MISKOLCI EGYETEM. GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE 3515 Miskolc-Egyetemváros. Feladat címe: Készítette: KAZSIK TAMÁS

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE 3515 Miskolc-Egyetemváros

SZAKDOLGOZAT

Feladat címe:

GÖRDÜLŐPAPUCS CSALÁD TERVEZÉSE

Készítette:

KAZSIK TAMÁS

Tervezésvezető:

DR. TAKÁCS GYÖRGY Egyetemi docens Miskolci Egyetem Szerszámgépek Tanszéke

Konzulens:

DR. SZILÁGYI ATTILA Egyetemi docens Miskolci Egyetem Szerszámgépek Tanszéke

2013. november 22.

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

EREDETISÉG NYILATKOZAT Alulírott …………………………………………; Neptun kód:……………………... a Miskolci Egyetem Gépészmérnöki és Informatikai Karának végzős…………szakos hallgatója ezennel büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában nyilatkozom és aláírásommal igazolom, hogy …....................................................................................................................................... című szakdolgozatom/diplomatervem saját, önálló munkám; az abban hivatkozott szakirodalom felhasználása a forráskezelés szabályai szerint történt. Tudomásul veszem, hogy szakdolgozat esetén plágiumnak számít: - szószerinti idézet közlése idézőjel és hivatkozás megjelölése nélkül; - tartalmi idézet hivatkozás megjelölése nélkül; - más publikált gondolatainak saját gondolatként való feltüntetése. Alulírott kijelentem, hogy a plágium fogalmát megismertem, és tudomásul veszem, hogy plágium esetén szakdolgozatom visszautasításra kerül.

Miskolc, ..................... év ……………………………hó …………………nap

………………………………………………………. Hallgató

Gördülő papucs család tervezése 3


1. TARTALOMJEGYZÉK 1.

TARTALOMJEGYZÉK.......................................................................................................................... 4

2.

BEVEZETÉS........................................................................................................................................ 6

3.

ABSTRACT ........................................................................................................................................ 7

4.

SZABADALOMKUTATÁS.................................................................................................................... 8 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5.

5.

SÚRLÓDÁSMENTES CSAPÁGY EGYSÉG .................................................................................................. 8 GÖRGŐS PAPUCS FELÉPÍTÉS ............................................................................................................ 11 CIRKULÁCIÓS GÖRGŐS PAPUCS ÁLLÍTHATÓ ELŐFESZÍTÉSSEL ................................................................... 13 LINEÁRIS VEZETŐKÉSZÜLÉK ............................................................................................................. 14 LINEÁRIS VEZETÉKEGYSÉG .............................................................................................................. 17

PIACKUTATÁS ................................................................................................................................. 19 5.1. NIPPON THOMSON CO. LTD.; IKO INTERNATIONAL INC. ........................................................................ 19 5.1.1. Vezetékekkel szerelt egységek ............................................................................................... 20 5.2. NSK LTD. .................................................................................................................................. 24 5.2.1. Gördülőelemes egyenes vonalban mozgó csapágy ................................................................. 24 5.3. THK LTD. .................................................................................................................................. 24 5.3.1. Lineáris vezetékek golyós kocsival .......................................................................................... 25

6.

A TERVEZÉS MUNKAFOLYAMATA ................................................................................................... 26 6.1. A FELADAT PONTOSÍTÁSA .............................................................................................................. 28 6.2. A KONCEPCIÓKÉPZÉS FOLYAMATA .................................................................................................... 29 6.3. KÖVETELMÉNYEK FELÁLLÍTÁSA ........................................................................................................ 31 6.3.1. Lineáris vezetés követelményei: ............................................................................................. 32 6.3.2. Soros kinematikájú gépek egymásra épülő mozgásláncainak követelményei: ......................... 36 6.3.3. Sokoldalú felhasználhatóság és alkalmazási tartomány követelményei: ................................. 36 6.4. ABSZTRAKCIÓ ............................................................................................................................. 38

7.

FUNKCIÓSTRUKTÚRA FELÁLLÍTÁSA................................................................................................. 41 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. 7.5. 7.6. 7.7. 7.8.

8.

FUNKCIONÁLIS KAPCSOLAT ............................................................................................................. 41 ÖSSZFUNKCIÓ ............................................................................................................................. 42 RÉSZFUNKCIÓKRA BONTÁS ............................................................................................................. 42 A RÉSZFUNKCIÓKAT TELJESÍTŐ MEGOLDÁSI ELVEK KERESÉSE .................................................................... 43 A LEHETSÉGES MÓDSZEREK ............................................................................................................ 44 A MEGOLDÁSI ELVEK ÖSSZEFOGLALÁSA.............................................................................................. 45 A MEGFELELŐ MEGOLDÁS KIVÁLASZTÁSA ........................................................................................... 48 A KONCEPCIÓVÁLTOZATOK KONKRETIZÁLÁSA ...................................................................................... 48

A MEGTERVEZÉS ............................................................................................................................. 51 8.1. 8.2. 8.3.

A MEGTERVEZÉS MUNKALÉPÉSEI ...................................................................................................... 51 A KIALAKÍTÁST MEGHATÁROZÓ KÖVETELMÉNYEK: ................................................................................ 51 A KIALAKÍTÁST MEGHATÁROZÓ FŐFUNKCIÓ HORDOZÓK ......................................................................... 53


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR 8.4. A SZERKEZETI KIALAKÍTÁST MEGHATÁROZÓ FŐFUNKCIÓ-HORDOZÓK KIALAKÍTÁSA VÁZLATOSAN ........................ 54 8.5. AZ ELŐTERVEK BÍRÁLATA ............................................................................................................... 54 8.6. MÉG NEM VIZSGÁLT FŐFUNKCIÓ HORDOZÓK ...................................................................................... 56 8.7. SZÜKSÉGES MELLÉKFUNKCIÓK ......................................................................................................... 57 8.8. FŐFUNKCIÓ HORDOZÓK RÉSZLETES KIALAKÍTÁSA .................................................................................. 58 8.9. MELLÉKFUNKCIÓ HORDOZÓK RÉSZLETES KIALAKÍTÁSA: ........................................................................... 63 8.10. A TERVEK ELLENŐRZÉSE, FUNKCIÓTELJESÍTÉS, MŰKÖDŐKÉPESSÉG , TÉRBELI ÖSSZEFÉRHETŐSÉG STB. ................... 64 8.11. AZ ÉRTÉKELÉS MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGOSSÁGI SZEMPONTBÓL .................................................................. 65 8.12. A FŐTERV KIVÁLASZTÁSA ............................................................................................................... 65 8.12.1. A kiválasztott főterv............................................................................................................. 65 8.13. AZ ÉRTÉKELÉS SORÁN FELISMERT HIBÁK ÉS GYENGEPONTOK .................................................................... 67 8.13.1. Második verzió .................................................................................................................... 67 8.14. VÉGLEGESEN KIALAKÍTOTT FŐTERV ELLENŐRZÉSE HIBÁK, ZAVARÓ HATÁSOK STB. MEGSZÜNTETÉSE .................... 69 8.15. A VÉGLEGES FŐTERV AZ ELŐZETES ANYAGJEGYZÉK ÉS AZ ELŐZETES GYÁRTÁSI-SZERELÉSI ELŐÍRÁSOK ................... 70 8.16. A VÉGLEGES FŐTERV KIVÁLASZTÁSA, ÉS ADATSZOLGÁLTATÁS A KIDOLGOZÁSHOZ ........................................... 70 9.

ÖSSZEFOGLALÁS ............................................................................................................................. 71

10.

TOVÁBBFEJLESZTÉSI LEHETŐSÉGEK ............................................................................................ 72

11.

IRODALOMJEGYZÉK.................................................................................................................... 73



2. BEVEZETÉS A szerszámgépek fejlődése során mindig nagy gondot fordítottak a vezetékek pontosságára. Kezdetben csúszó-súrlódó felületekkel biztosították a lineáris mozgások megvalósítását. A felületek kialakításából adódóan voltak pontatlanságok, illetve a „stickslip”- akadozva csúszás effektus is fellépett, ami befolyásolta a futáspontosságot. Később különböző felületkezelő eljárásokkal növekedtek az élettartamok, amik növelték az élettartamokat, megbízhatóságot. Az egymással érintkező felületeket különböző, kisebb csúszó-súrlódási együtthatóval rendelkező anyagokkal próbálták bevonni, amelyek eredményeként kevesebb hő keletkezett a súrlódásból adódóan. A felületek bevonása is problémát jelentett, és költségesebbé tette a gépek előállítását. Jelentős előrelépés volt az egymáson csúszó felületek helyett gördülő elemek alkalmazása. Csökkentve a súrlódást, kevesebb hő keletkezett, nőtt az élettartam. Újabb, a felhasználást elősegítő konstrukció volt a cirkuláló elemeket tartalmazó egység, amellyel precíz csatlakozó felületen, előfeszítés biztosította a változó terhelések mellett az állandó futáspontosságot. Napjainkban készre szerelt egységeket szállítanak a gyártók, amelyekből a vevők többféle típus, és annak méretsorozataiból választhatnak az igényeiknek megfelelően. Ezek az egységek rögzítési megoldással rendelkeznek valamennyi géptípusra. A szakdolgozat témája egy golyós típusú lineáris vezeték prototípusának megtervezése. A tervezési folyamatban figyelembe veszem mind a piacon kínált típusok adatait, amelyeket a megtervezendő egység csereszabatos kialakításához használom fel, mind pedig a szabadalmakban ismertetett az adott korszakok igényeit kielégítő innovatív megoldásokat, konstrukciókat. A koncepcióképzés folyamatához kidolgozott módszereket használok fel, amik utat mutatnak a tervezés egyes fázisaiban, hozzásegítenek a megoldások feltárásához különböző módszereken keresztül. Az így kapott megoldások közül értékelési módszerekkel kiválasztom az optimálisat, és feltárom a kialakításhoz kapcsolódó követelményeket, rögzített adatokat. A rendelkezésre álló adatokból megalkotom a vezetékegység digitális prototípusát. Gördülő papucs család tervezése 6


3. ABSTRACT The subject of the thesys is a ball type compact linear guideway design. I have studied about patents and commercially available linear guideways, which are meets the requirements of each particular ages, and are includes innovative ideas and constructs. I have used the gained skills about these guideway, which are contributed to design an interchangeable linear guideway, what meets the demand of nowadays consumption. The design process was carried out by applied methods from the engineering solutions. The main points of the design are: 

establishment of requirements summary

 

establishment of structure function conception

The complete of the desgining process, I created the digital prototype with a PLM software.



4. SZABADALOMKUTATÁS A szabadalomkutatás célja, az évtizedek során, az adott korszakoknak megfelelően megismerni az alkalmazott vezetéktípusokat, az újításokat, konstrukció és kialakítás szempontjából, amik majd a tervezési folyamatot segítik elő.

4.1.SÚRLÓDÁSMENTES CSAPÁGY EGYSÉG (US2889181)

Paul Lang, Frederick Vicik 1955. november 29. Ez a találmány az újszerű súrlódásmentes csapágyegységhez, de legfőbbképp az újszerű golyóscsapágy egységhez tartozik.

1. ábra [3] A csapágy oldalnézete A célok között, ez a találmány a súrlódásmentes csapágyegység számára biztosítja a legkisebb gördülési ellenállást, és összeszerelve, szétszedve, megvizsgálva sem veszít el golyót.



2. ábra[3] A csapágy oldalnézete

3. ábra[3] Metszeti ábra

A másik cél, hogy biztosítsa, a csapágyegység számára, ami lehetővé teszi a kis gördülési ellenállással és szerkezeti részegység összeszerelés és szétszedés után is, azokat a pontos beállításokat, amik megszüntetik a rángatás jelenségét. Ezek alapján, a csapágyegységben a szerkezeti részegységek, amik a helyükön tartják a golyókat, a szétesés ellen. Az alapszerkezet és a rögzítő egységek útján, a csapágyegységben a golyók csak egyenes vonalú elmozdulást engednek, és a helyükre beállnak

4. ábra[3] Elölnézet kitöréssel

5. ábra[3] Az összeállítás metszetben

Ebben a formájában a csapágyegység rendelkezik egy futópályával, és alsó illetve felső vezetőpályával. Ezek kiteszik azt a felületet, ami által a helyükön maradnak a golyók vagy görgők. Így a haladó mozgás közben, a golyók vagy görgők cirkulálnak a csapágyegységben



6. ábra[3] Golyóvisszatérítő

7. ábra[3] A golyóvezető metszetben



1. ábra [3].: a csapágyegység elölnézete, ahogyan a Figure 3-n is ábrá-



zolja, takarva a golyókat. 2. ábra[3]: burkolat nélküli nézet, ahogy a 1. ábra [3] ábrázolja a



csapágyat. 3. ábra[3]: metszet a 7-7 vonalon, ahogy a figure 6 is ábrázolja

  

6. ábra[3]: felülnézet, a golyóhordozó alapelrendezéssel 7. ábra[3]: keresztirányú metszet 4. ábra[3]: egy elölnézet, kitöréssel egy dupla golyóvezető pályával.

8. ábra[3] A beszerelt vezeték  

8. ábra[3]: egy élben látszó nézet, a szerelésről 5. ábra[3]: egy keresztmetszet, a 12-12 vonalról a 4. ábra[3]n.[3]

Hátránya ennek a kivitelnek, hogy U sínbe építhető, ami bonyolulttá teszi a kivitelezést. Azonban előnye, hogy különböző irányokból érkező terhelések esetén is nagyon merev.



4.2.GÖRGŐS PAPUCS FELÉPÍTÉS (US4576422)

Fiák László, Derzsényi Sándor, Darin Sándor, Magyar Gördülőcsapágy Művek 1986.március 18. Összefoglaló: A gördülőpapucs nagypontosságú lineáris vezetékek konstrukcióin mozognak más elemeken, ezekkel alkotva egyenes vonalú elmozdulást. A görgő visszatérítő visszatéríti a görgőket, és folyamatosan cirkulálnak a teherviselő elemek. A tartóbetétek a rögzítő hornyokkal együtt biztosítják azt, hogy a görgők cirkulálva haladhassanak, és ne essenek ki a papucsból. A találmány a gördülőpapucs felépítést mutatja be, amely biztosítja a szánok, asztalok, vezeték lineáris mozgását. A konstrukció magába foglalja a lényeges tulajdonságokat a gyárthatóság, és tartósság szempontjából.

9. ábra[4] Az összeszerelt papucs metszete   

10. ábra[4] Keresztmetszete a görgőtartónak

13. ábra[4]: oldalnézet 11. ábra [4]: 13. ábra[4]hátulnézete, a haladás irányával 9. ábra[4]: metszeti ábrázolás a II-II vonalon a 13. ábra[4]án



12. ábra[4] A gördülőelem beépítése

11. ábra [4] Felülnézete a papucsnak   

14. ábra: vertikális hosszmetszet a IV-IV vonalon. 10. ábra[4]: keresztmetszet, a papucs főeleméről. 12. ábra[4]: a megvalósított görgős papucs, a zárt görgő visszatérítőkkel

13. ábra[4] Beépített oldalnézet, és elölnézet A 11. ábra [4] ábrázolt keresztmetszete a fő alkatrésznek megmutatja az összes felületet, és felület beállítást, amely lényegében szerepet játszik az összetevő alkatrészek kapcsolatában, és működésében, ugyanakkor ezek a felületek képviselik a teljes újítást, a találmány szerint az összes ismert konstrukció tekintetében.[4]

14. ábra[3] Hosszmetszet Gördülő papucs család tervezése 12

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Jelentős előnye a nagy teherviselő felület, a könnyű gyárthatóság és pontosság, azonban csak precízen megmunkált és beállított felületeken alkalmazható.

4.3.CIRKULÁCIÓS GÖRGŐS PAPUCS ÁLLÍTHATÓ ELŐFESZÍTÉSSEL (US4730944)

Darin Sándor, Vinkler János, Fiák László, Derzsényi Sándor, Molnár László, Magyar Gördülőcsapágy Művek 1988.márc.15. A találmány a cirkulációs görgős papucs beállítóval. A leejtős hátsó oldalon az egyoldalas ék, amelyet egy csavar állításával lehet szabályozni, a vezető felületen, a beállító készülék és az egyoldalú ék között.

15. ábra[5] Oldalnézetben az előfeszítő

16. ábra[5] Hosszmetszet

A cirkulációs görgős papucsot befogással egy magyar szabadalomként tartják számon a No. 308/82 alapján. Ennek a lényege az egyoldalas ék, és egy lejtős oldalú alkatrész, amit egy állítócsavar szabályoz, ami az ékben van. A megvezetést egy horony biztosítja. A találmány célja, hogy eloszlassa a feltevéseket, és egy költséghatékony, pontos és könnyű görgős papucs legyen gyártható nagyüzembe széles mérettartományban. Tehát a megvalósított görgős papucs, ahogy a nevében is benne van, a konstrukción van állítási lehetőség, amely legalább az egyik oldalon kialakított vezetőhorony hosszában megvezeti. Ez a horony a görgős papucs leejtős hátoldalán lett kialakítva, és a végén a horonynak két irányba forgatható csavarmenettel állítható. Gördülő papucs család tervezése 13

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR A találmány működését a rajzok szemléltetik. 

15. ábra[5]: az összeállított görgős papucsot befogással ábrázolva.



16. ábra[5]: a hosszmetszet a II-II vonalon a 15. ábra[5].[5]

4.4.LINEÁRIS VEZETŐKÉSZÜLÉK (US4615569)

Jiro Hirata 1986. október 7. Összegzés: a lineáris vezetékben magában foglal egy prizmatikus vezetéket a gördülő elemek sokaságával, és axiális irányú hornyokat. A nyereg mint gördülőelem a sínen el van látva tengelyirányban kiterjedő mélyedésekkel, amikben a gördülőelemek futnak két oldalon. A golyó visszatérítő, amely gondoskodik a gördülőelemek folyamatos mozgásban tartásáról, és a cirkuláló mozgásról a papucson belül. A papucs valamennyi eleme fémből készült.

17. ábra[6] Axonometrikus nézet Gördülő papucs család tervezése 14

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Ez a találmány a lineáris vezetékek kategóriájába tartozik, amiben a mozgó „nyereg” elem egy prizmatikus vezetéken mozog. Mivel a lineáris vezeték, gördülő mechanizmust használ, emiatt jelentősen lecsökken a súrlódás a kapcsolódó elemek között, mivel nem a korábban alkalmazott berendezésekben egymáson csúszó elemek mozognak. Ha nem akadoznak, és a megvezetett felület elég nagy, akkor precíz vezetés valósítható meg. Manapság nem ritka, hogy a mozgó tömegeket csúsztatni kell nagy sebességgel, ezen felül nagy pontossággal. Azonban a hagyományos sín és vezetékek általában kemény acélból készültek, ebből fakadóan a képességeik, hogy a rázkódásokat és rezgéseket tompítsák nem túl jók. Így aztán a pontosság gyakran lecsökken. Így aztán a hagyományos vezetékek hátránya a javításra sok időt és kísérletet kívánt.

18. ábra[6] A sín axonometrikus nézete A találmány összefoglalása: a találmány célja, a fentiekben említett sajátos hátrányokat, a technika állása biztosítja a lineáris vezetékekkel való ellátást, ami a rezgést és rázkódást jól elviseli, kialakítása egyszerű, és könnyű. A fentiek eléréshez legalább szükséges az, hogy a sín vagy a papucs, egy külső keretszerű egység legyen, amelyet hajlítással vagy rajzolással alakítunk ki síklemezből, és kitöltjük az elemet (pl.: epoxy betonnal), és kitöltjük az üreget a főalkatrészben. Gördülő papucs család tervezése 15

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR A fő elemnek van egy bizonyos fokú merevsége, másrészt abba az irányba deformálható a lemez, ahol az üreget szeretnénk képezni. Kívánatos dolog valamilyen anyaggal megtölteni az üreget, miután ezek gondoskodnak majd a rezgések csillapításáról.

19. ábra[6] Axonometrikus nézete a kocsinak

20. ábra[6] A golyókkal szerelt kocsi

   

17. 18. 19. 20.

 

21. ábra[6]: a rögzítő axonometrikusan 22. ábra [6]a golyó visszatérítő axonometrikusan (80)[6]

ábra[6]: ábra[6]: ábra[6]: ábra[6]:

axonometrikus nézete a vezetéknek a vezetékléc axonometrikus nézete axonometrikus nézete a kocsinak a (80) lezáró elem nélkül szerelt vezeték

21. ábra[6] A rögzítő elem

22. ábra [6] A golyó visszatérítő axonometrikusan



4.5.LINEÁRIS VEZETÉKEGYSÉG (US7341378B2)

Hideki Kuwabara 2008.március 11. A találmány tárgya A lineáris vezetékegység áll egy prizmatikus vezetékből, és egy kocsiból, aminek hosszanti mozgás lehetősége áll fent. A találmány tárgyköre A mostanában történő fejlesztések változatos lineáris vezetékeket igényelnek, különösképpen olyan típusúak, amelyek hengergörgőket használnak, amelynek feltétele a karbantartásmentes működés, ahol nem kell kenőanyag utántöltés, a hosszú élettartamhoz, és szigorú működési feltételekhez. Lineáris vezetékkel épült a gépek sokasága, folyamatosan alkalmazva kenést, a teherhordó elem és a gördülő elemek között, megnövelve ezzel a tartósságukat. A kenés kérdésével foglalkozva, korábban a legtöbb lineáris vezeték periódikusan feltöltendő kenéssel rendelkezett, amelyek folyamatosan biztosították a kenőfilmet a görgők és a vezeték között.

23. ábra[7] Részmetszet, axonometrikus nézetben


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Az utóbbi időben a fejlett gépek és készülékekkel szemben elvárás volt, hogy gyakorlatilag karbantartásmentes legyen, és az energia megtakarítás és az üzemeltetési költségek alacsonyak legyenek ezekben a berendezésekben. Ennek megfelelően továbbra is elvárás a lineáris vezetékekkel szemben az, hogy a gyakorlatilag karbantartásmentes legyen, és a kenést a minimálisra csökkentsék.

24. ábra [7] Az összeállítás keresztmetszete Ábrák   

23. ábra[7] a vezeték axonometrikusan ábrázolva, kitöréssel 24. ábra [7]: metszeti ábra az I-I vonal mentén. 25. ábra[7] robbantott ábra, 23. ábra[7].[7]

25. ábra[7] Az egység robbantott ábrája Gördülő papucs család tervezése 18


5. PIACKUTATÁS A piackutatás során a kereskedelmi forgalomban kapható, valós igényeket kielégítő vezetékeket vizsgáltam meg: 

kialakítás

  

terhelhetőségek mérettartományok és típusok csatlakozó és egyéb méretek szabványossága Az így szerzett ismerteket a termékekről, a tervezés során alkalmazom, a

minél jobb konstrukciós kialakítás érdekében.

5.1.NIPPON THOMSON CO. LTD.; IKO INTERNATIONAL INC. Linear Motion Guide Series General Catalog BLUE: Rail Guide Type: a) Ball Type Miniature Series b) Ball Type Compact Series c) d) e) f) g)

Ball Type High Rigidity Series Ball Type Wide Rail Type Series Ball Type U-Shaped Track Series Roller Type(highest level) Roller Type

h) Module Type

Linear Motion Guide Series General Catalog RED: Rail Guide Type: Crossed Roller Way Linear Slide Unit Flat Guide Type: Roller Way&Flat Roller Cage



5.1.1. Vezetékekkel szerelt egységek 5.1.1.1.Golyós típusú kompakt egységek: sokoldalú egység, kis közepes és nagyméretekben egyaránt C-Lube Linear Way ME (karbantartásmentes lineáris vezeték):

26. ábra[8] Vezetékegység integrált kenővel 

ME (karimás alulról szerelhető)

Mérettípusok:15,20,25,35,45 Egység szélessége:52÷120mm Egység magassága:24÷60mm Vezeték szélessége:15÷45mm Dinamikus alapterhelhetőség:5240÷61100kN Statikus alapterhelhetőség:5480÷60200kN Statikai nyomaték:43.8÷1210Nm 

27. ábra[8]

MET (karimás felülről szerelhető) Mérettípusok:15,20,25,35,45 Egység szélessége:52÷120mm Egység magassága:24÷60mm Vezeték szélessége:15÷45mm Dinamikus alapterhelhetőség:5240÷61100kN Statikus alapterhelhetőség:5480÷60200 kN Statikai nyomaték:43.8÷1210Nm Között változik

28. ábra[8]


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR 

MES (tömb típusú felülről szerelhető)

Mérettípusok:15,20,25,35,45 Egység szélessége:52÷120mm Egység magassága:24÷60mm Vezeték szélessége:15÷45mm Dinamikus alapterhelhetőség:5240÷61100kN Statikus alapterhelhetőség:5480÷60200kN Statikai nyomaték:43.8÷1210Nm között változik

29. ábra[8]

5.1.1.2.Golyós típusú széles vezetékű egység Linear Way F (lineáris széles vezeték):

30. ábra[8] A vezeték axonometrikus nézete és részei 

LWFH (karimás, alulról és felülről szerelhető) Mérettípusok: 40,60,90 Egység szélessége:82÷162mm Egység magassága:27÷50mm Vezeték szélessége:40÷90mm Dinamikus alapterhelhetőség:12600÷31600kN Statikus alapterhelhetőség:16600÷43300kN Statikai nyomaték:280÷1650Nm

31. ábra[8]



LWFF (karimás, alulról és felülről szerelhető)

Mérettípusok: 33,37,42,69 Egység szélessége:60÷120mm Egység magassága:17÷35mm Vezeték szélessége:33÷69mm Dinamikus alapterhelhetőség:6530÷34900kN Statikus alapterhelhetőség:8610÷44100kN Statikai nyomaték:146÷1560Nm 

32. ábra[8]

LWFS (tömb típusú felülről szerelhető)

Mérettípusok: 33,37,42 Egység szélessége:50÷62mm Egység magassága:17÷27mm Vezeték szélessége:33÷42mm Dinamikus alapterhelhetőség:6530÷15500kN Statikus alapterhelhetőség:8610÷19400kN Statikai nyomaték:146÷424Nm

33. ábra[8]

5.1.1.3.Görgős típusú egység C-Lube Linear Roller Way Super MX (karbantartásmentes lineáris vezeték)

34. ábra[8] Görgős vezeték



MX (karimás alulról szerelhető) Mérettípusok: 10,12,15,20,25,30,35,45,55,65 Egység szélessége:27÷126mm Egység magassága:20÷90mm Vezeték szélessége:12÷63mm Statikus alapterhelhetőség:5880÷581000kN Dinamikus alapterhelhetőség:3200÷337000kN Statikai nyomaték:37.9÷22800Nm



35. ábra[8]

MXS (kompakt felülről szerelhető) Mérettípusok: 15,20,25,30,35,45,55 Egység szélessége:34÷100mm Egység magassága:24÷70mm Vezeték szélessége:15÷53mm Statikus alapterhelhetőség:12000÷359000kN Dinamikus alapterhelhetőség:7730÷198000kN Statikai nyomaték:113÷11700Nm 36. ábra[8]



MXD (felülről szerelhető blokk típusú)

Mérettípusok: 10,12,15,20,25,30,35,45,55,65 Egység szélessége:27÷126mm Egység magassága:20÷90mm Vezeték szélessége:12÷63mm Statikus alapterhelhetőség:5880÷768000kN Dinamikus alapterhelhetőség:3200÷419000kN Statikai nyomaték:37.9÷30200Nm 37. ábra[8] 

MXN (alacsony típus, felülről szerelhető)

Mérettípusok: 30,35,45,55 Egység szélessége:90÷100mm Egység magassága:38÷63mm Vezeték szélessége:28÷53mm Statikus alapterhelhetőség:74400÷470000kN Dinamikus alapterhelhetőség:43400÷244000kN Statikai nyomaték:1350÷15300Nm

38. ábra[8]



MXNS (alacsony blokk típusú) Mérettípusok: 30,35,45,55 Egység szélessége:60÷100mm Egység magassága:38÷63mm Vezeték szélessége:28÷53mm Statikus alapterhelhetőség:74400÷470000kN Dinamikus alapterhelhetőség:43400÷244000kN Statikai nyomaték:1350÷15300Nm 39. ábra[8]

5.2.NSK LTD. 5.2.1. Gördülőelemes egyenes vonalban mozgó csapágy Mérettípusok:15,20,25,30,35 Egység szélessége:34÷70mm Egység magassága:28÷55mm Vezeték szélessége:15÷34mm Statikus alapterhelhetősége:11800÷53000N Dinamikus alapterhelhetősége:9800÷46500N Statikai nyomatékterhelhetőség:92÷970Nm Golyó átmérő: 3.968÷7.937mm 40. ábra[21]

5.3.THK LTD. 

Golyós lineáris vezetékegységek:  SSR (kompakt típus, főként radiális terhelésekre)  SRS (kompakt, alacsony tömegpontú vezeték)  SHW (kompakt, széles, alacsony tömegpontú vezeték)



Görgős lineáris vezetékek:  SRG/SRN (nagyszilárdságú görgős vezeték)  SRW (széles, görgős vezeték)



5.3.1. Lineáris vezetékek golyós kocsival SSR típus (kompakt radiális) 

SSR-XV és XW (blokk típusú)

XW Mérettípusok: 15,20,25,30,35 Egység szélessége:34÷70mm Egység magassága:24÷48mm Vezeték szélessége:15÷34mm Statikus alapterhelhetősége:16500÷71600N Dinamikus alapterhelhetősége:14700÷64600N Statikai nyomatékterhelhetőség:0.0486÷3.72kNm XV Mérettípusok: 15,20,25 Egység szélessége:34÷48mm Egység magassága:24÷33mm Vezeték szélessége:15÷23mm Statikus alapterhelhetősége: 9700÷22500N Dinamikus alapterhelhetősége:9100÷21700N Statikai nyomatékterhelhetőség:0.0189÷0.661kNm 

41. ábra[22]

SSR-XTB (karimás)

Mérettípusok: 15,20,25 Egység szélessége:52÷73mm Egység magassága:24÷33mm Vezeték szélessége:15÷23mm Statikus alapterhelhetősége:16500÷36400N Dinamikus alapterhelhetősége:14700÷31500N Statikai nyomatékterhelhetőség:0.0486÷0.884kNm

42. ábra[22]


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Golyós, széles, alacsony tömegpontú vezeték (SHW) 

SHW-CA (karimás)

Mérettípusok:12,14,17,21,27,35,50 Egység szélessége:40÷162mm Egység magassága:12÷50mm Vezeték szélessége:18÷90mm Statikus alapterhelhetősége:5660÷91400kN Dinamikus alapterhelhetősége:4310÷70200kN Statikai nyomatékterhelhetőség:0.0228÷7.37kNm 

43. ábra[22]

SHW-CR (blokk típus, két rögzítő furattal) Mérettípusok:12,14,17,21,27,35,50 Egység szélessége:30÷130mm Egység magassága:12÷50mm Vezeték szélessége:18÷90mm Statikus alapterhelhetősége:5660÷91400kN Dinamikus alapterhelhetősége:4310÷70200kN Statikai nyomatékterhelhetőség:0.0228÷7.37kNm 44. ábra[22]

6. A TERVEZÉS MUNKAFOLYAMATA A tervezés munkafolyamata a következő fő szakaszokból áll: Feladat pontosítása: a megoldással szemben támasztott követelményekre, a fennálló feltételekre és azokra vonatkozó információk összegyűjtésére szolgál. A konstrukciós fejlesztés és a további munkafázisokhoz teszi lehetővé a követelményjegyzék kidolgozását. Ezt mindig úgy kell összeállítani, hogy mindig a legújabb helyzetnek


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR megfelelő dokumentációból legyen összeállítva. Ebből indulhat ki, koncepcióképzés és a további munkafolyamat. Elgondolások, koncepciók létrehozása: a tervezési folyamat azon része, ahol a feladat pontosítása, absztrahálása, funkcióstruktúra felállítása, a megfelelő megoldási elvek kiválasztása és kombinálása után meghatározzák a megoldási utakat a megoldási elképzelésekkel. A több munkaszakaszra osztott koncepció, ezeket egymás után többször végig kell járni, a legjobb megoldási elképzelés kidolgozásához. Az ezt követő tervezési és kidolgozási munkáknál csak nehezen küszöbölhetők ki az alapvető hiányosságok, feltéve, ha van rá lehetőség. Értékelni is kell a koncepcióváltozatokat. Amik nem teljesíthetők azokat ki kell zárni, a többit értékelni kell. Leginkább műszaki szempontokat kell figyelembe venni, de gazdaságosságot is szem előtt lehet tartani. A tényleges tervezés a vázlatkészítés és rajz szintjén folytatódik. Megtervezés: a folyamat azon része, ahol a koncepcióból kiindulva a műszaki alkotás a műszaki és gazdaságossági szempontokat figyelembe véve, további adatokkal kiegészítve a gyártásra alkalmassá válik. Készülhetnek a léptékhelyes elő tervek párhuzamosan illetve egymás után, hogy megállapíthassák az egyes verziók előnyeit és hátrányait. A megfelelő kidolgozás után egy újabb gazdaságosságiműszaki értékeléssel kell zárni. Az értékelés során újabb információk szerzésére van lehetőség. Kidolgozás: a része a tervezési folyamatnak, ahol a műszaki alkotás terve kiegészül az elemek elrendezésére, alakjára, méretére, felületi minőségeire vonatkozó előírásokkal, anyagok megadásával. A gyártási, anyagi, gazdasági lehetőségeket figyelembe véve létrejön a megvalósításhoz szükséges rajzi és egyéb dokumentáció. A kidolgozási szakaszban fontos a részletek kidolgozása. Gyakran szükséges a kidolgozásnál adódó nehézségek miatt korrekciózni. Ez lehet részletekbe menő, de akár az egész megoldás újbóli átdolgozását is igényelheti.


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR A folyamat súlypontja: 

az elv optimálása



a kialakítás optimálása.[11]

6.1.A FELADAT PONTOSÍTÁSA A megoldással szemben támasztott követelményekre, a fennálló feltételekre és azok jelentőségére vonatkozó információk összegyűjtésére szolgál. Ez a munka teszi lehetővé a követelményjegyzék kidolgozását, amit a konstrukciós fejlesztés és a további munkafázisok érdekeinek megfelelően kell összeállítani. Ebből mindig a legújabb helyzetnek megfelelő dokumentációból-amelyhez a folyamatábrán külön feltüntetett információ visszacsatolás is kapcsolódik-indulhat ki az elgondolások kidolgozása (koncepcióképzés) és a további munkafolyamat. Azokat az általános követelményeket, amelyekre a terméktervezés nem terjed ki a tervezői tevékenység körén belül végrehajtott információszerzéssel kell összegyűjteni, és megvizsgálni. A következők vizsgálatára van szükség: Saját hiányosságok: A vásárlóktól érkező ajánlatkérésekben szereplő kiértékelése. Ezekben a kérdésekben nyíltan benne vannak a felhasználók követelményei. Nagyon fontos, hogy ne a megrendeléseket, hanem a megkereséseket értékeljék ki, mert a megrendelés már a vállalati sajátosságokat is figyelembe veszi:     

a a a a a



mutatott hasonló problémák megoldásai; szabadalmak tanulmányozása.

felhasználók reklamációi; szerelési és vizsgálati jelentések. technika állása: versenytársak programja; szakkönyvekben, műszaki folyóiratokban és prospektusokban be-

Rögzített adatok és követelmények:  

nemzetközi ajánlások; országos szabványok; Gördülő papucs család tervezése 28

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR   

a megfelelő bizottságok által kidolgozott irányelvek. A távlati fejlesztések: a struktúra és divatváltozások észlelése



új tervek átnézése a műszaki-gazdasági fejlődés irányainak meghatározása érdekében; saját elképzelések kifejlesztése, bizonyos utópisztikus felhasználói igény kielégítésére.



Az összes információ összegyűjtése után célszerű azokat a tervezés munka- és döntési szakaszainak megfelelő sorrendben feldolgozni és rögzíteni. Erre szolgál a követelményjegyzék, amely több mint a megbízók előírásai, kívánságjegyzékei.[11]

6.2.A KONCEPCIÓKÉPZÉS FOLYAMATA „A koncepcióképzés a tervezési folyamatnak az a szakasza, ahol a feladat megfogalmazása után elvonatkoztatással (absztrahálással), a funkcióstruktúra felállításával, a megfelelő megoldási elvek keresésével és kombinálásával, valamint a megoldási elképzelés kidolgozásával meghatározzák az alapvető megoldási módot.” „A koncepciófázis több munkaszakaszra osztható. Ezeket egymásután többször végig kell járni a lehető legjobbnak tűnő megoldási elképzelés kidolgozása érdekében, mert az ezt tervezési és kidolgozási munka során a koncepciók alapvető hiányosságai csak nagyon nehezen küszöbölhetők ki, ha erre egyáltalán még van lehetőség. Időálló és jól sikerült konstrukciós megoldás nem a tervezési részletek gondos kidolgozásának hangsúlyozásával, hanem a legcélszerűbb működési elv kiválasztásával érhető el. Ez a megállapítás nem mond ellent annak, hogy a legcélszerűbb elvek és azok kombinációi esetén is, a nehézségek mindig a részletek kidolgozásánál jelentkeznek.”[11]



Követelményjegyzék, adatszolgáltatás

Absztrahálás a probléma lényegének felismeréséhez

Funkcióstruktúra felállítása, összfunkciók, részfunkciók

A részfunkciók teljesítéshez szükséges megoldási elvek keresése

Megoldási elvek kombinálása az összfunkció teljesítéséhez

A megfelelő kombináció kiválasztása

A koncepció változatok konkretizálása (minőségi és mennyiségi bírálat)

Értékelés műszaki és gazdasági kritériumok alapján

A koncepció meghatározása, adatszolgáltatás megtervezéshez

45. ábra[11] A koncepcióképzés folyamatábrája



6.3.KÖVETELMÉNYEK FELÁLLÍTÁSA A követelményjegyzéknél célszerű a termékelőírásokat, lényeges feladatokat, várható megoldások jellemző adatait előre helyezni, mert így a tervező azonnal elképzelést kaphat a feladat típusáról és nagyságáról. A fő jellemzők jegyzéke a funkció, a működési elv, a kialakítás és a támasztott követelmények alapján készül. A megfogalmazott feladatot szem előtt tartva, a jellemzőket összevetve a követelményjegyzékben foglaltakkal összefüggések kaphatók.[5] Ha valamennyi információrendelkezésre áll, ésszerűen kell őket csoportosítani, amihez számozási rendszert is lehet alkalmazni. A fő jellemzők a követelményjegyzék felállításánál lehetnek: geometria, kinematika, erők, energia, anyag, jel, biztonság, ergonómia, gyártás, ellenőrzés, szerelés, szállítás, üzemeltetés, karbantartás, költségek. A követelményjegyzék összeállítása a következőképpen történhet: 

A követelmények összegyűjtése:  korábban felsorolt fő jellemzők szerint a minőségi, mennyiségi adatok rögzítése  a következő kérdések pontosítása:  Milyen célokat teljesítsen a megoldás?  Milyen tulajdonságokkal rendelkezzen? Milyen tulajdonságai nem lehetnek?  további információk szerzése  a követelmények és kívánságok pontos kidolgozása  a kívánságok jelentőség szerinti osztályozása



Követelmények célszerű rendezése:  a fő feladatok és a jellemző fő adatok előtérbe helyezése  a felismerhető részrendszerek, funkciócsoportok, szerkezeti csoportok, rendezőelv jellemzői szerinti felosztása a követelményeknek

 

követelményjegyzék összeállítása formázva Ellenvetések és kiegészítések vizsgálata, ha szükséges, akkor a köveGördülő papucs család tervezése 31

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR telményjegyzék átdolgozása azok alapján. Abban az esetben, ha elég egyértelmű a feladat és a megfogalmazott követelmények műszaki és gazdaságossági szempontból megvalósíthatóak, akkor a véglegesített követelményjegyzék alapján a tervezés és a koncepcióképzéshez az adatszolgáltatás kezdetét veheti. [11] Ezek alapján, a feladatra alkalmazva a fentieket

6.3.1. Lineáris vezetés követelményei: 

a vezeték pontossága fontos jellemzője az alaktűrés  bázisfelület kialakítása: a megmunkálás során a mérvadó felület előállítva munkálható meg a lehető legnagyobb pontossággal  párhozamosság tűrés, merőleges tűrés: beszereléshez szükséges a bázisfelülethez képest kialakított párhuzamos felület. A vezetés megvalósításánál a befeszülés megakadályozására is szükséges párhuzamos felületek előállítása, a gördülő felületek számára. Merőlegesség tűrés előírása is szükséges lehet, ha a görgős kocsi, vagy golyós kocsi megkívánja azt.  mindenképpen prizmatikus vezetékre van szükség  csereszabatosnak kell lennie a vezetéknek



alacsony súrlódás elérése  gördülési ellenállás

46. ábra[1] Bázisok a vezeték keresztmetszetén


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR M=Fr • r, ahol Fr=μ • G, μ = μ>> μg~0; δ μg= μg0- μg~0 ; μg= μg(v)~const μg: mozgó súrlódási együttható μg0: nyugvó súrlódási együttható[20] Gördülősúrlódási tényező közelítő értékei gördülővezetékeknél[20]: Gördülőpárok

μg

Görgős lánc, edzett acélpályák között

0.002-0.003

Gördülőpapucs edzett pályán

0.003-0.004

47. ábra[2] A gördülés közben az erőhatások  Súrlódási ellenállás: Fs= μ•Fn Statikus (μ0) és Dinamikus (μ) lehet[20] μ0

μ

kent

száraz

kent

száraz

acél-acél

0.15

0.18

0.07

0.11

acél-öv

0.15

0.19

0.05

0.18

48. ábra [9] A súrlódási kúp Gördülő papucs család tervezése 33

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Összegezve: mindenképpen gördülő elemeket kell alkalmazni, mivel jelentősen lecsökken a súrlódási veszteség, és ez által kisebb a kopás és a keletkező hő. 

„Stick Slip” kiküszöbölése:  az „akadozva csúszás” jelensége két egymáson elmozduló síkfelület lassú mozgásánál alakul ki. A statikus és dinamikus súrlódási ellenállás határánál lép fel a jelenség, mivel a súrlódási ellenállás mértéke megnő  ennek a megakadályozására gördülőelemekkel ellátott szerkezetet kell alkalmazni, amely gördüléssel állandó mértékű ellenállás mellett tartja fent a mozgást



Hőtágulási problémák  szerszámgépek működésekor hő keletkezik    

csapágysúrlódások meghajtó motorban keletkező hő szánok mozgásánál fellépő súrlódás miatt forgácsoláskor, termikus vágásoknál, képlékenyalakításkor

keletkezhet nagyobb mennyiségű hő  hajtóművekben, tengelykapcsolókban a keletkező hőt átveheti a vezetékegység is.  hőtágulásból adódó problémák  térfogat növekedés következik be, így az alkatrészek mérete megnő, ami feszültségeket eredményez a szerkezetekben  a befeszülésnél nagyobb a kopás, ami élettartam csökkenést eredményez  befeszülésnél a rezonancia veszélye nagyobb, ami pontatlanságot okoz a működés során  megszűnhet a beszerelési hőmérsékleten beállított alak, deformációk, torzulások lépnek fel, ami a pontosságot befolyásolja


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Ennek kiküszöbölése  el kell szállítani a képződő hőt a megmunkálás végeredményét befolyásoló helyekről  hő szimmetrikus szerkezetekre van szükség  melegszilárd acélokat kell alkalmazni, a kisebb hőtágulás miatt  rossz hővezető anyagú alkatrészeket kell beépíteni a szerkezetekbe, amennyiben lehetséges 

Előfeszítés alkalmazása és oka:  előfeszítés során a papucsok és golyós kocsik gördülőterhei és a futópályái a kapcsolódási zónában azonos feszültségeknek vannak kitéve, amelyek a gördülőelemek rugalmas alakváltozási terébe esnek, illetve hatnak. A fellépő külső erők ellenére is merevek maradnak a vezetékek.    



ezáltal növelni lehet a pozícionálási, előtolási sebességeket javítani lehet a futáspontosságot jobb rezgésállapot (nem akkora mértékben befolyásolja a rezgés) megakadályozza a csekély mértékben terhelt, de nagy sebességgel működő vezetékekben a gördülőelemek csúszását

Nagy dinamikai hatásokkal szembeni ellenállás, gyors mozgások megvalósítása nagy pontossággal  ma már szükség van a nagy sebességgel történő pozícionálásra  meg kell oldani a nagy gyorsulások, fékezések, irányváltások miatt keletkező esetlegesen fellépő deformációkat  különböző tömegű munkadarabok, vagy szerszám mozgatása során is biztosítani kell ugyanazt a pontosságot  dinamikus alapterhelhetőség befolyásolja az élettartamot

Lehetséges megoldások: előfeszítésen túl, magasabb szilárdságú anyagok alkalmazása.



6.3.2. Soros kinematikájú gépek egymásra épülő mozgásláncainak követelményei: 

biztosítani kell, hogy a terhelt és terheletlen állapotban azonos futáspontosság legyen elérhető  az előfeszítés kiküszöböli ezt a problémát



a terhelt állapotban való deformációt meg kell előzni  előfeszítéssel csökkenthető a deformáció mértéke  nagyobb felületen érintkező papucsok és golyós kocsik részben megoldást adhatnak



merevebb szerkezet, ami a több irányból érkező hajlító, csavaró nyomatéknak, és húzás-nyomásnak is ellenáll  a vezeték alakja is sokban befolyásolja az ellenállás mértékét  a főbb terhelések szerint méretezhető a vezeték, a felmerülő terhelések kielégítésére

49. ábra[19] A kompakt vezetékre ható erők, nyomatékok

6.3.3. Sokoldalú felhasználhatóság és alkalmazási tartomány követelményei: 

terhelhetőségbeli változatosság  adott gépre vagy gépcsoportra építhető optimális méretű vezetékrendszer Gördülő papucs család tervezése 36

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR  túlméretezettség esetén drágább építési költségek, nem megtérülő élettartam  geometriai méreteket is növelheti a megfelelőnél nagyobb terhelhetőségű vezeték 

geometria változatosság  többféle kialakítású vezetékegység teszi lehetővé, különleges beépítési helyeken való alkalmazást  keskeny vezetékegységek, alacsony vezetékegységek, kompakt vezetékegység, precíziós egységek stb.  ergonómiai szempontok  szerelhetőségi kialakítások  karbantartás könnyen végezhető legyen



külső környezeti tényezők, illetve üzemi körülményekkel szembeni elvárások  különleges igényeknek megfelelő vezetékek  magas hőmérsékletű üzemi körülmények -

meleg szilárd anyagok alkalmazása

 alacsony hőmérsékleten üzemelő gépek -

hidegszívós anyagok

 kívülről nagymennyiségben bejutó szennyező anyag -

tömítések beépítése szennyezőanyag bejutást gátló kenőanyagok

 korrózióval szembeni védelem -

különleges esetben korrózióálló anyagok tömítések a bejutó anyagok ellen

-

kenőanyag védelem



6.4.ABSZTRAKCIÓ „Szinte nincs olyan megoldási elv, és olyan technológiától függő szerkezeti kialakítás, amely huzamosabb ideig optimálisnak tekinthető. Új technológiák, anyagok és gyártási eljárások megjelenése, valamint a természettudományi ismeretek bővülése lehetővé teszik más, jobb megoldások újszerű kombinációinak a létrehozását.” „Az optimális megoldás elérése érdekében nem szabad csupán az előre lerögzített vagy a hagyományos elképzeléseknél maradni, azokkal megelégedni, hanem inkább gondosan meg kell vizsgálni, hogy nem vezet-e új célszerűbb út a megoldáshoz. A rögzített gondolatok feloldására, és a hagyományos elképzelésektől való elszakadásra szolgál az absztrakció.” „Az absztrahálás során el kell tekinteni az egyeditől és a véletlenszerűtől, meg kell kísérelni az általánosan érvényes és a lényeges kiemelését. Az ilyen, a lényeget kiemelő általánosítás vezet a feladat magvának a feltárásához. Ha sikerül ezt találóan megfogalmazni, akkor az összfunkció és a problémát jellemző lényeges feltételek felismerhetők anélkül, hogy a megfogalmazás már bizonyos megoldási módot rögzített volna.” „A követelményjegyzék kidolgozása által pontosított feladat megadás során, az érintettek már behatóan foglalkoztak a problémákkal, és jelentős mennyiségű információ birtokába jutottak. Ilyen értelemben a követelményjegyzék elkészítése a jelenleg tárgyalt munkaszakasz előkészítésére szolgál. A tervezőnek kezdetben csupán egyetlen nem megfelelő megoldás áll rendelkezésére, vagy még az sem. Az ismeretek, tapasztalatok és az ismert megoldási elképzelések szerint a feladat többék-kevésbé új. Egy feladatból az általános és lényeges, a funkcionális összefüggések, valamint a feladatra vonatkozó speciális feltételek lépésről lépésre haladó analízisével és egyidejű absztrakciójával tárható fel a követelményjegyzék alapján: 1.lépés: gondolatban a kívánságok elhagyása 2.lépés: a funkciót és a feltételeket közvetlenül nem érintő követelmények figyelmen kívül hagyása. 3.lépés: a mennyiségi adatok megfogalmazása minőségi jellemzők formájában és lényeges állításokká történő redukálása 4.lépés: a felismert tények ésszerű általánosítása 5.lépés: a probléma, megoldástól független megfogalmazása. A feladattól és/vagy a követelményjegyzék terjedelmétől függően, egyes lépések elhagyhatók.”[11]



1-2.: I. 

vezeték pontossága:  bázis felületek  alaktűrések  prizmatikus és csereszabatos vezeték



alacsony súrlódás:  alacsony gördülési ellenállás kihasználása

 

„StickSlip”: gördülő elemek alkalmazása Hőtágulási problémák:  hűtés  hőszimmetria  melegszilárd acélok  rossz hővezető anyagok beépítése



Előfeszítés:    

merevebb vezetékek nagyobb sebességek jobb futáspontosság jobb rezgésállapot

 csúszást akadályoz meg 

Nagy dinamikai hatások:  nagy sebességű pozícionálás  nagy gyorsulások, fékezések  különböző tömegek  élettartam II.:



Futáspontosság Gördülő papucs család tervezése 39

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR  

Deformációk Merevebb szerkezet III.:

 

terhelhetőség: optimális méretek geometriai változatosság:  többféle kialakítás  ergonómia



külső környezeti tényezők:    

alacsony hőmérséklet magas hőmérséklet szennyezés korrózió

3. 

precíziós felület megmunkálások

    

gördülőelemeket tartalmaz hőtágulással szemben ellenáll jó működési tulajdonságok deformációval szemben ellenálló nagy geometriai választék



külső hatásoknak ellenáll

4. 

pontos felületkiképzések

 

gördülőelemek nagy merevségű, jó futáspontosságú egység, ami külső hatásoknak ellenáll nagy méretválaszték



5.:Gördülő elemekkel ellátott egységgel a precíziós vezetés megvalósítása Gördülő papucs család tervezése 40


7. FUNKCIÓSTRUKTÚRA FELÁLLÍTÁSA 7.1.FUNKCIONÁLIS KAPCSOLAT Egy műszaki feladat megoldásánál ahhoz anyag-, jel-, és energiaáramlással jellemezzük, arra van szükség, hogy a rendszerben a be és kimenet között egyértelműen meghatározható összefüggést lehessen felállítani. A statikus folyamatoknál elég meghatározni a be és kimenő mennyiségek nagyságát, de az időben változó instacioner feladatoknál meg kell határozni a mennyiségek változását is az idő függvényében. Nem ismert megoldás esetén is megfogalmazhatjuk a feladatot elvontan a megoldási módoktól függetlenül. „A tervezési feladat leírásához és megoldásához célszerű a funkció alatt a feladatot teljesítő rendszer bemenete és kimenete közötti általános összefüggést érteni.” Ha a feladat minden mennyiség és tulajdonsága ismert, akkor az összfunkció is rendelkezésre áll. Az összfunkció részfunkciókra bonthatók, amelyek egy feladaton belül részfeladatként szerepelnek, összekapcsolásuk gyakran csak valamilyen feltétel mellett lehetséges, mert bizonyos sorrendet be kell tartani a részfunkciók összekapcsolásánál. A géppel, szerkezeti csoporttal, berendezéssel szemben támasztott követelmények meghatározzák a funkciót, amely megmutatja a be és kimenetel közötti összefüggést. Az absztrakcióval megfogalmazott probléma tartalmaz összefüggéseket is, tehát a teljes feladat megfogalmazott, illetve ismert az összfunkció is, blokkdiagram formájában felírható. Megkülönböztetünk fő és mellékfunkciókat. A főfunkciók azok a részfunkciók, amelyek az összfunkció megvalósulását szolgálják közvetlenül. A mellékfunkcióknak kiegészítő és segítő szerepe van, gyakran függenek a megoldás módjától, az összfunkciót csak közvetetten szolgálják. A fő és mellékfunkciók élesen nem mindig választhatók el egymástól, és ügyelni kell az egymásra épülési sorrend betartására, illetve a kényszerek elrendezésére.[11]



7.2.ÖSSZFUNKCIÓ A géppel vagy szerkezeti csoporttal szembeni követelmények meghatározzák azt a funkciót, amely megmutatja a be és kimenet közötti összefüggést. Az absztrakcióval nyert probléma megoldás funkcionális összefüggéseket is tartalmaz, tehát a teljes mértékben meghatározott feladatban ismert az összfunkció. [5]

Precíziós lineáris vezetés megvalósítása

Vezetékegység

Nagy pontosságú rendszer

Gördülőelemes szerkezetek

50. ábra[1] Az összfunkció

7.3.RÉSZFUNKCIÓKRA BONTÁS A megoldandó feladat bonyolultságától függően az összfunkció is hasonlóan összetett. Ilyen esetekben a bonyolultságot a be és kimenet közötti kapcsolat áttekinthetősége, a várható nagysága és darabszáma az alkatrészeknek, és részegységeknek. Ahogy a műszaki rendszerek, az összfunkció is több jobban áttekinthető, kevésbé bonyolult részfunkcióra bontható. Az egyes részfunkciók összekapcsolása adja a funkcióstruktúrát. Ebben a munkalépésben a célkitűzés: 

a megkövetelt összfunkció lebontása részfunkciókra, hogy könnyebb



legyen a megoldáskeresést a részfunkciók összekapcsolás a funkcióstruktúra felállításához

A célszerű felbontását az összfunkciónak, vagyis a részfunkció szinteket és az egyes szinteken a részfunkciók számát meghatározza a feladat újszerűsége, és az ezt követő megoldáskeresés. További szempont, hogy a funkcióstruktúra felállításánál a termék új és ismert részrendszerei jól elhatárolhatóak, és önállóan is kidolgozhatóak legyenek. Gördülő papucs család tervezése 42

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Így ezeket az egységeket komplex részfunkciónak is lehet nevezni, amelyek közvetlenül is a rendszerhez hozzárendelhetőek. A funkcióstruktúra tagoltsága a magasabb szinteken megszűnik, így a terméknek az újonnan kifejlesztendő, vagy továbbfejlesztendő egységein a strukturálást addig kell folytatni, amíg a megoldáskeresés teljes mértékben meg nem valósítható lesz. A megoldáskeresésen kívül a funkcióstruktúra rendszerezésre és osztályozásra is alkalmazható, mint a katalógusok rendszerező szempontjai, vagy a rendszerezési sémák. A feladatra vonatkozó funkciókon kívül érdemes a funkcióstruktúrát általánosan felhasználható részfunkcióból felépíteni. Ezek a mindig visszatérő funkciók, amelyek előnyösek abban az esetben, ha egy különleges igényű részfunkciót kell megtalálni, vagy ha már ezekre a katalógusokban kidolgozott megoldások léteznek. A gyakorlatban általában nem célszerű funkcióstruktúrát általános részfunkciókból felépíteni, mert a funkcióstruktúra túl általános lesz, és nem ad elegendő konkrét elképzelést a megoldáskeresésre vonatkozó összefüggésekről, ami csak a feladatra vonatkozó fogalmak kiegészítésével valósulhat meg.[11] Ezeket alkalmazva a feladatra: 

mozgás közbeni súrlódást le kell redukálni

 

több irányból érkező terhelést elhárítani egy szabadságfokú lineáris mozgást megvalósítani

7.4.A RÉSZFUNKCIÓKAT TELJESÍTŐ MEGOLDÁSI ELVEK KERESÉSE A részfunkciókra megoldási elveket kell keresni, melyek későbbi összekapcsolásával kapjuk az elvkombinációkat. Az elvek tartalmazzák a funkcióhoz szükséges elvi kialakítást és a fizikai hatásokat. Ha a problémát a kialakítás jelenti, nem kell új fizikai hatásokat keresni. Gyakran nehéz szétválasztani a megoldáskeresésnél a kialakítási jellemzők hatását szétválasztani, az elvi kialakítás sokszor tartalmazza a fizikai hatásokat is. A hagyományos segédeszközökkel kapott kezdeti megoldásokat továbbfejleszthetjük és kiegészíthetjük diszkurzív és intuitív jellegű módszerekkel, bár ezek alkalmazása nem feltétlenül csak újszerű megoldások létrehozásához jó. Ezen módszerek megkülönböztetése csak munkamódszertani okra vezethető vissza, egymást nem zárják ki, hanem kölcsönösen sokrétűen kiegészítik


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR egymást. Az, hogy melyiket alkalmazzuk, függ a mindenkori problémától, és a rendelkezésre álló információ mennyiségtől, az előkészítő munka módjától is.

7.5.A LEHETSÉGES MÓDSZEREK 

Hagyományos segédeszközök  Irodalomkutatás: kiindulási alapot képezhet: a technika jelenlegi állása, rendelkezésre álló szakkönyvek, szakfolyóiratok, szabadalmak, termékkatalógusok. Ezek lehetővé teszik a már ismert megoldások áttekintését.  Természeti rendszerek analízise: a természeti formák, szerkezetek, szervezetek és folyamatok tanulmányozása, a biológiában szerzett ismeretek felhasználhatóak és új műszaki megoldásokat szülhetnek. Az itt alkalmazott konstrukciós kialakítások műszaki területre való átvitele eredményezhet új megoldásokat.  Ismert műszaki rendszerek analízise: az egyik legfontosabb segédeszköz, aminek segítségével kidolgozható egy már ismert megoldás új vagy javított változata. Az analízis során a terméket szét kell bontani, a logikai szerkezeti, fizikai összefüggéseket kell vizsgálni. A következő ismert rendszereket lehet analízis céljára használni:  konkurencia termékei, eljárásai  korábbi termékek, eljárások  olyan termékek, szerkezeti csoportok, amelyeknek néhány részfunkciója, illetve funkcióstruktúrájának bizonyos részei megegyeznek azokkal, amelyekre megoldást keresünk.  Analógiák: a megoldáskereséshez vagy a tulajdonságok megállapításához célszerű a vizsgált rendszert egy hasonló rendszerre átvinni. Így az a vizsgált rendszer modellje lesz. A szimuláció és modelltechnika elősegítheti már a tervezés kezdeti szakaszában az optimum megtalálását.  Mérések, modellkísérletek: a kidolgozott rendszeren végzett mérések, hasonlósági törvények Gördülő papucs család tervezése 44

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR felhasználásával végzett modellkísérletek, illetve a különleges kísérleti vizsgálatok sokszor a tervező legfontosabb információ forrásai lehetnek.  Intuitív módszerek



-

Brainstorming Brainwriting (635 módszer)

-

Delphi módszer Színektika Kombinált módszer

Diszkurzív módszerek  Fizikai jelenségek módszeres vizsgálata: a feladat megoldásához szükséges fizikai hatás, és az azokat meghatározó fizikai jelenségek ismeretében, főként, ha több fizikai változó is szerepel azokban, különböző megoldások vezethetők le, mennyiségek közötti kapcsolat, független és függő változó közötti összefüggés analízisével, miközben a többi befolyásoló tényező állandó.  Módszeres keresés rendezési sémák segítségével: az elrendezési séma egy részt a keresett megoldások meghatározott irányban történő keresésre ösztönöz, és megkönnyíti a lényeges megoldási jellemzők és a megfelelő összekapcsolási lehetőségek felismerését.  Katalógusok használata: a katalógusok a bevált ismert megoldások gyűjteménye bizonyos konstrukciós feladatoknak vagy részfunkcióknak. A legkülönbözőbb tartalmú információkat, és a megvalósítás különböző fokán álló megoldásokat tartalmazhatja. Ezek lehetnek fizikai hatások, megoldáselvek, komplex feladatok megoldásainak elképzelései, stb.[11]

7.6.A MEGOLDÁSI ELVEK ÖSSZEFOGLALÁSA A megoldási elvek kereséséhez a fent említettek közül a hagyományos módszerek közül az irodalomkutatás és az ismert műszaki rendszerek analízise, a diszkurzív módszerek közül pedig a katalógusok használata felé fog irányulni a Gördülő papucs család tervezése 45

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR megoldási elvek keresése. A talált megoldási elvek összefoglalása az alábbi táblázatban található. A táblázatban, a részfunkciókra hozott megoldási elvek fontossági sorrend szerint találhatóak. Az itt felsorolt megoldási elvek mindegyike megvalósítható. A „mozgás közbeni súrlódás csökkentése” részfunkcióknál a gördülőelemek közül a görgők, vagy golyók jöhetnek szóba. A „több irányból érkező terhelés” részfunkcióra csakis összességében zárt erőfolyamon lehetséges minél rövidebb úton történő záródással. Ez megoldható golyókkal vagy görgőkkel. A görgős kialakí-

Több irányból érkező terhelés felvétele

Mozgás közbeni súrlódást le kell redukálni

Megoldási elv 



Görgős

52. ábra[13] Golyós lineáris vezeték

51. ábra[12] Görgős lineáris vezeték 

Keresztgörgős

53. ábra[17] Keresztgörgősor

Golyós



Egy sor golyó

54. ábra[15] Egy golyósoros vezeték



Több görgősor



55. ábra[14] Több görgősoros vezeték Prizmatikus vezeték

Egy szabadságfokú lineáris mozgást megvalósítani



Egy kialakított gördülőfelület

Több golyósor

56. ábra[16] Több golyósor a kocsiban Prizmatikus vezeték 

egy kialakított golyóvezető

58. ábra[1] Golyóvezető horony a lécben 57. ábra[18] Kialakított vezetőhorony 

Több kialakított gördülőfelület

59. ábra[18] Futófelületek szögben elhelyezve



Több golyóvezető horony

60. ábra[1] Alul felülvezetett golyók


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR tás csak bizonyos irányú megtámasztásoknál jelent előnyt, viszont ott jelentős mértékű terhelés felvételére képes. Alkalmazásuk leginkább speciális igények kielégítésére lehet alkalmas. A golyós megoldás előnye a több irányú terhelés azonos mértékű felvétele, ami tág határokat szabhat. Az „egy szabadságfokú lineáris mozgás megvalósítása” részfunkció tulajdonsága, hogy egy prizmatikus elem jelenti a megoldáselvet. Szintén alkalmazható különböző gördülőelemek használata esetén ez a megoldáselv. Megvalósítható többféle kialakítás mellett. Az itt megismert megoldáselvek már kombinációként is szolgálnak, így azokból létrehozható többféle kialakítású vezeték. Ezek a kialakítási típusok alkalmasak a feladat elvárt igényeihez.

7.7.A MEGFELELŐ MEGOLDÁS KIVÁLASZTÁSA Az ismert megoldáselvek már kombinációként szolgálnak, így azokból kell választani.

7.8.A KONCEPCIÓVÁLTOZATOK KONKRETIZÁLÁSA A fentebb említett megoldáselvekből és azok kombinációikból kidolgozva a lehetséges kialakításai változatok az alábbi táblázatban lett összefoglalva. Ezek a kialakítás változatok nem tartalmaznak jó néhány elvi elképzelést:    

biztonság ergonómia gyártás ellenőrzés

 

szerelés karbantartás.

Csak ez után értékelhető a koncepcióváltozat. Az értékelhetőséghez konkretizálni kell elvi síkon a megoldási javaslatot, ami jelentős munkaráfordítással járhat. A táblázat tartalmazza azokat a kialakítási változatokat is, amelyek nem megvalósíthatóak valamilyen fizikai hatás miatt. Ezek a koncepcióváltozatok már értékelhetőek.



Egy golyósor





oldalt lévő golyóvezető

felül lévő golyóvezető



62. ábra[1]

63. ábra[1]

61. ábra[1]





felül szögben lévő vezetőhorony

alul szögben lévő vezetőhorony

65. ábra[1]

64. ábra[1] 

Több golyósor

alul lévő golyóvezető

golyóvezető oldalt

66. ábra[1] 





golyóvezető oldalt, felül

67. ábra[1]

golyóvezető alul és felül

69. ábra[1]



szöget bezáró golyóvezető

68. ábra[1] golyóvezető oldalt és felül szöget bezárva

70. ábra[1]



Több görgősor





felül és oldalt lévő futófelület:

71. ábra[1] 



felül és szögben lévő futófelület:

72. ábra[1]

alul és felül lévő futófelületek:

73. ábra[1] 

több szöget bezáró futófelület

74. ábra[1] 

oldalt lévő



oldalt és alul 45°-os futófelület:

75. ábra[1]

felül lévő horony

szögben elhelyezett horony:

Keresztgörgő

horony:



76. ábra[1]

77. ábra[1]


78. ábra[1]


8. A MEGTERVEZÉS A megtervezés azon része a konstrukciós folyamatnak, amelynél a koncepcióképzés eredményeiből kiindulva a műszaki alkotásnak a műszakigazdaságossági szempontok szerinti kialakítása és adatokkal való kiegészítése történik meg, az egyértelmű gyártási dokumentáció kidolgozásához.[11]

8.1.A MEGTERVEZÉS MUNKALÉPÉSEI A koncepciófázisban a megoldási elképzelés már kialakult, a feladat most annak az elvi elképzelésnek konkrét kialakítása. Meg kell határozni a szerkezeti anyagokat, a gyártási eljárást, a fő méreteket, vizsgálni kell a térbeli összeférhetőséget, valamint a szükséges mellékfunkciók megoldásaival kell kiegészíteni a megoldást. A technológiai-gazdaságossági szempontok az elsődlegesek. A kialakítás méretarányos ábrázolással, állandó kritikai ellenőrzéssel és műszakigazdaságossági elemzés mellett folyik. A végleges kialakításhoz általában több előterv és részletterv szükséges, mire a kívánt megoldás létrejön a végleges előtervet olyan mértékben kell kidolgozni, hogy a funkció, teherbírás, gyártási és szerelési lehetőségek, a működési tulajdonságok költségek ellenőrzését meg lehessen oldani és csak ezután lehet kidolgozni a gyártási terveket.[11]

8.2.A KIALAKÍTÁST MEGHATÁROZÓ KÖVETELMÉNYEK: a biztonságtechnika, ergonómia, gyártási és szerelési követelmények olyan kialakítási szempontokat hoznak létre, amelyek a méretekre, elrendezésre, szerkezeti anyagokra vonatkozó előírásokat befolyásolhatják. 

méret meghatározó követelmények:    

vezeték szélessége rögzítendő gépelem mérete rögzítő elem nagysága a rögzítendő tömeg



79. ábra[11] A megtervezés folyamata



elrendezést meghatározó követelmények  mozgási irány: egy szabadságfokú, lineáris  fekvés: több beépíthetőségi irány:  vertikális  horizontális  szögben elhelyezett



szerkezeti anyagot meghatározó követelmény  külső környezeti tényezők  hőmérséklet  pontosság  szilárdsági követelmények A kialakítást meghatározó, vagy korlátozó térbeli peremfeltételek a szükséges térközök, tengelyirányok, beépítési korlátozások ábrázolása.

 

a vezeték számára kialakított felület, és a kocsi szerelési felülete párhuzamos kell, hogy legyen a rögzítő elemek méretéhez kell igazítani a kocsi szerelési felületét



kenőanyag bejuttatásához jól hozzáférhető csatlakozó szükséges

8.3.A KIALAKÍTÁST MEGHATÁROZÓ FŐFUNKCIÓ HORDOZÓK a főfunkció hordozók azok a szerkezeti egységek, elemek, amelyek a főfunkciókat teljesítik. A kialakítási elvek figyelembe kell dönteni az alábbiakról: 

melyik főfunkció, és főfunkció hordozó határozza meg alapvetően az általános szerkezeti kialakítás méreteit, elrendezését, és formáját?



Melyik főfunkciókat teljesítő funkcióhordozónál kell összevonást vagy megosztást alkalmazni?[11]  prizmatikus vezeték: főbb méretet meghatározó elem  kocsi a gördülőelemekkel: általános szerkezeti kialakítás, fő méret és forma meghatározó  gördülőelemek: az általános szerkezeti kialakítás méreteit meghatározza Gördülő papucs család tervezése 53


8.4.A SZERKEZETI KIALAKÍTÁST MEGHATÁROZÓ FŐFUNKCIÓHORDOZÓK KIALAKÍTÁSA VÁZLATOSAN Nagy vonalakban a szerkezeti anyagok és formájuk meghatározása. A folyamatosan visszatérő felülvizsgálat jellemzi. Először a méretezéssel és az anyagválasztással kell meggyőződni a funkciók teljesítéséről. Gyakran előzetes méretezéssel az első méretarányos ábrázolásra nyílik lehetőség, ahol az ergonómia, gyártás, szerelés, üzemletetés, karbantartás szempontjai játszzák a legfőbb szerepet. Ezek során számos kölcsönhatásra derülhet fény. A munkamenet olyan, hogy a munka és megfontolás mindig előre, a felülvizsgálat gondolatmenete pedig mindig visszafelé halad. A munkamenet során a komplexitás és kölcsönhatás ellenére a problémák viszonylag korán kiszűrhetőek.[11]

8.5.AZ ELŐTERVEK BÍRÁLATA A módszeres eljárásoknál lehetőleg sok megoldás kidolgozására törekszünk. A lehetséges rendezési szempontokat és jellemzőket figyelembe véve nagyon sok megoldást dolgozhatunk ki, amelyek között jobbak és gyengébbek is előfordulnak. Le kell csökkenteni az csak elméletileg elképzelhető és gyakorlatilag fel nem használható megoldások számát. Ügyelni kell arra is, hogy megoldási elvek ki nem maradjanak, mert csak úgy kaphatunk igazán előnyös megoldást. Hibás döntések kiszűrésére nincs biztos megoldás, ezt segítik elő a rendezett kiválasztási eljárások. Először az alkalmatlanokat kell kiválasztani és eltávolítani, ha ezután is sok lehetséges marad, akkor a legjobbakat kell előnyben részesíteni, hogy a legjobbakat értékelhessük a koncepcióképzés végén. A funkcióstruktúra felállítása és megoldáskeresés minden lépése után az alábbiakat szabad továbbfejleszteni:    

a feladattal összeférhető a követelményjegyzék előírásait teljesíti a hatékonyságot, méretek, szükséges elrendezések figyelembe vételével megvalósítható ráfordításai várhatóan kisebbek az elvártnál


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR A nem megfelelő változatok kiselejtezése a felsorolt feltételek sorrendjében történik, A és B miatt viszonylag problémamentes az igen-nemdöntések miatt. Míg C és D-hez sokszor vizsgálatokra lehet szükség, amelyek csak A-B feltételekre pozitív válasz volt. A C és D feltételek szerinti értékelés nagyban függ a költséghatékonyságtól, illetve hatásfoktól. A nagy hatásfokú, kis ráfordítású költséggel rendelkező megoldásokat részesíti inkább előnyben. Olyan megoldásokat érdemes előnyben részesíteni, ha sok megoldás közül van olyan amelynél:  

a biztonságtechnika, illetve ergonómia feltételei teljesülnek (E) saját területén nagyobb ismeretanyaggal, és könnyebb megvalósíthatósággal rendelkeznek (F).[11]

Rendszerint a megoldási elvek kombinálása után kell a C és D feltételeket figyelembe venni, és szükség esetén az E és F feltételeket kell vizsgálni, majd végezni a további kiválasztást. A feladattal összeegyeztethető Teljesíti a követelményjegyzéket Megoldásváltozatok

Alapvetően megvalósítható A várható ráfordítás megengedhető Közvetlenül biztonságot nyújt A saját területén előnyös Az ismeretszint kielégítő A

61. ábra 62. ábra 63. ábra 64. ábra 65. ábra

+ + + + +

B

C

D

E

F

G

+

+

+

+

-

+

-

+

+

-

-

+

-

+

+

-

-

+

+

+

?

?

-

+

+

+

?

?

?

+

Megjegyzés könnyen megmunkálható

Döntés +

csak bizonyos irányú terhelésnél

-

egyes helyzetekben nem szerelhető be nem minden irányú terhelésnél jó

-

nem minden irányú terhelésnél jó

-


-

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR 66. ábra 67. ábra 68. ábra 69. ábra 70. ábra 71. ábra 72. ábra 73. ábra 74. ábra 75. ábra 76. ábra 77. ábra 78. ábra

+ + + + + + + + + + + + +

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

-

+

+

?

?

+

-

+

?

-

-

+

-

+

?

-

-

+

-

+

?

-

-

+

+

+

?

+

+

+

-

+

?

-

-

-

+

+

?

+

+

+

+

+

?

+

+

+

+

+

?

+

+

+

+

+

?

+

+

+

csavaró igénybevételeknél gyengébb

+

felülről érkező terhelésnél előnyösebb minden terhelésnél jó viselkedés

+

oldalirányú terhelésnél hátrányos

-

nem minden irányú terhelésre jó

-

csak görgőre merőleges terhelés esetén alulról érkező terhelésnél nem jó

-

a felül lévő görgők nem biztosítanak megfelelően nagy szilárdságot oldalról és szögben érkező terhelésnél jelentősen csökken a merevség minden irányból érkező terheléshez

+

szűk beépítésnél előnyös, inkább oldalirányú terheléseknél felülről érkező terheléseknél előnyös

+

minden irányú terheléshez jó

+

+

-

+

+

1. táblázat[11] Az előtervek bírálata

8.6.MÉG NEM VIZSGÁLT FŐFUNKCIÓ HORDOZÓK Az eddigiekben még a vezetékek gépen való rögzítésére nem esett szó. Az alábbi táblázatban megtalálhatók illusztrálva a lehetséges felfogatási módok. A legelterjedtebb az átmenő csavarral történő rögzítés, de sok esetben a szerelhetőség megkívánja azt, hogy más pozíciókból, vagy más módszerekkel rögzítsék a vezetéket. Az eltérő rögzítési módoknál számolni kell azzal is, hogy a merevség megváltozhat.



80. ábra[1] Átmenő csavaros rögzítés

82. ábra[1] Oldalsó átmenő furatos rögzítés

81. ábra[1] Zsákfurattal történő rögzítés

83. ábra[1] Leszorítóelemes rögzítés

8.7.SZÜKSÉGES MELLÉKFUNKCIÓK Az eddig ismertetett főfunkciók teljesüléséhez mellékfunkciókra is szükség van. Ezek a mellékfunkciók szolgálják a biztonság, gyárthatóság, zavartalan működés és szerelhetőséget. A kialakításnál figyelembe kell ezeket venni. ergonómia

 

ne legyenek éles felületek balesetveszély elkerülése

tömítettség

 

poros környezet, magas hőmérséklet ellen nagyméretű szennyező anyagok (forgács) ellen korróziót előidéző anyagok ellen

 kenési lehetőségek

  

szerelhetőség

gyárthatóság



zsír (ideális) olaj (nehéz a kezelés, olajtartály, utántöltés stb.) szilárd kenőanyagok (csak különleges körülmények)



könnyen hozzáférhető csavarok (alulról, felülről) könnyű karbantartási műveletek



egyszerű megmunkálhatóság



pontossági igényeket kielégítő anyagok

futáspontosság



rezonancia kerülése> súrlódó betét behelyezése

cirkuláció



golyó/görgő visszatérítő

2. táblázat A szükséges mellékfunkciók

8.8.FŐFUNKCIÓ HORDOZÓK RÉSZLETES KIALAKÍTÁSA A főfunkció hordozókat részletesen ki kell alakítani, melyeknél különböző kialakítási alapszabályokat és kialakítási elveket figyelembe kell venni. A kialakítási alapszabályok figyelmen kívül hagyása hátrányokat, hibákat, károsodásokat, de akár balesetet is okozhat. Az egyértelmű, egyszerű és biztonságos jelzők a tervezési alapszabályok, és az általános célkitűzésük:   

műszaki funkció teljesítése gazdaságos megvalósítás az ember és a környezete biztonsága

Az egyértelműséggel a hatást és a viselkedést előre meghatározhatjuk, ezzel időt és költséges vizsgálatokat takaríthatunk meg.

84. ábra[1] A kialakított főfunkció hordozók teljes metszetben Gördülő papucs család tervezése 58

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Az egyszerűség általában alapfeltétele a gazdaságos megoldásnak. Egyszerű kialakításokkal, kevés számú alkatrésszel gyorsabban és jobban gyártható terméket állíthatunk elő. A biztonságra való törekvéssel az élettartam, a megbízhatóság, a balesetmentesség és a környezetvédelem szempontjait is szem előtt tartjuk. Az egyértelmű, egyszerű és biztonságos alapszabályok betartásával jó esélyt adhatunk a megvalósításra, mivel ezek szorosan függenek egymással, és a funkciók is a gazdaságosság és a biztonságot tűzik ki célul, ezek nélkül nem lehet kielégítő megoldást felhozni.[11] A kialakítási elvek a legkisebb gyártási költségek, a minimális helyszükséglet, a minimális tömeg, a minimális veszteségek és a kedvező kezelés elvei fedi le. Természetesen egy műszaki megoldás nem tartalmazhatja az összes elvet egyszerre, rangsorolni kell az elveket a háttértől függően.

85. ábra[1] A kialakított vezetékegység oldalnézete A módszeres eljárás során leginkább az a kérdés vetődik fel, hogy melyik funkcióhordozóval milyen felépítésű funkcióhordozóval lehet megvalósítani azt, hogy a legjobban teljesülhessen a funkció. Gyakran kell egy funkcióhordozóval több funkciót teljesíteni. Ezekhez a részfunkciók szétválasztására a feladatmegosztás elve, és a funkcióteljesítést elősegítő jobb kihasználás érdekében az önsegítés elve adja az útmutatást a kialakításhoz. A kialakítási elvek alkalmazásánál könnyen bekövetkezhet az, hogy egyes követelmények ellent mondanak. Az elveket tehát csak az adott előfeltételek mellett, de teljes mértékben ritkán alkalmazhatóak. Az egymásnak ellentmondó elvek között szükség van mérlegelésre, és felmérni azt, hogy melyik az adott körülményeknél melyik felel meg a legjobban, és alkalmazható a legnagyobb mértékben. A következő elvek közül kell mérlegelni: Gördülő papucs család tervezése 59


az erővezetés elve  az erőfolyam és az azonos kialakítási szilárdság elve: a gépszerkesztési és finommechanikai feladatokban, valamint azok megoldásaiban az anyag, energia, jelfolyamok kapcsolatában csak nem mindig erők és/vagy mozgások létrehozását, azok összekapcsolását igénylik, amelyben gyakran részfunkció az erők vezetése és felvétele. A meghatározott igénybevételeket a szerkezeti anyagok jellemző határértékeivel:  szakítószilárdság, folyáshatár, lengő és lüktető szilárdság  bemetszések, felületminőség, méret hatások

Kell figyelembe venni. Az azonos kialakítási szilárdság elve a megfelelő anyag és alak kiválasztásával a tervezett élettartam alatt, azonos mértékű szilárdsági kihasználását tűzi ki célul.  a közvetlen és rövid erő vezetés elve: a legkisebb alakváltozás mellett kell erőt vagy nyomatékot egyik helyről a másikra átvinni, akkor a lehető legrövidebb, és közvetlenebb vezetési utat célszerű választani. Ezzel biztosíthatjuk az:  legkevesebb szerkezeti anyag felhasználást  keletkező alakváltozást  az összehangolt alakváltozások elve: az erőfolyam szempontjából helyes kialakítás célja, hogy ne következzen be az erőfolyamban meredek irányváltozás, és hirtelen keresztmetszet változás miatt bekövetkező erőfolyam-sűrűségváltozás, terheléstorlódás, ami feszültségcsúcsokat okoz. Úgy kell a terhelésátadásban résztvevő elemeket kialakítani, hogy a terhelés hatására megfelelő mindig azonos irányú alakváltozások segítségével a lehető legkisebb relatív alakváltozás jöjjön létre.  az erőkiegyenlítés elve: azok az erők és nyomatékok, amelyek közvetlenül a funkció teljesítésére szolgálnak. Ezek a funkciókhoz kötött fő mennyiségek. Gördülő papucs család tervezése 60

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Az erőkiegyenlítést lényegében kétféle módon lehet megvalósítani:  kiegyenlítő elemekkel  szimmetrikus elrendezéssel Tehát az erővezetésnél az erőfolyam:  mindig zárt  ne változtasson élesen irányt  lehetőleg ne változtassa sűrűségét 

a feladatmegosztás elve  a részfunkciók hozzárendelés: több funkciónak egy funkcióhordozóval való teljesítése nagyon gazdaságos megoldást jelent. Adódhatnak hátrányok:  egy vagy több funkció szempontjából a funkcióhordozó teljesítőképességét a felső határig kell fokozni  a funkcióhordozó viselkedésének valamilyen fontos feltétel teljesítése érdekében egyértelműnek és zavarásmentesnek kell lennie

Ilyen esetekben már nem lehet a határteljesítményt, az egyértelmű viselkedés szempontjából optimálisan kialakítani, tehát a feladatmegosztás elvét kell alkalmazni:    

lehetővé teszi az érintett elem jobb szerkezeti kihasználtságát lehetőséget ad a teljesítőképesség növelésére biztosítja az egyértelmű viselkedést továbbá a feladat megosztás elvének alkalmazásánál vizsgálni kell nem adódik-e:

 korlátozás  kölcsönös akadályozás, ill. zavaróhatás  feladatmegosztás különböző funkciók esetén:  feladatmegosztás azonos funkciók esetén: ha a teljesítmény vagy méretnövelés egy adott határ túllépését teszi szükségessé, akkor a megfelelő megoldás a funkció több azonos funkcióhordozójú elemre való áttéréssel valósítható meg. Lényegében egy teljesítGördülő papucs család tervezése 61

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR mény megosztás, és az azt követő egyesítésről van szó. 

az önsegítés elve  fogalmak és meghatározások: az önsegítés, mint fogalom normális helyzetben azt jelenti, hogy a rendszerelemek azonos értelemben működnek együtt, tehermentesítik és kiegyenlítik egymást. Az ilyen elven felépített szerkezetekben a kívánt összhatás kezdeti és segédhatásból tevődik össze. A kezdeti hatás megindítja a folyamatot, és biztosítja a működést. A segédhatás funkciótól függő fő mennyiségekből, és azokat kísérő mellékmennyiségekből jön létre, és meghatározott összefüggés áll fenn.  önmagukat erősítő szerkezeti megoldások: már normál terhelés mellett keletkezik segédhatás a funkcióhoz tartozó fő mennyiségből és mellékjellemzőből, aminek nagyobb összhatás a következménye. Részterhelési tartományokban nagyobb élettartamot, kisebb kopást, és jobb hatásfokot figyelembe véve különösen előnyösek, mert az erővezető elemek csak olyan mértékben terheltek, amilyen mértékben a funkció teljesítéséhez okvetlenül szükséges.  önmagukat kiegyenlítő megoldások: a segédhatás már szintén normális terhelési állapotban jön létre, a fő jellemzőtől függő, azokat kísérő mellékjellemző hatására, de ez csak nagyobb összhatás elérését teszi lehetővé.  önmagukat védő megoldások: túlterhelés esetére az alkatrészeknek, szándékos kialakítástól eltekintve épnek kell maradnia. Ez különösen akkor érvényes, ha csak kis terhelésekkel kell számolni. Amennyiben nincs olyan berendezés, amely korlátozza a terhelés nagyságát, akkor különösen előnyös az önmagukat védő megoldások. A segédhatást egy járulékos, az üzemi terheléshez tartozótól eltérő erővezetési út segítségével hozzák létre, amely túlterhelés esetén rugalmas alakváltozást szenved.



a stabilitás és szándékos labilitás elve  a stabilitás elve: a rendszereket úgy kell kialakítani, hogy a keletkezett zavaróhatásokat a rendszer önmagától csillapítsa, csökkentse. Gördülő papucs család tervezése 62

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR  a szándékos labilitás elve: néha követelmény egy bistabilis állapot, amikor a határállapot elérésekor egy újabb eltérő állapotot kell létrehozni, hogy közben átmeneti állapotok ne lépjenek fel. Úgy érhető el labilitás, hogy ha a szándékosan létrehozott zavaró hatás erősíti, fokozza önmagát. Az itt felsorolt elveket alkalmazva a tervezés folyamán a 84. ábra és 85. ábra mutatja a tervezés folyamán kialakított főfunkció hordozókat.[11]

8.9.MELLÉKFUNKCIÓ HORDOZÓK RÉSZLETES KIALAKÍTÁSA: A fentebb említett szükséges mellékfunkciók kialakítása a lenti táblázatban kerül ismertetésre. A kialakítás során figyelembe vettem a fent említett elveket és alapszabályokat. Az így kialakított mellékfunkció hordozók teljesítik, mint a gyárthatósági, mind a biztonsági és ergonómiai kritériumokat, a gazdaságosság mellett. 

Elülső zsírzófej

Kenési lehetőségek

86. ábra[1] 

Oldalsó zsírzófej

87. ábra[1] 

Olajkenés

88. ábra[1]



Tömítések

belső tömítő betétek

89. ábra[1] Az ábrán piros színnel ábrázolva látható a tömítés 

Fedősapka



Acélszalag

90. ábra[1]

Szerelhetőség



91. ábra[1]

felülről csavarozható

92. ábra[1]

8.10.A TERVEK ELLENŐRZÉSE, FUNKCIÓTELJESÍTÉS, MŰKÖDŐKÉPESSÉG, TÉRBELI ÖSSZEFÉRHETŐSÉG STB.


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Az ellenőrzés során használt pontok

Eredmény

Fő jellemzők Funkció Működési elv Biztonság Ergonómia Gyártás

Egyszabadságfokú mozgás megvalósítása Gördülőelemekkel, prizmatikus vezetéken vezetett test Zárt kenőberendezés, zárt kocsitest Lekerekített, letört élek, szereléshez Egyszerű felület megmunkálási lehetőségek, fröccs önthető alkatrészek

Ellenőrzés Szerelés Szállítás

Gyártás közben az elemek ellenőrizhetőek, mérhetőek Gyáron kívül, és gyárban könnyedén szerelhető Készre szerelt állapotban, vagy alkatrészenként szállítható Egyszerű üzemeltetés, kevés előírás Kis karbantartási igény, kevés előírás

Üzemeltetés Karbantartás

3. táblázat[11] A tervek ellenőrzésének eredménye

8.11.AZ ÉRTÉKELÉS MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGOSSÁGI SZEMPONTBÓL A gazdaságossági értékeléshez szükséges komolyabb anyagválasztási, megmunkálási, és szállítási stb. költségeket is vizsgálni. A 8.10-ban már vizsgált főbb pontokban kielemzésre került a terv.

8.12.A FŐTERV KIVÁLASZTÁSA A felsorolt variációkból kell kiválasztani a legmegfelelőbbet.

8.12.1. A kiválasztott főterv A kiválasztás során a két golyóvezető horonnyal rendelkező golyós vezetékegység terve került kiválasztásra.

8.12.1.1.Első verzió Az első verziót a megszerzett ismeretek alapján a piaci standardok alapján a „30” típusjelű vezetékegységekkel megegyező befoglaló méretekkel alkottam meg. A vezeték axonometrikusan elhelyezve a 93. ábra látható.



93. ábra[1] Az első verziójú összeállított vezetékegység Így ezen keresztül a csereszabatosság is biztosított. A statikus alapterhelhetősége a vezetékegységnek 32kN, a dinamikus alapterhelhetősége 30kN. A megismert típusok alapján több fejlesztés került a megtervezett egységbe:

94. ábra[1] Az első verzió robbantott ábrája  

az oldalsó golyó visszavezető horony fröccsöntött műanyag alkatrész a vezeték és kocsi futófelületében hosszanti hornyok vannak, amik a Gördülő papucs család tervezése 66

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR kenőanyagok tárolását segítik elő, és a hőtágulások ellen is védelmet nyújtanak. A futófelülethez a golyók érintkezőlegesen kapcsolódnak, a futófelületet egymással szöget bezáró síkfelületek határolják. 

a vezeték és kocsi együttes kapcsolódásakor a kialakításból adódóan a vezeték nagyobb keresztirányú hajlító nyomaték felvételére képes, a futáspontosság romlása nélkül.

Az első verzióban kialakításra kerültek a fő és mellékfunkció hordozók, összeállításra kerültek az alkatrészek. Ezek a robbantáson látszanak a 94. ábra

8.13.AZ ÉRTÉKELÉS SORÁN FELISMERT HIBÁK ÉS GYENGEPONTOK Az első verzióban a fröccsöntött alkatrészek ugyan egyszerű kialakításúak voltak, viszont a több alkatrészből álló funkcióhordozó a gyártást nehézkesebbé teszi. Így a második verzióban funkció összevonással lett kialakítva egy új alkatrész. Ez a gyárthatóságot is elősegíti, és csökkenti az alkatrészek számát, ami a meghibásodás esélyét is mérsékli. Egyszerűbbé teszi a szerelhetőséget, nincsenek fordítva beszerelhető alkatrészek. A 95. ábra mutatja a módosított alkatrészeket. A kocsitest veszi fel elsőként a vezetékegységen belül a terhelést, kiemelt szerep hárul rá. A golyó visszavezető hornyok átalakítása, a kocsitest keresztmetszetének megnövelése növeli a szilárdságot.

8.13.1. Második verzió A második verzió kidolgozása során változott a vezetékegység, ami a 95. ábra látható robbantás, és a 96. ábra látható összeállítás is mutat. Módosítás a kocsitesten és a golyó visszavezetőn A kocsitest keresztmetszet növelésével a golyó visszavezető kialakítása megváltozott, több más alkatrésszel együtt. A 95. ábra mutatja az elhelyezkedését az egységen belül. Mivel megváltoztak a golyó visszatérítő, kenő és tömítő mellékfunkciókért felelős alkatrészek, ezért változott a kocsi hossza.


MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR Változtatás a többi mellékfunkció hordozó kialakításán Az eddig 3 alkatrészből álló, a kenést és a golyók visszatérítését megvalósító alkatrészcsoport funkció összevonás során 2alkatrészből került kialakításra.

95. ábra[1] A robbantott ábra Továbbá több kisebb betéttel illetve egyszerűbb szerelhetőséggel lehet kivitelezni a golyók cirkulációját. 

Golyó visszatérítő

Ez az alkatrész a zsírzó és a golyó visszatérítés funkciók összevonásából, egyetlen alkatrészként lett kialakítva. Héj-szerű elem, amit külön alkatrészekkel zárunk le. A golyók számára futópálya lett kialakítva, illetve azon át a kenőanyag bevezető horony, ahol biztosítani lehet a folyamatos kenőanyag ellátást. Furaton középen fent vezetik be a kenőanyagot. Ide csatlakozik majd a zsírzófej, vagy a kenőanyag bevezető tömlő. A „GP-fo-ra” megnevezésű rajzon 1-es tételszámmal szerepel. 

Golyó visszatérítő betét

A golyó visszatérítőben a kenőanyag bevezető horony lezárásáért, és a golyók belső futópályájának a betétrögzítésért. Egyik oldalról az alkatrész fala rögzíti, másik oldalról a kocsitest kialakított felülete. Az alkatrészben külön horony van kialakítva, a kenőanyag vezetésért. A „GP-fo-ra” megnevezésű rajzon 7-es tételszámmal szerepel. Gördülő papucs család tervezése 68


Golyó visszatérítő betétek: jobbos és balos A golyók cirkulációjának megvalósításáért részben oldalanként két darab

betét felel. A golyó pályájának megfelelően kialakított, a belső oldalon valósítja meg a vezetést. Rögzítésért kialakított csatlakozó szemek felelnek. A „GP-fo-ra” megnevezésű rajzon 2-es és 11-es tételszámmal szerepel.

96. ábra[1] A második verziójú vezeték összeállítása 

Fedél

A fedél védi a mechanikai sérülésektől a golyó visszatérítőt, és a gördülőelemeket a bekerülő szennyeződésektől. A golyó visszatérítőt, és a hozzá kapcsolódó elemeket rögzíti, csavarkötéssel. Kialakításával egyben lát el több részfunkciót. A „GP-fo-ra” megnevezésű rajzon 5-ös tételszámmal szerepel.

8.14.VÉGLEGESEN KIALAKÍTOTT FŐTERV ELLENŐRZÉSE HIBÁK, ZAVARÓ HATÁSOK STB. MEGSZÜNTETÉSE A végleges változatban már ki lettek szűrve a zavaró hatások, a hibák javításra kerültek, az átalakított konstrukciónál.



8.15.A VÉGLEGES FŐTERV AZ ELŐZETES ANYAGJEGYZÉK ÉS AZ ELŐZETES GYÁRTÁSI-SZERELÉSI ELŐÍRÁSOK A végleges főterv gyártásához szükséges az anyaglista, és a gyártási és szerelési leírások megléte. A kiválasztott főterv anyagjegyzéke tartalmaz acélokat, és műanyagok egyaránt. Az összeállítási rajz alapján, az alkatrészrajzokon megtalálhatók a felület érdességre, tűrésekre vonatkozó előírások. A darabjegyzék a „GP-fo-ra” rajszámú rajzon található.

8.16.A VÉGLEGES FŐTERV KIVÁLASZTÁSA, ÉS ADATSZOLGÁLTATÁS A KIDOLGOZÁSHOZ A kidolgozáshoz szükséges dokumentáció ma már a CAD rendszerek segítségével könnyedén kivitelezhető, egyetlen CAD modellből generálható a kellő számú rajz, illetve ábra. Ezek a mellékletben találhatók, méretekkel, tűrésekkel felületi érdességekkel együtt. A kiválasztott főterv a második verzió, dokumentációja a mellékletben megtalálható.



9. ÖSSZEFOGLALÁS A szakdolgozatban egy kompakt lineáris vezeték típus konstrukciójának megalkotása szerepel, ami egy vezetékcsalád részét képezi. A megtervezést megelőzően, a koncepcióképzést megalapozva, hasonló konstrukcióval foglalkozó szabadalmak, a piacon kapható termékek kerültek feltárásra. Itt megismerkedtem az eddig megalkotott vezetékrendszerekkel, és kialakításukkal. A szabadalmak kutatása során jó néhány konstrukciós megoldásra bukkantam rá, amelyek elősegítették az egyedi konstrukció létrejöttét. Az idő előre haladtával benyújtott szabadalmak képet adtak az aktuális fejlődési irányokról, új megoldásokról. Napjaink szabadalmai jellemzően különleges, megoldások kutatások eredményeit tartalmazzák, amivel még közelebb kerülhettem a valós felhasználói igényekhez. A piackutatás során megismertem a nevesebb gyártók termékeit, változatosságukat, illetve standardokat, amik útmutatást adtak egy valós igényű felhasználáshoz alkalmas vezeték megtervezésére. A szakdolgozat célja egy univerzálisan felhasználható vezetéktípus megtervezése, a megismert igények alapján, innováció hozzáadásával. A megtervezést a feladat pontosítása nyitotta, amelyben tisztáztam a feladattal szemben támasztott követelményeket, a fennálló szabványokat, és lehetőségeket. Ezt követően felállítottam a követelményjegyzéket, ahol meghatároztam a vezetékkel szemben támasztott követelményeket, a feladatait, és a rögzített adatokat, amelyeken keresztül már képet kaphattam a feladat tulajdonságairól. Az absztrakció során a problémából kizártam a kívánt tulajdonságokat, és csak a követelményekre levezetve állapítottam meg a főfunkciót. A funkcióstruktúra felállításával a funkcionális kapcsolatokat meghatároztam az egyes követelmények között, meghatároztam az összfunkciót és főfunkciókra és részfunkciókra bontottam. Ezek után a főfunkciók és részfunkciók megoldásának felfedéséhez különböző megoldásokat használtam, majd összefoglaltam a megoldáselveket. Ezekből kombinációkat készítve, összefoglaltam a koncepcióváltozatokat, amik a megtervezéshez szolgáltatták az alapokat. A továbbiakban meghatároztam a főfunkció hordozók és mellékfunkciókra vonatkozó kialakítási előírásokat, és előbb vázlatosan majd részletesen kidolgoztam a fő és mellékfunkció hordozókat. Ezt követte az előtervek vizsgálata, majd a főterv kiválasztása. A főterv Gördülő papucs család tervezése 71

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR kiválasztása után a megalkotott konstrukciót több szempontból megvizsgáltam, és azután javítottam a konstrukciókat, hibákat, zavaró hatásokat.

10.TOVÁBBFEJLESZTÉSI LEHETŐSÉGEK A konstrukciós tervezés során felvetődött több pont a konstrukción belül, amik a külső megjelenés, ergonómia, funkcióteljesítés szempontjából lehetnek jelentősek. A kocsi és vezeték kialakítása során figyelmet fordítottam a külső megjelenésre, így a felületeket úgy módosítottam, hogy a vezeték saját arculatot szerezzen. Ezt továbbfejleszthető a mai fémmegmunkálási technológiáknak köszönhetően a szabad formák könnyedén megvalósíthatóak. Az ergonómia jelentős kérdés, ugyanis szerelések, karbantartások, egyéb műveletek során, amikor a kezelők kapcsolatba kerülnek a vezetékkel, sérülések, jó hozzáférhetőséget biztosítani kell. Szintén a műanyagalakító és fémmegmunkáló technológiák segítségével elősegíthető e szempontok megvalósítása. A funkcióteljesítés szempontjából a funkcióhordozók kialakításánál felhasznált anyagok mennyiségének optimalizálása kerülhet előtérbe, hogy a funkcióhordozók minél gazdaságosabb legyenek legyárthatóak. Ezeket felhasználva a konstrukció további fejlesztését segíteném elő.



11.IRODALOMJEGYZÉK [1] Kazsik Tamás, saját készítésű ábrák, 2013 [2] http://upload.wikimedia.org/wikipedia/hu/thumb/5/58/Roll2.png/22 0px-Roll2.png [3] Lang, P., Vicik, F.: Anti-friction bearing unit, M Ten Bosch Inc , Patent number: 2889181 , 1955. november 29. USA, megtekintve: 2013. március 9., forrás: https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.co m/pdfs/US2889181.pdf [4] Fiák, L., Derzsényi, S., Darin, S.:Roller Shoe Structure, Magyar Gördülőcsapágy Művek, Patent number: 4576422, 1986.március 18., Debrecen, megtekintve: 2013. április 7., forrás: https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.co m/pdfs/US4576422.pdf [5] Fiák, L., Derzsényi, S., Darin, S., Molnár, L., Vinkler, J.:Roller Circulating Shoe With Clamping Device, Magyar Gördülőcsapágy Művek, Patent number: 730944, 1988. március 15. Debrecen, megtekintve: 2013. április 7., forrás: https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.co m/pdfs/US4730944.pdf [6] Hirata, J.: Linear Guide Apparatus, Nippon Seiko Kabushiki Kaisha, Pantent number: 4615569, , 1984. június 12., Tokyo, megtekintve: 2013. március 9., forrás: https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.co m/pdfs/US20130195386.pdf [7] Kuwabara, H.: Linear Motion Guide Unit, Nippon Thompson Co., Ltd., Patent number: 7341378B2, 2004. november 17., Tokyo megtekintve: 2013. április 15., forrás: https://docs.google.com/viewer?url=patentimages.storage.googleapis.co m/pdfs/US7341378.pdf [8] Nippon Thompson Co. Ltd., Iko International, Linear Motion Guide Series General Catalog BLUE, forrás: http://www.ikont.co.jp/eg [9] http://upload.wikimedia.org/wikipedia/hu/9/9e/Surlodasi_kup.png [10] http://www.confidenza.hu/NTNkatalogus/ntn_muszaki_8.html Gördülő papucs család tervezése 73

MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR [11] Pahl, G.,Beizt, W.: A géptervezés elmélete és gyakorlata, Műszaki Könyvkiadó, Budapest 1981 [12] Görgős vezeték http://img.directindustry.com/images_di/photog/heavy-duty-recirculating-roller-linear-guide-169-4359829.jpg [13] Golyós vezeték, http://cfnewsads.thomasnet.com/images/large/455/455178.jpg [14]Görgős vezeték, http://pimg.tradeindia.com/00533580/b/3/LinearRoller-Bearing.jpg [15]Egy soros golyós vezeték, http://img.directindustry.com/images_di/photo-g/recirculating-ballbearing-linear-guide-9310-2583465.jpg [16]Több soros, golyós kocsi, http://cncpd.com/wpcontent/uploads/2011/07/RB_LAH35EMZ_350x.jpg [17]Keresztgörgős vezeték, http://assets.newport.com/web600wEN/images/1402378.gif [18]Görgős vezeték, http://linearguidechina.com/product/1-1-2b.jpg [19]Vezetéket érő igénybevételek, http://www.skf.com/binary/2131050/0906%25200177_tcm_12-31050.png [20] Wikipédia: Gördülő ellenállás, megtekintés: 2013. július 16., forrás: http://hu.wikipedia.org/wiki/G%C3%B6rd%C3%BCl%C5%91_ellen%C3 %A1ll%C3%A1s [21]NSK Motion&Control: Linear Guide Series, megtekintés: 2013. március 3. forrás: http://www.nskeurope.hu [22]THK Caged Ball LM Guide, megtekintés: 2013. február 27. forrás: http://www.thk.com


MISKOLCI EGYETEM. GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR SZERSZÁMGÉPEK TANSZÉKE 3515 Miskolc-Egyetemváros. Feladat címe: Készítette: KAZSIK TAMÁS

Recommend Documents