, moet deze gelagerd worden. Zo voorkom je buigingen en ga je slag tegen. De lagers lagen al vast door de diameter van de as. We hebben besloten om lagers te kiezen die met een concentrische ring worden vastgezet zodanig dat alles nog gemakkelijk kan gedemonteerd worden. We hebben dan berekend welke belasting op de lagers zou komen. Dit hadden we al eens berekend, maar door de wijzigingen is alles herberekend.

27

Figuur 20: herberekening lager knoperas linkergedeelte

Figuur 21: herberekening lager knoperas rechtergedeelte

28

Op de knoperas moeten er 3 meetpunten voorzien worden om koppel te meten. Dit wordt gedaan via rekstroken. Om de data uit te lezen, wordt dit gedaan via mannerschijven of via sleepringen. We hebben gekozen om met sleepringen te werken omdat deze goedkoper zijn en ook omdat de knoperas niet veel toeren draait. Iedere sleepring moet ook voorzien worden van rekstroken. Doordat de as een diameter heeft die groter is dan 55mm, zijn we verplicht om met sleepringen te werken met een diameter van 95mm. Om de sleepringen te monteren op de as bestaat er al een systeem in het bedrijf. Dit systeem werd uitgetekend in CAD. Het bestaat uit: 1. sleepring Ø 95mm 2. verloopas 3. lager 4. lagerhuis 5. sluitringen 6. opspanplaat 7. bouten 8. plaat voor montage sleepplaatjes 9. sleepplaatjes

Figuur 22: meetsysteem

Doordat we de as in twee hebben gedeeld en om misverstanden te voorkomen over welk gedeelte er gesproken worden, hebben we het linkergedeelte (standaard), waar de gearbox wordt op ge‐ monteerd, het gearbox‐gedeelte genoemd. Het rechtergedeelte wordt het brake‐gedeelte ge‐ noemd omdat de brake daarop wordt gemonteerd. 3.2.1 Gearbox‐gedeelte Dit is het gedeelte dat standaard blijft omdat je hier moelijker de cam kan vervangen, omwille van de gearbox aan de ene kant en de knotter aan de andere kant. Het gearbox‐gedeelte bestaat uit een knoperas die gebaseerd is op het engineeringpart. Om dit te doen hebben we de bestaande knoperas in een assembly geplaatst. Onder de assembly hebben we een nieuwe part geplaatst met hetzelfde nummer als de assembly. De nieuwe part werd geome‐ trisch gelinkt aan de bestaande part. Zo kan de knoperas in de nieuwe part bewerkt worden zonder aan de bestaande part te komen. Op de knoperas wordt een cam en een knotter gemonteerd. Deze worden op hun plaats gehouden door circlipsen en dikteringen. Het meetpunt is voorzien tussen de cam en het lager. Zo zit deze niet in de weg om aan de knotter te kunnen werken.

29

3.2.2 Brake‐gedeelte Hier hebben we ook een knoperas, een knopersysteem, een cam, een brake, twee meetpunten en twee lagers nodig. Het brake‐gedeelte is zo ontworpen dat de parts die getest en vergeleken worden, gemakkelijk kunnen vervangen of aangepast worden. De bedoeling was om de knoperas identiek te maken zoals op het gearbox‐gedeelte. Dit kon niet meer omdat de as langer is geworden. Om de as achteruit te kunnen draaien is er een zeskantig stuk voorzien op het uiteinde van de as. Dit kan handmatig gedaan worden door middel van een steeksleutel. Er moet een cam voorzien worden. Deze hebben we op het uiteinde van de as geplaatst. Zo kan deze gemakkelijk vervangen worden. De as moet tot op het einde een diameter van 23/16 inch heb‐ ben omdat de cam een engineeringpart is, maar moet wel kunnen verwisseld worden. Er zit een meetpunt voor en achter de knotter. Op het voorste meetpunt worden er rekstroken geplakt in de inkeping. Zo zitten ze niet in de weg als de knoper wordt verwisseld. Vijf draadjes lopen naar de sleepring aan de hand van een gleuf in de as. De sleepring bevindt zich achter de knoper. Zo kan men de data uitlezen. De brake bestaat uit een schijf die op een verloopstuk wordt gemonteerd en uit twee remblokken. De remblokken zijn van plaats veranderd omdat ze in de weg stonden voor de assen van de upper twine tensioners. Het verloopstuk is gebaseerd op het engineeringpart.

30

3.3 Upper twine tensioners

Figuur 23: upper twine tensioner

1. 2. 3. 4.

twine tensioner twine guide shaft twine finger shaft twine finger

Figuur 24: upper twine tensioner (EA ‐ CNHi)

5. 6. 7. 8.

lagers en lagerhuizen arm veer voor twine guide shaft veer voor twine finger shaft

Figuur 25: upper twine tensioner ‐ bovenaanzicht

De upper twine tensioners bestaan uit een gearbox‐ en brake‐gedeelte. Door middel van de cam staan deze synchroon met de needles en het knopersysteem. Daardoor heb je alles twee keer nodig en moesten de twine finger‐ en de twine guide shaft inge‐ kort worden. De assembly’s zijn opnieuw gemaakt. Deze zijn gebaseerd en opgebouwd zoals de engineering‐assembly’s. Deze assen moeten ook gelagerd worden. Dit gebeurde met de lagers en lagerhuizen vanop de machine. De twine tensioners werden in een assembly gezet om zo een simplified representation van te maken. Zo kunnen we de parts die we niet nodig hebben, uitzetten. De twine tensioners moeten op dezelfde positie staan als de knotters. De twine fingers moesten opnieuw geassembleerd worden. Deze bestonden niet in een enginee‐ ring‐assembly.

31

3.4 Motor We hebben gekozen voor een motor en een reductor. Op de as van de reductor kon de flens niet gemonteerd wor‐ den. De as had een te grote diameter. De wanddikte van de flens werd te dun waar de spie‐gleuf zit. We zijn overgegaan naar een reductor met holle as met een spie‐gleuf. Zo konden we onze eigen as met een flens erin monteren. Door er een spie in te leggen, draait de as mee.

Figuur 26: motor‐reductor

Door een bout en sluitring aan de achterkant, wordt de as in de reductor getrokken en wordt deze zo opgespannen. Een GKN‐stuk met spline (GKN‐Walterscheid GmbH, 2015) wordt gemonteerd tegen de flens.

3.5 Aandrijving De aandrijving bestaat uit de PTO van de machine, de knotter‐ gearbox en de engaging‐arm. De engaging‐arm hebben we opnieuw geassembleerd. De PTO en gearbox zijn engineering assembly’s. Deze hebben we ge‐ constraind in onze structuur.

Figuur 27: aandrijving

Het is belangrijk dat de PTO de juiste hoek heeft. Zo is er garantie dat de hoek hetzelfde is als op de machine.

32

3.6 Bale length adjustment

Figuur 28: bale length adjustment (EA ‐ CNHi)

Figuur 29: electr. bale length kit (EA ‐ CNHi)

Figuur 30: bale length adjustment standaard

Figuur 31: bale length adjustment electr.

Beide bale length adjustment werden in de assembly gezet. Via simplified representation kan er gekozen worden welke er zichtbaar moeten zijn. Eveneens kan je de parts uitzetten die niet nodig zijn. Deze worden dan niet weergegeven in de assembly’s erboven. Om de bale length adjustment te bedienen wordt er een 12v dc motor gebruikt in plaats van het sterrenwiel. De motor werd dichter geplaatst. Om deze te bevestigen aan de bale length adjust‐ ment, hebben we dezelfde verbinding gebruikt zoals op de machine. De as is korter gemaakt. De as wordt geschoven in een tussenstuk dat reeds aan de motor vasthangt. De bevestiging ge‐ beurt door een pen die door beiden schuift.

33

3.7 Plungersimulatie Nadat we de slede ruw hadden uitgetekend, hebben we de slede‐assen nog eens opnieuw berekend op buiging. We hebben dit gedaan omdat de assen ten op‐ zichte van elkaar niet kunnen bewegen doordat ze geklemd zitten tussen de slede en de klem‐ blokken. Figuur 32: plungersimulatie

De berekeningen zijn in Excel opgemaakt. Zo zagen we of de assen de juiste diameter hebben. Als er veranderingen moesten gebeuren, konden we snel nieuwe berekeningen uitvoeren. Hieronder vind je de formules die gebruikt werden. . . 4. 1 3. 2. . . . . 4. 1 3. 8. . . . . . .

Figuur 33: buigbelasting van de slede‐assen

20 . 4

34

We nemen assen die sterk genoeg zijn, omdat de kracht afhankelijk is van hoe het touw zich be‐ weegt en of er een knoop door de twine tensioners getrokken wordt. Als er een knoop doorgetrok‐ ken wordt, kan de kracht 3 keer groter zijn. We hebben de positie van de zuigers aangepast zodat de zuigers niet meer duwen maar trekken. Dit is om knik te voorkomen. We hebben verschillende sleden en posities bekeken, alsook hoe we de cilinders zouden zetten. We hebben besloten om de plungersimulatie mee te laten lopen met de machinerichting. We hebben de lengte van de cilinders verlengd omdat de baalsimulatie (zie 3.8) groter werd. De cilinders zijn zo geconstraind dat de stang kan bewegen in de cilinderbehui‐ zing. Zo zijn we zeker hoe ver het kan bewegen. Om de slede optimaal te laten bewegen, hebben we dit gelagerd met lineaire lagers type KS30 van INA omdat deze zelf instellend zijn. Om een correcte uitlijning te verzekeren hebben we de cilinder tussen de geleidingsassen geplaatst en vast gebout tegen de klemblokken. We hebben voor de zekerheid een rod eye gebruikt om de cilinder te bevestigen aan de slede. Zo verminderen we de kans op uitlijningsfouten. De slede bestaat uit een blok waar de lagers in zitten. De lagers worden tussen een inkeping in het blok en een plaat geklemd. De plaat wordt vast gebout. Dan bestaat de slede nog uit de arm om het touw te trek‐ ken. De arm wordt gemaakt uit platen die geplooid worden. Figuur 34: slede

De bovenste plaat wordt over het blok gelegd en loopt tot het midden van het blok. De onderste plaat is een L‐vorm die tot het midden van het blok loopt. Tussen die twee platen wordt een steunribbe gelast. Op de bovenste plaat worden er nog twee platen gelast. Deze steken vooruit omdat ze over de assen van de baalsimulatie komen. Tussen deze platen komt een wieltje. Het touw kan zich dan gemakkelijker verspreiden over de afstand. De arm wordt over het blok geschoven en vast gebout. De slede‐assen worden op het einde vastgeklemd tegen een L‐vormige blok. Deze bestaat uit 3 verschillende onderdelen. Een dikke plaat met 2 countersinkboringen om de assen op te vangen. Met bouten worden ze vastgezet. Deze wordt op de bevestigingsplaat gelast. Tegen deze opbouw worden er nog verstevigingsribben gelast. Figuur 35: bevestigingsblok

35

3.8 Baalsimulatie De werking van de baalsimulatie stond al voor het grootse deel vast van tijdens mijn stage. Tijdens een vergadering werd er beslist om de afstand tussen de cilinders te vergroten. Het was de bedoeling dat de onderste cilinders even hoog staan. Dit was niet mogelijk doordat de achterste cilinders in de needles stonden. De afstand tussen de bovenste en de onderste cilinder moest de hoogte van een baal benade‐ ren en dit is ongeveer rond de 900mm. Figuur 36: baalsimulatie

Doordat er meer meetpunten op de knoperas moesten komen, hebben we de cilinders aan het brake‐gedeelte naar binnen moeten verplaatsen omdat anders de needles mee moesten verande‐ ren. Een van de achterste cilinders moet mee kunnen bewegen om touw te geven aan de knoper op het moment dat er een knoop wordt ge‐ maakt. We hebben gekozen om de bovenste cilinder verend op te stellen. Dit wordt gedaan via een slede. Deze is gebaseerd op die van de plungersimulatie maar 90° gedraaid.

Figuur 37: slede verende opstelling

De bovenste cilinder vooraan moest kunnen bewegen zoals de vaste baal. Dit is om het gewas te simuleren dat terug opzij valt als de plunger naar voren terugkeert. Om dit te doen hebben we dezelfde slede gebruikt als die van de verende opsteling. De beweging wordt met persluchtcilinders gemaakt in plaats van met een veer te werken omdat het gemakkelijk regelbaar is en op deze manier een grotere afstand kan afleggen. Dit is afhankelijk van welk gewas er wordt gesimuleerd.

Figuur 38: slede vaste baal

Aan de cilinders wordt een montageblok van Norgren (Norgren Belgium, 2014) bevestigd en dat wordt dan tegen een gebogen plaat bevestigd . Dit wordt dan op de sledeblok bevestigd. Om de as dat het touw tegenhoudt, goed te kunnen opvangen, wordt deze opgevangen met twee dx‐bussen. De DX‐bussen dienen om lineaire bewegingen toe te laten. Figuur 39: montage cilinder

De DX‐bussen worden gemonteerd in een huis en tegengehouden met een plaat die tegen het huis wordt gebout. De as wordt via een rod eye aan de cilinder bevestigd. Dit is om uitlijningsfouten te verminderen. Het huis wordt op de slede gebout. De onderste cilinders worden om een gebogen plaat gemonteerd. De plaat is verstevigd met ribben die er aan gelast worden. Figuur 40: montageplaat

36

3.9 Lower twine tensioners

Figuur 41: lower twine tensioners

Figuur 42: lower twine tensioners (EA ‐ CNHi)

We hebben de lower twine tensioner in een van onze assembly geplaatst om er zo een simplified representation van te kunnen maken. Zo kunnen we de parts die we niet nodig hebben uitzetten. De twine tensioners moeten op dezelfde positie staan als de knotter.

3.10 Needles

Figuur 43: needles

Figuur 44: needles (EA ‐ CNHi)

We hebben de needles in een van onze assembly gezet om er zo een simplified representation van te kunnen maken. Zo kunnen we de parts die we niet nodig hebben uitzetten. Doordat we de as‐ sembly van engineering in een van onze assembly hebben gezet, wordt de beweging die er zit overgenomen. Zo is het mogelijk om te zien waar er eventueel interferentie kan zijn. De needles moeten op dezelfde positie staan als de knotter.

37

3.11 Opbouw van het frame Het is het best om te werken vanaf de parts naar de grond toe om het frame te ontwerpen. We maken onze eigen profielen uit geplooide platen die gelaserd worden. Zo kunnen we de gaten en gleuven in een keer eruit halen en zit alles al redelijk precies. Als belangrijke parts binnen de tolerantie moeten vallen, wordt er gekozen om te werken met pen‐ en gatverbindin‐ gen. Dan wordt er een tolerantie voorzien van 0.2mm aan al de zijden. Dit wordt gelaserd, dus moet dit in CAD gete‐ kend worden met deze tolerantie. Figuur 45: totale frame

3.11.1 Knoperframe

Figuur 46: knoperframe

Figuur 47: knoperframe (EA ‐ CNHi)

Het frame is gebaseerd op het originele. Doordat de knoperas is verlengd, wordt het frame groter gemaakt. We gebruiken engineeringparts. De twee belangrijkste parts zijn de gebogen platen die onder de grondplaat worden gelast. De grondplaat voor het frame is gebaseerd op het origineel om de be‐ langrijkste posities van de parts te kunnen garanderen. In het midden wordt er een profiel gelast om de lagerhuizen van de twine fingers ‐ en twine guide shaft aan te bevestigen. Figuur 48: plaat knoperframe

Om de brake er aan te monteren is er een profiel voorzien. Om de lagers van de knoperas te monteren, is er een plaat geplooid in een omgekeerde U‐vorm met voetjes. Deze plaat werd verstevigd met ribben die er aan gelast worden en een plaat die tussen de U‐vorm wordt gelast. Zo kan de bovenkant niet doorbuigen. Figuur 49: plaat voor lager

38

3.11.2 Motorframe Ons eerste idee was om dit te maken uit profielen. We waren niet zeker over de correctheid van de hoek. We werken nu met platen. We hebben een grondplaat waar 3 driehoeken worden opgelast. De scherpe hoek van de driehoeken heeft de correcte hoek. Zo hebben we de garantie dat de plaat waar de motor wordt op gemonteerd in de juiste oriëntatie staat . De PTO heeft de juiste hoek. Figuur 50: motorframe

Dan hebben we een rechthoekig frame uitgetekend om het motorframe op te bevestigen. Dit fra‐ me is groter dan nodig om het motorframe te dragen. Er moet daar nog een platform komen om aan de upper twine tensioners te kunnen. Door het frame langer te maken konden we er een plat‐ form van maken. Dit platform is gemaakt uit standaard U‐profielen. 3.11.3 Frame Het frame is gebouwd uit 3 keer de plungerframe. Tussen deze worden er vanboven profielen tussen gelast. Er wordt 2 keer een baalframe gebruikt. Deze worden gelast op 2 profielen die over de korte richting lopen. Vooraan wordt er nog 1 extra staander geplaatst en achteraan een korte versie van het plunjerframe. Figuur 51: frame

Om de needles te monteren worden er profielen tegen het frame gelast. Om een nog steviger constructie te bekomen, worden er 2 profielen over de lange richting ge‐ plaatst. Hiertegen worden de lower twine tensioners gemonteerd via een plaat aan de ene kant en een profiel aan de andere kant. 3.11.3.1 Plungerframe Het plungerframe bestaat uit twee verticale profielen en twee profielen die mee in de richting van de machine lopen. Daarop ligt er een profiel dat maakt dat het frame terug horizontaal wordt. Er is een klein deel van een profiel gebruikt om de afstand tot de plungersimulatie te kunnen overbruggen. Voor de stevigheid zijn er profielen voorzien tussen de schuin lopende profielen. Figuur 52: plungerframe

39

3.11.3.2 Baalframe De baalframe is gemaakt uit 6 verticale profielen en 3 horizontale. Deze worden aan elkaar gelast. Tussen de eerste 2 en de middelste 2 komt er nog een profiel. Dit profiel is in de hoogte regelbaar. Dit is mogelijk door twee platen tegen de profielen te lassen. In deze platen zijn gaten voorzien. Het profiel dat er tussen geplaatst wordt, heeft aan beide kanten een plaat waar gaten zijn in voorzien. Deze platen worden eraan gelast. Er worden nog 3 profielen bovenop gelast. De ene loopt over de lengte en dient om de twine fingers te kunnen monteren. De an‐ dere loopt van het voorste naar het middelste profiel waar het knoperframe wordt op gemonteerd. Het laatste profiel loopt een stuk lager dan die ervoor. Tegen dit profiel wordt de bale length adjustment en de needles gemonteerd. Figuur 53: baalframe

3.12 Kostprijs Er werden prijsoffertes aangevraagd van zodra we wisten welke componenten er zouden gebruikt worden. De raming van de totale kostprijs van de proefstand is momenteel niet gekend omdat sommige parts nog niet volledig af zijn. Hieronder zie je de prijs van de grootste componenten: Motor: 3.500 € Persluchtcilinders en toebehoren: 10.000€ Meetsysteem: 12.000€ Elektrisch gedeelte: 5.000€ Dus momenteel komen we al op een bedrag uit van 31.000€ en dan werden er nog geen werkuren in rekening gebracht.

40

Conclusie

Het (her)ontwerpen van de proefstand was zeer leerrijk. Ik heb kennis gemaakt met een totaal nieuwe wereld van techniek waarin mijn interesse en nieuwsgierigheid heel erg geprikkeld werden. Een proefstand wordt maar eenmalig opgebouwd. Daarom is een goeie samenwerking tussen alle betrokken diensten belangrijk. Het pakket van eisen werd regelmatig aange‐ vuld, gewijzigd maar toch ben ik in mijn opdracht geslaagd. Hierdoor leerde ik mij flexibel op te stellen en het concept steeds opnieuw weer bij te stel‐ len naargelang de vraag. Het was een project in voortdurende evolutie. Working in progres. De proefstand voldoet momenteel ook aan de gestelde eisen. Hij is geautomatiseerd en heeft een meer flexibele opstelling. De componenten kunnen op een veilige, gemakkelijke manier vervangen worden, waardoor de efficiëntie werd geoptimaliseerd. Op vandaag is het een mooi uitgewerkt concept. Het is een goeie basis om voorlopig mee te werken tot de definitieve uitwerking van de proefstand. Ik heb leren werken met CREO en een pak kennis opgedaan die ik meeneem in de toe‐ komst. Tegelijkertijd heb ik ook gemerkt dat het niet enkel gaat over een technisch proces van ontwerpen, engineering, uitzoeken, uittekenen. Hoe belangrijk het ook is om met collega’s samen te werken, te overleggen, ideeën uit te wisselen om zo tot een ‘geoliede, goedwer‐ kende machine’ te komen.

41

Lijst met figuren Figuur 1: logo CNHi ............................................................................................................................ 11 Figuur 2: organogram ........................................................................................................................ 11 Figuur 3: bestaande proefstand ........................................................................................................ 12 Figuur 4: schetsen uitzetting touwroute + werking .......................................................................... 12 Figuur 5: baler (CNHi) ........................................................................................................................ 13 Figuur 6: ideeën baalsimulatie .......................................................................................................... 18 Figuur 7: ideeën vervangen knotter .................................................................................................. 19 Figuur 8: berekening motor .............................................................................................................. 20 Figuur 9: berekening cilinders ........................................................................................................... 21 Figuur 10: rod eye ............................................................................................................................. 21 Figuur 11: Lintracilinder .................................................................................................................... 22 Figuur 12: uitzetting touwroute + hoeken ........................................................................................ 22 Figuur 13: berekening lager knoperas linkergedeelte ...................................................................... 24 Figuur 14: berekening lager knoperas rechtergedeelte .................................................................... 24 Figuur 15: concept ............................................................................................................................. 25 Figuur 16: finaal concept ................................................................................................................... 25 Figuur 17: eindresultaat .................................................................................................................... 25 Figuur 18: knotter shaft (EA ‐ CNHi) .................................................................................................. 27 Figuur 19: knoperas proefstand ........................................................................................................ 27 Figuur 20: herberekening lager knoperas linkergedeelte ................................................................. 28 Figuur 21: herberekening lager knoperas rechtergedeelte .............................................................. 28 Figuur 22: meetsysteem .................................................................................................................... 29 Figuur 23: upper twine tensioner ..................................................................................................... 31 Figuur 24: upper twine tensioner (EA ‐ CNHi) ................................................................................... 31 Figuur 25: upper twine tensioner ‐ bovenaanzicht ........................................................................... 31 Figuur 26: motor‐reductor ................................................................................................................ 32 Figuur 27: aandrijving ........................................................................................................................ 32 Figuur 28: bale length adjustment (EA ‐ CNHi) ................................................................................. 33 Figuur 29: electr. bale length kit (EA ‐ CNHi) ..................................................................................... 33 Figuur 30: bale length adjustment standaard ................................................................................... 33 Figuur 31: bale length adjustment electr. ......................................................................................... 33 Figuur 32: plungersimulatie .............................................................................................................. 34 Figuur 33: buigbelasting van de slede‐assen .................................................................................... 34 Figuur 34: slede ................................................................................................................................. 35 Figuur 35: bevestigingsblok ............................................................................................................... 35

42

Figuur 36: baalsimulatie .................................................................................................................... 36 Figuur 37: slede verende opstelling .................................................................................................. 36 Figuur 38: slede vaste baal ................................................................................................................ 36 Figuur 39: montage cilinder .............................................................................................................. 36 Figuur 40: montageplaat ................................................................................................................... 36 Figuur 41: lower twine tensioners .................................................................................................... 37 Figuur 42: lower twine tensioners (EA ‐ CNHi) .................................................................................. 37 Figuur 43: needles ............................................................................................................................. 37 Figuur 44: needles (EA ‐ CNHi) .......................................................................................................... 37 Figuur 45: totale frame ..................................................................................................................... 38 Figuur 46: knoperframe .................................................................................................................... 38 Figuur 47: knoperframe (EA ‐ CNHi) .................................................................................................. 38 Figuur 48: plaat knoperframe ........................................................................................................... 38 Figuur 49: plaat voor lager ................................................................................................................ 38 Figuur 50: motorframe ...................................................................................................................... 39 Figuur 51: frame ................................................................................................................................ 39 Figuur 52: plungerframe ................................................................................................................... 39 Figuur 53: baalframe ......................................................................................................................... 40

43

Bronnenlijst

Geschreven bronnen De Clippeleer, W. & Wellekens, B. (2012). Tabellenboek voor metaaltechniek. Mechelen: Plantijn. Labeeuw, H. (z.j.). Technisch dimensioneren [cursus]. Howest. Productcursus Bigbaler [Trainingshandboek]. (2013‐2014). Zedelgem: New Holland Agriculture Application Description Examples [Catalogus]. (2008, 09 30). Siemens

Digitale bronnen Website Agriculture, N. H. (2013). Digitale productcursus Bigbaler. Zedelgem, West‐Vlaanderen, België. CNHi Industrial N.V. (2013). Opgehaald tijdens 2014‐2015 via http://www.cnhindustrial.com/en‐ us/Pages/Homepage.aspx Catalogussen GKN‐Walterscheid GmbH. (2015). Opgehaald op 17 maart 2015 via http://www.gkn‐ walterscheid.de/fileadmin/downloads/spare‐parts‐catalogs/en/Spare‐Parts‐Catalog‐ 2010.pdf KTR Kupplungstechnik GmbH . (2015). Opgehaald op 14 oktober 2014 via http://ktr‐ international.com/en/products/couplings/rotex/standard.htm?frame=nl Norgren Belgium. (2014, 11 4). Opgehaald op 4 november 2014 via http://resources.norgren.com/web_pubs/publicationresults.asp?action=globalsearch&sear chstring=cilinder ORTHOBLOC 3000 / LS, L. (2015). Emerson Electric Co. Opgehaald op 7 oktober 2014 (login CNHi ) via Leroy‐Somer: http://www.leroy‐ somer.com/_popup/en/downloads/catalogues/catalogue.php?ref=4275 Schaeffler Technologies AG & Co. (KG 2015). Opgehaald 20 april 2015 via http://www.ina.de/content.ina.de/en/mediathek/library/library‐detail‐ language.jsp?id=2791138 Serax Transmissions. (2015). Opgehaald op 17 maart 2015 via http://www.serax.fr/Inc/Doc/serax%20catalogue.pdf

Geraadpleegde bronnen Het MCB Boek [catalogus]. (2007, 10de dr.). Nederland: Valkenswaard Productietekeningen 2D [I‐view]. (2013‐2014). Zedelgem: CNHi Zedelgem Engineering Standaard [Informatiemap]. (2013‐2014). Zedelgem: New Holland 44

Bijlagen Bijlage 1: skeleton ............................................................................................................................. 46 Bijlage 2: test request ....................................................................................................................... 47 Bijlage 3: blokschema ........................................................................................................................ 49 Bijlage 4: stappenplan ....................................................................................................................... 50 Bijlage 5: K42 drive schematic ........................................................................................................... 62 Bijlage 6: koppelcurve ....................................................................................................................... 63 Bijlage 7: veldverzwakking ................................................................................................................ 64 Bijlage 8: data sheet motor ............................................................................................................... 69 Bijlage 9: mailverkeer Lintracilinders ................................................................................................ 73 Bijlage 10: berekeningen Lintracilinders ........................................................................................... 77 Bijlage 11: berekening buiging slede‐as en lagers ............................................................................ 78 Bijlage 12: CAD – nummering ........................................................................................................... 85

45

Bijlage 1: skeleton

46

Bijlage 2: test request

47

Bijlage 2: test request

48

Bijlage 3: blokschema

49

Bijlage 4: stappenplan

50


51


52


53


54


55


56


57


58


59


60


61

Bijlage 5: K42 drive schematic

62

Bijlage 6: koppelcurve

63

Bijlage 7: veldverzwakking

64


65


66


67


68

Bijlage 8: data sheet motor

69


70


71


72

Bijlage 9: mailverkeer Lintracilinders

73


74


75


76

Bijlage 10: berekening Lintracilinders

77

Bijlage 11: berekening buiging slede‐as en lagers

78


79


80


81


82


83


84

Bijlage 12: CAD – nummering

uniek nr. omschrijving 84830099 84830100 84830101 84830102 84830103 84830104 84830105 84830106 84830107 84830108 84830109 84830110 84830111 84830112 84830113 84830114 84830115 84830116 84830117 84830118 84830119 84830120 84830121 84830122 84830123 84830124 84830125 84830126 84830127 84830128 84830129 84830130 84830131 84830132 84830133 84830134 84830135 84830136 84830137 84830138 84830139 84830140 84830141 84830142 84830143 84830144 84830145 84830146 84830147 84830148 84830149 84830150 84830151 84830152 84830153 84830154 84830155 84830156

assy knoopsysteem assy knoperas gearbox assy knoperas brake assy cilinder pneu + grijptouw cilinder pneu base cilinder pneu slide vork voet slide staaf assy motor aandrijf flens + as koppeling flens spie 20x12x100 assy slede plunger slede assy slede assy slede Ø20 assy cilinder polo sem assy touw vast buizen Ø30 klem blok assy aandrijf motor bale lengte montage assy knoperas montage assy motor naaldjuk assy baallengte controle assy tentions assy onder tentions assy boven montage assy plunjer cilinder montage assy bale cilinder montage assy knoperas front montage assy eerste deel knoperas en gearbox knoperas gearbox - binderdeel knoperas brake - lagergedeelte knoperas brake - knoperdeel assy sin plunjer links slede links assy bak length adjustmect mech + elekt assy lower twine tensioners assy needles assy enginering twine guide assy tensioner pre assy stuk om achteruit te kunnen draaien brake assy brake pre platform ruw slede verste 2 knoper as deel 2 versie 16/03/2015 lasgroep fingershaft deel 2 brake kant montage fingershaft brake kant lasgroep twine guide shaft brake montage twine guide shift brake lasgroep connecting mod bale lengte buisconnecting bale lengte flens twine lasnaad en lader montage flens + cordon geroxkoppeling WXN 4830

85

84830157 84830158 84830159 84830160 84830161 84830162 84830163 84830164 84830165 84830166 84830167 84830168 84830169 84830170 84830171 84830172 84830173 84830174 84830175 84830176 84830177 84830178 84830179 84830180 84830181 84830182 84830183 84830184 84830185 84830186 84830187 84830188 84830189 84830190 84830191 84830192 84830193 84830194 84830195 84830196 84830197 84830198 84830199 84830200 84830201 84830202 84830203 84830204 84830205 84830206 84830207 84830208 84830209 84830210 84830211 84830212 84830213 84830214 84830215


geroxkoppeling WXN 6035 huis baal sim onderkant afdekplaat huis baal sim assy slede baal sim verende opstelling as Ø20 - baal sim slede baal sim cilinderbehuizing + bevestiging klein cilinder stang + rodeye klein cilinder klein cilinders behuizing + bevestiging plunjer sim cilinder stang + rodeye plunjer sim cilinder plunjer sim klemblok / montage blok plunjer sim bussen slede bale sim voetcilinder bale sim klemblok bale sim stuk namer Ø55,562 sim vaste baal as Ø20 - sim vaste baal bevestiging plaat montage slede vaste baal as twine guide shift brake assy twine guide shift gearbox assy montage twine guide shift gearbox as twine guide shift gearbox as twine finger shift brake as twine finger shift gearbox as montage twine finger gearbox las montage twine finger huis baal sim afdekplaat voet cilinder klein baalsim opspanstuk groot opspanstuk klein assy lasgroep driehoek motor frame plaat profiel motor frame vlak plaat profiel motor frame schuin assy lasgroep assy hoofdgroep motor frame plaat profiel motor frame vlak boven plaat profiel motor frame plaat motor frame L profiel plaat frame motor lasgroep motor frame versie 2 rib plaat frame motor rondel M12 Ø90 hoekplaat plunjer frame plaat motor frame slede blok plunjer borgplaat slede plaat bevestigen rod eye lasgroep borgplaat + bevestigingsplaat slede montage groep slede plunjer plaat slede touw plaat onder slede touw lasgroep plaat slede touw trekplaat touw rechter verstevigingsplaat 50 x 23,5 verstevigingsplaat 20 x30

86

84830216 84830217 84830218 84830219 84830220 84830221 84830222 84830223 84830224 84830225 84830226 84830227 84830228 84830229 84830230 84830231 84830232 84830233 84830234 84830235 84830236 84830237 84830238 84830239 84830240 84830241 84830242 84830243 84830244 84830245 84830246 84830247 84830248 84830249 84830250 84830251 84830252 84830253 84830254 84830255 84830256 84830257 84830258 84830259 84830260 84830261 84830262 84830263 84830264 84830265 84830266 84830267 84830268 84830269 84830270 84830271 84830272 84830273 84830274


trekplaat touw links wieltje touw as voetplaat bale sim hoofdgroep knoper frame lasgroep knoper frame profiel knoper C-profiel 128 grondplaat knoperframe ondersteunblok knoperframe L-profiel brake lasgroep lagersteun C-profiel boven 300 C-profiel zijkant plaat lager steun steunplaat lager steun rik lager steun las plaat knoperframe L-plaat knoperframe afdekplaat selde bale sim las afdekplaat slede bale sim trekplaat bale sim las knoperframe plaatprofiel twine finger profiel knoper frame profiel plunjer sim las frame plunjer sim profiel frame platform plunjer sim rib plunjer sim profiel plunjer sim rib platformprofiel L-plaat naaldjuk bevestiging plaat bale sim las bevestigingsplaat bale sim ribbe bevestigingsplaat bale sim las frame bale sim boven las frame bale sim C-profiel bale sim C-profiel bale sim rechtstaand bevestiging plaat bale sim onder C-profiel bale sim ond bevestiging L310 las bevestiging profiel bale sim ribbe bale sim versteviging plaat C-profiel bale sim onder voorkant 900 C-profiel bale sim achter ond C-profiel baalcontrol profiel plunjer sim + bale sim lasgroep bale sim boven achter profiel bale sim achter boven ribbe knoper frame profiel bale sim frame las frame knoperondersteuning profiel knoperframe ondersteuning bevestiging plaat bale sim + as bevestiging plaat as bale sim plaat bevestiging bale sim ribbe bevestigingsplaat montage bale sim frame

87

84830275 84830276 84830277 84830278 84830279 84830280 84830281 84830282 84830283 84830284 84830285 84830286 84830287 84830288 84830289 84830290 84830291 84830292 84830293 84830294 84830295 84830296 84830297 84830298 84830299 84830300 84830301 84830302 84830303 84830304 84830305 84830306 84830307 84830308 84830309 84830310 84830311 84830312 84830313 84830314 84830315 84830316 84830317 84830318


plaat voor vaste baal te verhogen las profiel + plaat profiel plaat profiel plunjer frame + steun knoperframe profiel plunjer frame lengte 761,8 profiel plunjer frame lengte 640 bevestigingsplaat plunjer cilinder las bevestigingsplaat plunjer cilinder ribbe bevestigingsplaat plunjer cilinder profiel frame versteviging motor bale lengte control profiel plaat voor ophanging bale lengte control profiel naaldjuk ophanging profiel lower twine tensions hoofdplaat lover twine tensions profiel ophanging naaldjuk profiel ondersteuning frame sleepringbuis boring 55,56 B/8403010 lagerhuis 84080311 afdekplaat sleepring 84080312 arm koppelmeter sleepring borstelsteuntje 84039346 las lagersteun 1 lagersteun 1 steunplaat lagersteun plaatmontage lowe twine tensions profiel naaldjuk las motor frame profiel motor frame las kader motor frame profiel kader motor frame profiel kadere motor frame C-profiel 160 koeler frame motor C-profiel 160 koeler frame motor lengte 947,4 C-profiel 160 koeler frame motor traanplaat motorframe 1820x1320x2,5 las frame knoper traanplaat knoperframe profiel balo sim acheter profiel balo sim voor assy touwroute knoperframe assy frame balenpers + touwkast touwroute

88

KNOTTER TEST RIG AUTOMATED AND VARIABLE SPEED

DIT EINDPROJECT IS EEN PROEFSTAND DIE ONTWORPEN IS VOOR CNH INDUSTRIAL ZEDELGEM. DE PROEFSTAND DIENT OM DE LEVENSDUUR TE TESTEN EN VERGELIJKINGEN TE DOEN OP HET KNOPERSYSTEEM VAN DE SQUARE BALER. DOOR MIDDEL VAN PERSLUCHTCILINDERS IS DE PROEFSTAND GEAUTOMATISEERD. ZO KAN ER STEEDS ONDER DEZELFDE OMSTANDIGHEDEN GETEST WORDEN. DE PROEFSTAND BESTAAT UIT EEN LINKERGEDEELTE ZOALS STANDAARD OP DE BALER EN EEN RECHTERGEDEELTE WAAR DE COMPONENTEN WORDEN GETEST. DOOR DE FLEXIBELE OPSTELLING IS ALLES MAKKELIJK TE VERVANGEN. KEVIN DEGRANDE

INDUSTRIEEL PRODUCTONTWERPEN

Recommend Documents