Technická fakulta Česká zemědělská univerzita v Praze Jakub Gregor letní semestr 2009
MOBILNÍ STOJAN PRO BOČNÍ PANELY LABORATORNÍHO MRAZÁKU 900SERIES Navrženo pro výrobní provoz společnosti: ThermoFisher Scientific závod Mukařov
"900.jpg"
Úvod Tento projekt se zabývá návrhem mobilního stojanu pro manipulaci s bočními panely, které po sestavení tvoří vnější skelet mrazícího boxu. Jednotlivé panely jsou vysekány z ocelového plechu, naohybány, svařeny, doplněny o výstuhy a další drobné díly. Poté je celý panel přebroušen a putuje do provozu lakovny, kde je odmaštěn a nalakován práškovou barvou. Následně již hotový panel putuje na úsek montáže, kde je sestaven do skeletu. V současné době se panely pohybují mezi jednotlivými provozy pouze na paletě max po 6ks, proloženy polyestyrenovými hranoly. Což při jejich velikosti (některé až 900x1500) není ideální z hlediska využitého prostoru. Další nevýhodou je špatná manipulace při skládání na paletu (hmotnost až 12kg) a nutnost mít stále dostatečné množství prokládacích hranolů. Tento konečný stojan je pátou variantou, kterou jsem navrhl. Ty předchozí buď nevyhovovaly technologovi provozu, nebo jsem při konstruování došel k myšlence, že by to šlo řešit jinak a lépe a nebo jsem došel k závěru, "že tudy cesta nevede". Pro práci jsem použil program Autodesk Inventor, který mi pro moji práci vyhovuje lépe než klasický AutoCAD, a to především jednoduchostí úprav již vymodelovaných součástí a lepším výstupem pro tvorbu výrobní dokumentace.
Popis konstrukce "forma900.jpg" Základní rám stojanu je navržen jako svařenec s uzavřených čtvercových či
obdélníkových ocelových profilů, doplněný o madlo z ohýbané trubky a destičkami pro montáž koleček. Na rámu jsou umístěné nosiče kladek, vyrobené z ohýbaného ferozinkového plechu. Do nosiče jsou vyvrtány sady děr, které umožňují použít jeden nosič do všech třech řad s kladkami. Na nosič jsou montovány kladky, kde vidlice kladky je vyrobena taktéž z ferozinkového plechu a samotná kladka z nylonu. Jako čep nám poslouží šroub M5 se samojistnou matkou. V horní části je umístěn hřeben vyrobený z ocelových trubek a jeklu, lakován stejně jako základní rám. Hřeben slouží k podepření jednotlivých panelů a chrání je před poškozením. Trubky jsou opatřeny návleky se smršťující gumy. Na rám je přišroubován pomocí šroubů a nýtovacích matic nalisovaných v rámu. Konstrukce je doplněna o otočná kolečka s brzdou a kapsu na průvodní dokumentaci vyroubenou z plechu. Samotný boční panel je ve stojanu natočet pod třemi úhly, což značně komplikovalo práci: - je sklopen podle osy x, aby panel držel ve stojanu a při manipulaci nevyjel po kladkách mimo stojan. - je otočen podle osy y, což možnuje aby jednotlivé panely do sebe zapadaly a tím se jich na stojan vejde více. Nevýhodu je že se musí zakládat a vykládat do stojanu v daném pořadí. - je sklopen podle osy z, což zajišťuje aby při manipulaci byl panel stále opřen o trubku hřebenu a nedošlo k jeho poškození.
Výpočty: Výpočet profilu nesiče koleček "nacrt.jpg"
max. hmotnost panelu: mp := 12kg délka profilu:
lp := 540mm 6
max. do. napětí:
σd := 80⋅ 10 Pa
rozteč koleček:
x := 66mm
počet koleček:
n := 8
výška profilu:
h := 30mm
Výpočet tíhy panelu Fp := mp⋅ g Fp = 117.68 N Výpočet krajní rozteče lp xk := ( n − 1) ⋅ 2 xk = 0.039 m Výpočet maximálního momentu Mm := Fp⋅ xk + Fp⋅ ( xk + x) + Fp⋅ ( xk + 2x) + Fp⋅ ( xk + 3x) Mm = 64.758⋅ N⋅ m Ohybový moment se rozděluje mezi tři nosné lišty tvaru obráceného U. Jelikož zatížení není rovnoměrné, budeme uvažovat jen dva profily. Pro jednoduchost budeme profil uvažovat jako dva souběžné ploché profily. Md :=
Mm 4
Md = 16.189⋅ N⋅ m Výpočet průřezového modulu: Wm :=
Md σd −7
Wm = 2.024 × 10
b :=
3
⋅m
Wm⋅ 6 h
2
b = 1.349⋅ mm Minimální síla profilu je 1,35mm. Přesto pro delší životnost navrhneme profil z plechu o síle 3mm.
Použitá literatura a externí data
Použitá literatura a externí data - Pavel Cyrus; Pružnost a pevnost; CZU 2008 - Jan Leinveber, Pavel Vávra; Strojnické tabulky; Albra 2003 - Ferona a.s.; www.ferona.cz; katalog materiálu Použité kolečko - Tente a.s.; www.tente.cz; 3D model Použitý vzorový panel - ThermoFisher Scientific; interní databáze dílů
Závěr Navžený stojan by měl vyhovovat jak využitím prostoru, jelikož na plochu 1250x900 může být umístěno až 16 panelů, tak i jednoduchostí manipulace, neboť panel se zasouvá do stojanu pomocí tří řad kladek. Práce je pohodlnější, protože není nutné se ohýbat. A další je výhodou této varianty je i to, že jeden typ stojanu je možné použít pro přepravu všech typů používaných panelů. Na okraj: V současné době se pracuje na dokončení prototypu, je hotový rám a čeká se na dokončení výroby kladek. Počátkem června by se první stojan měl dostat na zkoušku do výroby. Po zdárném odzkoušení by se mělo vyrobit asi 20ks. Tento stojan je jeden z projektů, které se snažíme realizovat pro zvýšení kapacity a produktivity továrny pro plánované navýšení výroby ze součásných 600ks/rok na 2000ks/rok. Tato práce je pouze moje vlastní dílo, mimo poznamenané části. Pouze návrhy a dílčí části práce byly konzultovány s kolegy z technologie a konstrukce.
