RAČUNALNIŠKO PODPRT RAZVOJ ROKE NAKLADALNIKA

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Denis ŽITEK RAČUNALNIŠKO PODPRT RAZVOJ ROKE NAKLADALNIKA Visokošolskega strokovnega študijskega programa strojništvo Maribor, december 2010

Fakulteta za strojništvo RAČUNALNIŠKO PODPRT RAZVOJ ROKE NAKLADALNIKA Študent(ka): Študijski program: Smer: Denis ŽITEK Visokošolski strokovni študijski program Strojništvo Konstrukterstvo in gradnja strojev Mentor: Somentor: viš. pred. dr. Marina NOVAK izr. prof. dr. Bojan DOLŠAK Maribor, december 2010 - II -

- III -

I Z J A V A Podpisani Denis ŽITEK izjavljam, da: je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom viš. pred. dr. Marine NOVAK in somentorstvom izr. prof. dr. Bojana DOLŠAKA; predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi; soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet Univerze v Mariboru. Maribor, 12. 12. 2010 Podpis: - IV -

ZAHVALA Zahvaljujem se mentorici viš. pred. dr. Marini NOVAK in somentorju izr. prof. dr. Bojanu DOLŠAKU za pomoč in vodenje pri opravljanju diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi podjetju SCT TKO. Posebna zahvala velja staršem, ki so mi omogočili študij. - V -

RAČUNALNIŠKO PODPRT RAZVOJ ROKE NAKLADALNIKA Ključne besede: konstruiranje, gradbena mehanizacija, bagri, pločevina, zahtevnik, CAD, CATIA V5 UDK: 621.878.44:004.8(043.2) POVZETEK V diplomskem delu je obravnavan računalniško podprt razvoj roke nakladalnika pri določenem tipu nakladalnika. Namen diplomskega dela je predstaviti metodologijo pristopa k razvoju takšne roke. Vse tovrstne roke so v celoti izdelane iz pločevine. Opisane so teoretične osnove preoblikovanja pločevin in smernice konstruiranja pločevinastih polizdelkov. Na koncu je predstavljen potek modeliranja roke nakladalnika in izdelave tehnične dokumentacije v programskem paketu CATIA V5. - VI -

COMPUTER AIDED DESIGN OF MATERIAL HANDLING ARM Key words: construction, construction machinery, excavators, sheet metal, engineering specifications, CAD, CATIA V5 UDK: 621.878.44:004.8(043.2) ABSTRACT Diploma work discusses computer aided design of material handling arm on specific type of material handler. The purpose of this diploma work is to present the methodological approach in developing such an arm. All such arms are made from sheet metal. This work presents some theoretical basics of sheet metal forming and guidelines of designing with sheet metal. At the end, modelling course of handling arm and creation of technical documentation in CATIA V5 software is presented. - VII -

Kazalo 1. UVOD... 1 1.1. OPIS PROBLEMA... 1 1.2. NAMEN IN CILJI DIPLOMSKEGA DELA... 1 2. PREGLED OBRAVNAVANE PROBLEMATIKE... 2 2.1. BAGRI... 2 2.2. PREGLED STANJA NA TRGU... 2 2.3. OPIS DELOVANJA BAGRA... 6 2.4. KINEMATIKA NAKLADALNIKA... 7 3. KONSTRUIRANJE IZDELKOV IZ PLOČEVINE... 8 3.1. VRSTE IN LASTNOSTI PLOČEVIN... 8 3.2. PREOBLIKOVANJE PLOČEVINE... 10 3.3. SMERNICE ZA KONSTRUIRANJE ZA PROIZVODNJO... 18 4. RAZVOJ ROKE NAKLADALNIKA... 23 4.1 NAČRTOVANJE OZ. DEFINICIJA NALOGE... 24 4.2 KONCIPIRANJE... 26 4.2.1 ZAHTEVNIK... 27 4.2.2 ABSTRAHIRANJE PROBLEMA... 31 4.2.3 FUNKCIJSKA STRUKTURA... 31 4.3 SNOVANJE... 32 4.3.1 IZBIRA MATERIALA... 32 4.3.2 IZBIRA HIDRAVLIČNIH CILINDROV... 33 4.3.3 DOLOČITEV OBLIKE ROKE NAKLADALNIKA... 34 4.3.4 TRDNOSTNI PRERAČUN SORNIKA... 35 4.4 RAZDELAVA... 39 5. RAČUNALNIŠKO PODPRTO KONSTRUIRANJE... 40 5.1 RAČUNALNIŠKO PODPRTO KONSTRUIRANJE... 40 5.2 OPIS PROGRAMA CATIA V5... 41 5.3 OPIS GRADNJE MODELA... 42 6. SKLEP... 50 7. SEZNAM UPORABLJENIH VIROV... 51 PRILOGE - VIII -

UPORABLJENI SIMBOLI A proj projekcijska površina A 5 razteznost razmerje stanjšanja pločevine c u upogibni faktor d premer sornika D minimalna razdalja E modul elastičnosti F A reakcija g gravitacijski pospešek G r1 teža roke 1 G r2 teža roke 2 G o teža orodja K v žilavost L dolžina m b masa največjega bremena m r1 masa roke 1 m r2 masa roke 2 m o masa orodja M moment p površinski tlak p dop dopustni površinski tlak polmer nevtralne osi r notranji polmer upogiba r min najmanjši dovoljeni polmer upogiba R e meja elastičnosti R m natezna trdnost R preoblikovalnost - IX -

s debelina pločevine s 1 debelina pločevine po upogibanju Q teža največjega bremena s strižna napetost sdop dopustna strižna napetost u upogibna napetost udop dopustna upogibna napetost koeficient premika nevtralne osi w razdalja med podporama - X -

UPORABLJENE KRATICE DIN - Deutsches institut fur Normung EN - European standard SIST - Slovenski inštitut za standardizacijo MKE - Metoda končnih elementov CAD - Computer aided design CAM - Computer aided manufacturing CAE - Computer aided engineering MIG - Metal Inert Gas - XI -

- XII -

1. UVOD 1.1. Opis problema obravnava splošno področje gradnje transportnih naprav in sredstev za gradbeno ter drugo mehanizacijo. To področje strojništva je zelo široko in razširjeno, zato je potrebno nalogo natančneje opredeliti. Ideja za diplomsko delo je nastala med opravljanjem strokovne prakse 3, in sicer v podjetju SCT TKO (tovarna kovinske opreme), d. o. o. Osnovna dejavnost podjetja je predvsem proizvodnja večjih kovinskih izdelkov, kot so npr. bagrske roke, sestavni deli za avtodvigala, rezervoarji za gorivo,... Večino realizacije izdelujejo za tuje kupce, kot so tovarne Liebherr, Bucyrus, Putzmeister, Poleg proizvodnje teh izdelkov pa podjetje ponuja tudi občasne storitve s področja kovinske opreme in konstrukcij[12]. obravnava računalniško podprt razvoj roke nakladalnika za odpad oz. kosovne odpadke pri določenem tipu nakladalnika. Ti nakladalniki so naprave za prenašanje, dvigovanje in sortiranje bremena. Nakladalniki so zelo razširjeni in so nepogrešljiva naprava na širokem industrijskem področju pristanišč, skladišč, rudnikov, odpadov ipd. 1.2. Namen in cilji diplomskega dela V svoji diplomski nalogi se bom posvetil izdelavi konstrukcije, kakor tudi izdelavi tehniške dokumentacije roke bagerja nakladalnika iz debele pločevine, ki so ga v podjetju dobili za naročilo. Na podlagi njihovih zahtev je potrebno preučiti potrebno število operacij za izdelavo roke, ki mora biti v mejah predpisanih toleranc. Ker je roka v celoti sestavljena iz debele pločevine, je v diplomski nalogi opisan postopek razvoja ter preoblikovanja pločevinastih polizdelkov. Da lahko pričnemo z razvojem roke, potrebujemo informacije o študiju trendov, tržnih analizah, bodočih kupcih, zaščiti okolja, patentih, itd. - 1 -

2. PREGLED OBRAVNAVANE PROBLEMATIKE 2.1. Bagri Obstaja veliko različnih bagrov, ki služijo različnim namenom. Torej glede na konstrukcijsko izvedbo in področje uporabe ločimo naslednje izvedbe bagrov: Kolesni bagri Gosenični bagri Bagri nakladalniki Stacionarni nakladalniki Pomolni bagri Bagri za polaganje cevi Teleskopski bagri Žerjavni bagri Bagrska roka, ki je tema te diplomske naloge, spada med bagrske nakladalnike in služi dvigovanju, prenašanju in nakladanju bremena. Uporablja se lahko na odpadih, v gozdovih, za dvigovanje sipkega materiala, za rušenje zgradb ipd., saj ima možnost izbire priključka orodja, odvisno pač, na katerem področju se uporablja. 2.2. Pregled stanja na trgu Na svetovnem trgu je veliko podjetij, ki se ukvarjajo s projektiranjem in razvojem bagrov, nakladalnikov in ostalih gradbenih naprav. Tudi na slovenskem tržišču se nekaj podjetij ukvarja s projektiranjem in izdelavo različnih sklopov in naprav za nekatere svetovne proizvajalce. Nekaj najbolj znanih svetovnih proizvajalcev tovrstnih strojev: Liebherr, Bobcat Company, Caterpillar, Terex, Volvo, Bucyrus, John Deere, Kubota, Hitachi. - 2 -

Na slikah (2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5) so prikazani nekateri različni tipi nakladalnikov in bagrov različnih proizvajalcev. Slika 2.1: Teleskopski nakladalnik Liebherr [9] Slika 2.2: Žerjavni bager Liebherr [9] - 3 -

Slika 2.3: Bager na gosenice Moore Slika 2.4: Nakladalnik za hlode Liebherr [9] - 4 -

V tem diplomskem delu je obravnavan razvoj bagrske roke materialnega nakladalnika, ki je na sliki 2.5. Slika 2.5: Materialni nakladalnik podjetja Liebherr [9] [9-5-

2.3. Opis delovanja bagra materialnega nakladalnika Bager poganja 4-taktni dizelski motor moči vse do 130 kw, ker omogoča večje moči kot bencinski motor in je bolj vzdržljiv pri večjih obremenitvah. Motor prenaša vrtilni moment na kolesa ali gosenice, odvisno od izvedbe modela bagra. Premikanje rok pri večini je izvedeno s hidravličnimi cilindri, ki roko dvigujejo, podaljšujejo ipd. Vsa moč je torej zagotovljena z dizelskim motorjem, upravljanje za gibanje naprej in nazaj, premikanje rok pa je zagotovljeno iz kontrolne kabine od operatorja bagra. Roka bagra je pritrjena na spodnji del šasije bagra. Roko sestavljata dva glavna dela: prva roka in druga roka. Oba glavna dela sta med seboj povezana s sornikom. Za večjo stabilnost med delovanjem bagrov so le-ti podprti na vgrajenih podporah. Zadnji del bagra je izveden s protiutežjo, kar omogoča ravnovesje momentov. Pri obračanju je ena sled koles oz. gosenic popolnoma nepomična, druga sled je pa v gibanju, kar povzroči da se bager lahko premika v loku. Večina tovrstnih bagrov in nakladalnikov je vrtljivih okrog svoje osi za 360. - 6 -

2.4. Kinematika nakladalnika Kinematika, ki jo roka opiše med obratovanjem, je ena najpomembnejših lastnosti pri rokah nakladalnikov, katero navajajo vsi proizvajalci v katalogih. Predstavlja doseg nakladalnika in je odločilnega pomena, kadar se odločamo za tip nakladalnika, katerega bomo uporabili za določeno nalogo. Za konstrukterje pa pomeni izhodišče in osnovo pri konstruiranju in dimenzioniranju nosilnih prerezov. Kinematika gibanja za model oz. tip nakladalnika, katerega roka je obravnavana v diplomskem delu je na sliki 2.6. Slika 2.6: Kinematika nakladalnika [9] - 7 -

3. KONSTRUIRANJE IZDELKOV IZ PLOČEVINE 3.1. Vrste in lastnosti pločevin Pločevina je jeklo v tankih in debelih ravnih kosih ter ploščah. Je ena izmed temeljnih oblik gradiv, ki se uporabljajo v kovinsko predelovalni industriji. Osnoven in najpogosteje uporabljen material, iz katerega se izdeluje pločevina je jeklo. Jeklo je zlitina železa (Fe), ogljika (C) in drugih elementov, pri čemer je mastni delež železa med vsemi vsebovanimi elementi največji. Vsebnost ogljika je običajno manjša od 2 %, kar je mejna vrednost pri jeklih in železovih litinah, čeprav vsebujejo nekatera kromova jekla več kot 2 % ogljika. Jekla delimo glede na: postopek pridobivanja, kemično sestavo, uporabo in kvaliteto. Po SIST EN 10020 jekla delimo glede na vsebnost drugih elementov na nelegirana in legirana. Glede na vrsto uporabe delimo jekla na: orodna jekla, splošna konstrukcijska jekla ali navadna konstrukcijska jekla, konstrukcijska jekla za toplotno obdelavo in posebna konstrukcijska jekla. Konstrukcijsko jeklo je skupina jekel, ki se uporabljajo za različne konstrukcijske namene. Pri teh jeklih sta najpomembnejši lastnosti napetost tečenja in natezna trdnost, pomembne lastnosti pa so razteznost, duktilnost, udarna žilavost in prehodna temperatura žilavosti. Konstrukcijska jekla delimo na gradbena jekla in splošna konstrukcijska jekla, jekla za armiranje betona, kotlovsko pločevino, ladjedelništvo, tanko pločevino in trakove. Med gradbena jekla uvrščamo jekla za razne vrste jeklenih konstrukcij: za nosilne konstrukcije, za armiranje betona, za hidroenergetsko opremo, za tlačne posode in rezervoarje, za železnice, ladjedelništvo ter splošno strojegradnjo (za dele strojev, vijake, kovice). Gradbena jekla so po svoji sestavi običajno nelegirana, v določenih primerih tudi - 8 -

malolegirna. Klasificirana so predvsem po mehanskih lastnostih: po trdnosti oziroma po meji tečenja. Glede na namen uporabe in vrsto obremenitve morajo ta jekla imeti še druge mehanske in tehnološke lastnosti, kot so: žilavost, sposobnost preoblikovanja, odpornost proti staranju, odpornost proti krhkemu lomu, varivost in korozijsko odpornost. Kemična sestava teh jekel je le izjemoma predpisana in je v glavnem prepuščena proizvajalcu, s pogojem, da jeklo doseže predpisane mehanske in tehnološke lastnosti. Najbolj pogosta oblika, v katero so predelana gradbena jekla, so: palice, pločevina, žica, profili, cevi. Zahtevane mehanske in tehnološke lastnosti imajo ta jekla najpogosteje že v stanju po vroči predelavi ali jih pridobijo šele po normalizaciji, hladnem preoblikovanju ali po dodatnem žarjenju. Pločevina pa se ne deli samo po osnovnem materialu, mehanskih in tehnoloških lastnostih, ampak se pločevine delijo tudi po debelini. Debela pločevina debelina 5 7 mm v skokih po 0,5 mm 7 30 mm v skokih po 1mm 30 50 mm v skokih po 2 mm Srednja pločevina 3, 3.5, 4, 4.5, 4.75 mm Tanka pločevina 0.4 0.8 mm v skokih po 0.05 mm 0.9 1.1 mm v skokih po 0.1 mm 1.25 2.75 mm v skokih po 0.25 mm Tabela 3.1: Delitev jeklene pločevine po debelini [Priloga A] - 9 -

3.2. Preoblikovanje pločevine Preoblikovanje gradiv je eden od osnovnih tehnoloških postopkov za obdelavo kovinskih in nekovinskih materialov, oziroma za oblikovanje komponent strojnih delov. Pri tem postopku dosežemo želeno obliko s plastično deformacijo brez izgube materiala (ni odpada). Pod pojmom preoblikovanje razumemo načrtno spremembo oblike, površine in lastnosti materiala izbranega preoblikovanca ob ohranitvi mase in brez tvorbe makro oziroma mikro razpok v materialu. Preoblikovalne postopke lahko razdelimo glede na: delujoče napetosti, dosežene mehanske lastnosti in vrsto oziroma obliko materiala. Glede na delujoče napetosti (DIN 8582) ločimo tlačne, natezno-tlačne, natezne, upogibne in strižne preoblikovalne postopke (slika 3.1). Glede na vrsto oziroma obliko obdelovanca poznamo masivno preoblikovanje in preoblikovanje pločevine. Po doseženih mehanskih lastnostih pa ločimo preoblikovanje v vročem in preoblikovanje v hladnem. Mejna temperatura je temperatura rekristalizacije. Slika 3.1: Delitev preoblikovalnih postopkov glede na zunanjo obremenitev [5] - 10 -

Preoblikovalnost torej označuje sposobnost, da material prenese določeno plastično deformacijo. Ta je odvisna od danih preoblikovalnih pogojev (temperatura, tlak, ) ter od trenutnega napetostnega stanja (s superpozicijo hidrostatičnega tlaka lahko plastično deformiramo tudi krhke materiale). Pojem preoblikovalnosti je vezan ne le na material, ampak tudi na pogoje preoblikovanja [2]. Sposobnost, da material prenese določeno plastično deformacijo, lahko ocenimo na osnovi kriterijev preoblikovalnosti: meje tečenja, natezne trdnosti Rm, razmerja R = R e /R m ; čim večji je razpon med R e in R m (majhen R), boljša je preoblikovalnost, raztezka pri pretrgu. Torej osnovni pogoj, da se material plastično preoblikuje je, ko ga pod vplivom zunanje obremenitve oziroma sile privedemo nad mejo plastičnosti Rp oziroma po novem napetost tečenja Re. Slika 3.2: Diagram σ ε - 11 -

Glede na temperaturo preoblikovanja ločimo hladno, toplo, in vroče preoblikovanje. Hladno preoblikovanje poteka pri sobni temperaturi. Kovine se pri tem hladno utrjujejo. Lahko se lokalno ali v celoti porušijo preden dosežemo načrtovano obliko, zato jih je potrebno med različnimi stopnjami preoblikovanja rekristalizacijsko žariti. Vroče preoblikovanje poteka nad temperaturo rekristalizacije. To pomeni, da so procesi mehčanja tako hitri, da se material ne utrjuje. Zato lahko dosežemo velike stopnje deformacije. Slabost vročega preoblikovanja so slabše tolerance mer, oksidacija obdelovanca, material pa je po preoblikovanju v mehkem stanju. Toplo preoblikovanje na neki način združuje značilnosti vročega in hladnega preoblikovanja. Poteka med sobno temperaturo in temperaturo rekristalizacije. Prednosti pred hladnim preoblikovanjem so manjše število stopenj deformacije, manjše sile in prihranek energije, ker se izognemo vmesnemu žarjenju, pred vročim preoblikovanjem pa v večji natančnosti dimenzij, večji kakovosti površine ter v manjši porabi energije [7]. Upogibanje spada med najbolj razširjene tehnološke postopke za nadaljnjo preoblikovanje pločevine, valjanih in vlečenih profilov in cevi. V odvisnosti od dimenzij in oblike izdelkov ter uporabljenega izhodnega materiala je mogoče upogibati pločevino na različnih strojih in z različnimi orodji. Pri tem je treba upoštevati razlike med načini preoblikovanja, ki so značilni za posamično in maloserijsko proizvodnjo ter izrazitimi postopki velikoserijske proizvodnje. Pri upogibanju lahko razlikujemo preoblikovanje vzdolž ravne ali krive linije, ki lahko poteka postopoma ali po celi dolžini upogibne črte naenkrat. Prav tako razlikujemo prosto upogibanje od upogibanja v utopu, pri katerem je končna oblika izdelka odvisna od oblike posebnega utopnega orodja [5]. Kot pri vsakem plastičnem preoblikovanju, nastopijo tudi pri upogibanju v materialu trajne deformacije. Tem plastičnim deformacijam se pridruži še elastična deformacija, ki se kaže v tem, da se obdelovanec po preoblikovanju zopet delno poravna. Deformacije se v - 12 -

upogibnem prerezu med seboj razlikujejo. Notranja vlakna se v smeri glavne deformacije nakopičijo, pravokotno na to smer širijo, medtem ko se zunanja vlakna v smeri upognjenih krakov raztezajo in hkrati ožijo. Med temi je nevtralno vlakno, ki se niti ne razteza niti ne krči, tako da navidezno ohrani svojo prvotno dolžino. Značilno za upogibni proces je, da se zunanja vlakna raztezajo tem bolj, čim bolj so oddaljena od nevtralne osi, notranja pa tem bolj krčijo, čim bližje so notranjemu robu oziroma upogibnemu središču. Čim manjši je krivinski polmer v primerjavi z debelino pločevine, tem bolj so izrazite razlike med napetostmi v materialu in tem večji je preoblikovalni odpor. Pri majhnem krivinskem polmeru se material pretrga [5]. Slika 3.3: Deformacije pri upogibanju [5] Pri debelih in zelo debelih pločevinah se prerez materiala v upogibnem področju močno deformira pravokotno na smer upogibanja. Zaradi tega se nevtralna os premakne iz sredine prereza proti notranjemu robu upogiba v odvisnosti od razmerja r/s. - 13 -

Slika 3.4: Premik nevtralne osi [5] Polmer nevtralne osi se lahko izračuna po enačbi: (3.1) 3.1 č - 14 -

r/s 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6 0,65 0,7 0,8 0,600 0,640 0,666 0,700 0,720 0,740 0,760 0,772 0,786 0,800 0,816 r/s 1 1,2 1,5 1,6 2 2,5 3 4 5 7 10 0,820 0,840 0,880 0,884 0,900 0,910 0,920 0,940 0,960 0,980 1 Preglednica 3.1: Koeficient premika nevtralne osi [2] Eden najpomembnejših parametrov pri upogibanju pločevine je notranji krivinski polmer r, ki je vezan na plastičnost materiala in mora biti tako velik, da plastične deformacije ne preidejo v lokalno porušenje materiala. Če prekoračijo obremenitve pri upogibanju trdnosti materiala, se pojavijo na zunanji natezni strani razpoke, na notranji tlačni strani pa se material nagnete. Razpoke nastopijo tem prej, čim manjša je razteznost materiala, čim manjši je upogibni radij in čim večja sta upogibni kot in debelina pločevine. Najmanjši dopustni upogibni polmer je odvisen ne samo od mehanskih lastnosti materiala, od upogibnega kota in nateznih napetosti v zunanjih vlaknih, temveč tudi od smeri upogibne linije nasproti smeri, v kateri je bil material valjan [2]. Za praktično uporabo lahko določimo ta najmanjši dovoljeni upogibni polmer po enačbi: (3.2) ; č ker se pri upogibanju z majhnim polmerom debelina materiala v upogibnem območju zmanjša, se spremeni tudi krivinski polmer nevtralne osi. - 15 -

Za koeficient, s katerim določimo razdaljo nevtralne osi od notranjega upogibnega polmera, pa enačbo: 1 (3.3) š č č č Izračun prireza Zaradi neenakomernih deformacij, ki nastajajo pri upogibanju, razvita dolžina upognjenega dela ni enaka dolžini srednjega vlakna. Če hočemo izračunati pravo dolžino pločevine, ki je potrebna pri upogibanju, moramo [2]: določiti lego nevtralne osi deformacij, razdeliti konture upogibnega dela na ravne in ukrivljene odseke, sešteti dolžine teh odsekov. - 16 -

Slika 3.5: Izračun dolžine upognjenega dela [5] Celotna dolžina je:... 1 2... (3.4), ž 1, 2 ž Razvita dolžina zakrivljenega odseka znaša: 0,017 (3.5) Upogibni kot 180, pri čemer je notranji kot med upognjenima krakoma pločevine. Za 90 90 1,57 (3.6) - 17 -

3.3. Smernice za konstruiranje za proizvodnjo Pri konstruiranju izdelkov iz pločevin mora dober konstrukter poznati osnove konstruiranja, mehaniko, obnašanje materialov in tudi proizvodne tehnologije, ki jih ima na razpolago za delo s pločevinami. Konstrukter z obliko proizvoda, izbranim materialom, predpisanimi tolerancami mer in kvaliteto površine odločilno vpliva na način in ceno njegove proizvodnje. Vsak proizvodni postopek ima določene zakonitosti. Če jih konstrukter ne upošteva, se lahko zgodi, da izdelka ni mogoče izdelati ali pa je njegova proizvodnja predraga. V nadaljevanju je prikazanih nekaj konstrukcijskih smernic za upogibanje pločevine. Potrebno se je izogibati ostrih pregibov, kjer je prisoten zarezni učinek in material lahko poči (slika 3.6): Slika 3.6: Izogibanje ostrih robov [1] Izrezani zavihki naj bodo skonstruirani tako, da se pri preoblikovanju ne pojavijo razpoke. Na sliki 3.7 sta prikazana primera konstruiranja zavihkov. Zgornji sliki sta primer slabo zasnovane konstrukcije, spodnji sliki sta pa primer dobro zasnovane konstrukcije. - 18 -

Slika 3.7: Oblike in dimenzije izrezanih zavihkov, spodnji sliki sta primer pravilne konstrukcije [1] Pri konstruiranju izdelkov iz pločevin, ki jih izdelujemo z izrezovanjem oz. izsekovanjem in luknjanjem, moramo paziti na širino luknje od roba pločevine. Luknje naj ne bodo blizu robov ali pregibov. Če so luknje ali utori preblizu upogibne ravnine, se lahko močno deformirajo, zato se jim je v praksi, kolikor se le da, potrebno izogibati. Razdalja luknje mora biti večja od debeline materiala. Slika 3.8: Lega lukenj [1] - 19 -

Na sliki 3.9 so označene minimalne razdalje lukenj in utorov od upogibne ravnine, ki so spodaj pod slikami pojasnjene z enačbama 3.1 in 3.2. Primer A prikazuje popačeno obliko luknje, ker je preblizu upogibne ravnine. Primera B in C pa prikazujeta minimalno razdaljo za luknjo in utor od upogibne ravnine. Slika 3.9: Minimalne razdalje lukenj od robe pregiba [Priloga B] Primer B: Za luknje, manjše od minimalne razdalje od roba pregiba, velja: 2 (3.7) - 20 -

Primer C: Za luknje oz. utore, večje od minimalne razdalje od roba pregiba, velja: 2,5 (3.8) Pri izrezovanju oziroma izsekovanju posameznih delov iz pločevine, plošč ali trakov je glede na ekonomičnost proizvodnje treba stremeti za tem, da je poraba materiala čim manjša, da imamo torej čim manj odpadnega materiala. Z obliko izrezanega izdelka je potrebno zagotoviti kar najboljši izkoristek materiala. Upoštevati je potrebno dimenzije vhodnega materiala in debelino reza. Slika 3.10: Prvotna in izboljšana oblika pri izkoristku materiala [1] - 21 -

Univerza v Mariboru Fakultetaa za strojništvo Na sliki 3.11, ki se nahaja spodaj, je prikazan izgled programskega paketa Zevs, v katerem sem tudi sam pripravil nekaj programov za razrez pločevine. Potreben je bil čim večji izkoristek vhodnega materiala s čim manj odpadnega materiala. Slika 3.11: Izgled okolja v programskem paketu Zevs Zevs je slovenski proizvod in je plod večletnih izkušenj podjetja PIA iz Velenja na področju tehnologije CNC. Razvit je na podlagi potreb in načina dela tehnologov v več slovenskih podjetjih. Program se nenehno izboljšuje in prilagaja potrebam uporabnikov, ki pri izboljšavah sodelujejo z mnenji, željami in predlogi. Zevs podpira preko štirideset različnih strojev. Zevs je skozi leta razvoja podjetja PIA tudi na drugih področjih računalniških tehnologij (predvsem na področju IT) prerasel okvire običajnih programov CAD/CAM, saj omogoča tudi načrtovanje spremljanje dokumentiranje in analizo tehnološkega procesa ter integracijo z drugimi poslovnimi sistemi v podjetju [11]. - 22 -

4. RAZVOJ ROKE NAKLADALNIKA V prejšnjih stoletjih so se snovalci ukvarjali predvsem s tem, kako kaj narediti. Danes pa je čas, ko razmišljamo o tem, kako določeno stvar narediti čim bolj učinkovito, kar pomeni, da naj bo narejena iz kar se da poceni materiala, na čim bolj enostaven način, povrhu vsega pa mora biti tudi lepa in mora brez težav zdržati predviden čas. Odločilno vlogo pri razvoju izdelkov imajo razvojni inženirji. Nekateri jim imenujejo oblikovalci, drugi jim pravijo konstruktorji, a večinoma so to inženirji. Kakorkoli že, ti inženirji od voditeljev podjetja ali raziskovalcev trga dobijo nalogo narediti nov izdelek. Od začetka je to zgolj ideja, ki se pač nekomu rodi v glavi. Inženirji pa morajo poskrbeti, da se bo to dalo narediti in bo všeč ljudem, da se bo dalo popravljati, ne bo nevarno za uporabnike, pa tudi, da bo izpolnjevalo določene predpise, ki pač veljajo v neki državi. Izdelek mora biti tudi prijazen okolju. Razvojni inženirji so torej tisti, ki idejo pripeljejo v življenje, oni pa morajo svoje sanje narediti uporabne za druge. Na spodnji sliki je prikazana življenjska pot izdelka [3]. Slika 4.1: Življenjska pot izdelka [3] - 23 -

4.1 Načrtovanje oz. definicija naloge Načrtovanje je najbolj zgodnja faza na poti do izdelka. Takrat se iščejo ideje za nove izdelke, izbirajo se najboljše in prilagajajo okolju. Že v tej fazi se razmišlja, kakšne omejitve so postavljene glede stroškov, ki bodo potrebni za nastanek novega izdelka in časa, ki je na razpolago. Odločil sem se za metodični pristop k procesu razvoja po VDI-R 2221 [3]. V diplomskem delu smo se omejili na razvoj roke nakladalnika, ki je ključnega pomena in s svojim gibanjem opiše kinematiko nakladalnika, ki predstavlja delovno območje stroja. Premikanje rok je omogočeno s hidravličnimi cilindri. Roka bo imela možnost zamenjave različnih orodij, tako da bo namenjena za kosovne odpadke, za sipki material, Obratovanje roke je v normalnih pogojih od 20C do +40C. - 24 -

Slika 4.2: Delovni koraki razvoja po smernicah VDI-R 2221-25 -

Univerza v Mariboru Fakultetaa za strojništvo 4.2 Koncipiranje Druga faza razvoja izdelka, ki sledi fazi načrtovanja izdelka, je oblikovanje izdelka. Nekateri to fazo imenujejo tudi konstruiranje izdelka. Na začetku te faze se naredi spisek zahtev, ki jih bo moral izpolnjevati bodoči izdelek. Takrat si inženirji zapišejo, kako naj bi izdelek izgledal, kaj vse bo mogoče z njim početi, kako dolgo bo trajal, kakšna bo njegova cena, kako hitro ga je potrebno napraviti in podobno. Na koncu te faze je potrebno napraviti risbe in drugo dokumentacijo, ki je potrebna, da se izdelek naredi v prav takšni obliki, kot je bila zamišljena v glavah oblikovalcev [3]. Spočetka se izdelek le na grobo oblikuje. Takrat se še ne razmišljaa toliko o materialu, ki bi ga uporabili. Oblikovalci se ukvarjajo zgolj s principi, po katerih bi naj bodoči izdelek deloval. Ta del oblikovanjaa se imenuje koncipiranje. Slika 4.3: Skica roke nakladalnika - 26 -

4.2.1 Zahtevnik Zahtevnik predstavlja enega najpomembnejših delov razvojno konstrukterske dokumentacije, saj so v njem definirane omejitve in nameni definirani za razvoj proizvoda. Pripravili si bomo torej spisek zahtev, ki jih bo naša roka morala izpolniti. Glede na informacije pridobljene v podjetju sem naredil spisek naslednjih zahtev. Splošna zahteva Geometrijske veličine Kinematika Statika in dinamika Energija Snov Signali Ergonomija Izdelava in kontrola Montaža Obratovalni pogoji in vzdrževanje Stroški Roki Primer Velikost, višina, dolžina, premer, volumen, priključne mere, omejitev prostora, Vrsta gibanja, smer gibanja, poti, hitrosti, pospeški, kot zasuka, Smer delovanja sil, velikost, pogostost, teža, togost, definicije, elastične, stabilnost, Moč, izkoristek, izgube, tlak, temperatura, Fizikalne in kemijske lastnosti, materiali, Merilne veličine, merilni instrumenti, senzorji, merjenje vhodnih in izhodnih veličin, Udobnost posluževanja, način, varnost, Tehnologija varjenja, kontrola, razpoložljive proizvodne tehnologije, Sestava, prevoz, Zahteve glede okolja, ropota, dovoljene obrabe, čiščenje, mazanje, Maksimalni stroški, stroški za orodja, amortizacija, obratovalni stroški, Konec razvoja, izdelave, montaže, dobavni roki, Tabela 4.1: Splošne zahteve - 27 -

Zahtevnik za roko v tabeli 4.2 sem izdelal s pomočjo splošnih zahtev iz tabele 4.1. Nato sem določil tipe zahtev, ki so lahko strožje ali sploh nepomembne: B brezpogojne zahteve so tiste, ki morajo biti izpolnjene, če naj bo naloga uspešno rešena (količinske veličine, npr.: zmogljivost, moč in vrtljaji motorja, prestavno razmerje prenosnika, priključne mere agregata; kakovostne veličine, npr.: tolerančni razred, zanesljivost obratovanja itd.) M minimalne zahteve so tiste, ki morajo biti izpolnjene do neke minimalne mere; zahteve se lahko prevesijo na ugodnejšo stran, ne smejo pa biti manj kot je predpisano. Če se prevesijo na bolje, pomeni, da je kakovost rešitve boljša (najmanjša potrebna stopnja izkoristka, največja dovoljena poraba goriva, največja dovoljena hrupnost; razlika teh. pojmovanja: minimalni hrup ali minimalni izkoristek. Ž želene zahteve Neposredno ne vplivajo na funkcionalno rešitev pač pa izboljšujejo kakovost rešitve (centralno upravljanje, centralno mazanje, antikorozijska zaščita, posebni premazi, udobnost upravljanja, dodatna oprema v avtomobilu). Dolžina roke 1 (6 m) Dolžine roke 2 (6,5 m) Vrsta zahteve Doseg celotne roke (12,5 m) Geometrijske veličine Maksimalen dvig glede na horizontalo (13,5 m) Minimalen spust glede na horizontalo ( 4,5 m) Tip B B M M M - 28 -

Vrsta zahteve Kinematika Vrsta gibanja enakomerno Smer gibanja vertikalno glede na horizontalo Hitrost vrtenja od 1 do 9 obrt/min Delovno območje okrog svoje osi za 360 Pospešek roke brez sunkov Uporaba hidravličnih cilindrov za premikanje Tip M M M M M B Vrsta zahteve Statika in dinamika Maksimalne sile z orodjem 16700N Maksimalna teža orodja 1485 kg Zahteve stabilnosti Togost Tip B B B Ž Vrsta zahteve Energija Hidromehanska energija za premikanje rok Največji tlak 350 barov Tip B B Vrsta zahteve Roka iz konstrukcijskega jekla Sorniki iz poboljšanega jekla Snov Tip Ž B Varno pri delu Udobnost posluževanja Vrsta zahteve Ergonomija Tip B Ž - 29 -

Vrsta zahteve Izdelava in kontrola Rok izdelave 1 mesec Varjenje celotne roke po MIG postopku Ultrazvočna kontrola vseh zvarnih spojev Tip Ž B B Vrsta zahteve Sestava roke 1 v podjetju Sestava roke 2 v podjetju Sestava celotne roke pri naročnikih Montaža Tip B B M Vrsta zahteve Obratovalni pogoji in vzdrževanje Mazanje Antikorozijska zaščita Tip Ž M Vrsta zahteve Celotni stroški 12000 EUR Stroški Tip Ž Tabela 4.2: Specifikacija zahtev - 30 -

4.2.2 Abstrahiranje problema Po definiciji je funkcija abstraktno opisana splošna delovna zveza med vhodnimi in izhodnimi veličinami ter stanjem, ki rešuje zadano nalogo. Funkcija nam torej predpisuje spremembo stanja veličin na vhodu v stanje na izhodu. Na sliki 4.4 je prikazana definicija tehničnega sistema za našo roko. Slika 4.4: Definicija tehničnega sistema 4.2.3 Funkcijska struktura S pomočjo funkcijske strukture glavno funkcijo izdelka razdelimo oz. razbijemo na podfunkcije, kar nam omogoča lažje delo pri iskanju optimalnih rešitev izdelka. Slika 4.5: Funkcijska struktura roke - 31 -

4.3 Snovanje Fazi koncipiranja sledi faza snovanja. V tej fazi se izdelek zasnuje. Določi se material, izbere se oblika in podajo se točne mere izdelka. Mnogo stvari je potrebno preračunati, naredijo se razne trdnostne analize, analize po MKE itd. Naredijo se tudi razne makete in prototipni, pravzaprav vzorčni izdelki, ki se preizkusijo ali dobro delujejo. Nekatere stvari se lahko modelirajo z računalnikom, druge pa je potrebno tudi zares narediti. Včasih se izdelajo modeli v manjšem merilu kot bo kasnejši izdelek [3]. 4.3.1 Izbira materiala Pri izbiri materiala za pločevino, iz katere sta roki 1 in 2, smo izbrali konstrukcijsko jeklo z oznako S355J2+N. Za sornike pa smo izbrali poboljšano jeklo z oznako 42CrMo4. Mehanske lastnosti za konstrukcijsko jeklo z oznako S355J2+N: Natezna trdnost Rm 680 [MPa] Meja plastičnosti Re 355 [Mpa] Žilavost 27 J pri 20 C [KV] Razteznost A 5 22 [%] Stanje normalizirano Mehanske lastnosti za poboljšano jeklo z oznako 42CrMo4: Natezna trdnost Rm 1000 1200 [MPa] Meja plastičnosti Re 650 [Mpa] Žilavost 25 J pri 20 C [KV] Razteznost A 5 11 [%] Stanje poboljšano - 32 -

4.3.2 Izbira hidravličnih cilindrov Hidravlični cilindri so glavni element pri premikanju roke in s svojim linearnim gibanjem opišejo kinematiko roke. Hidravlični cilindri dobijo svojo silo iz hidravličnega medija, ki je običajno olje. Hidravlični cilinder je sestavljen iz cevi cilindra, v kateri se bat, ki je priključen na batnico, giblje naprej in nazaj. Izbira cilindra je odvisna od dolžine hoda, sile delovanja in načina pritrditve. Izbral sem standarden cilinder premera bata 120 mm, premera batnice 80 mm in dolžine hoda 1380 mm. Slika 4.6: Sestavni deli hidravličnega cilindra - 33 -

4.3.3 Določitev oblike roke nakladalnika Določitev oblike v fazi snovanja je ena najpomembnejših aktivnosti te faze. Oblika strojnih delov je pogoj za izpolnjevanje funkcionalnosti celotnega izdelka. Oblike in mere strojnih delov morajo zadovoljiti številne pogoje, kot so funkcionalnost in namembnost, pogoji delovne sposobnosti, pogoji proizvodnje in pogoji ekonomičnosti. Na sliki 4.7 je prikazana konča oblika roke nakladalnika. Slika 4.7: Končna oblika roke nakladalnika - 34 -

4.3.4 Trdnostni preračun sornika Izvedel sem tudi osnovni trdnostni preračun sornika na strig v točki A. Naredil sem preračun površinskih tlakov med ušesi roke 1 in sornikom A. Izbral sem si pozicijo roke, kjer so obremenitve med največjimi in pri tem upošteval stalne obremenitve. Slika 4.8: Prikaz delujočih sil na roko Stalne obremenitve: G r1 = m r1 g = 1219 9.81 = 11,958 kn (4.1) G r2 = m r2 g = 2005 9.81 = 19,669 kn (4.2) G o = m o g = 1485 9.81 = 14,567 kn (4.3) - 35 -

G r1 [kn] teža roke 1 G r2 [kn] teža roke 2 G o [kn] teža orodja m r1 [kg] masa roke1 m r2 [kg] masa roke2 m o [kg] masa orodja g [ ] gravitacijski pospešek Sila bremena: Q = m b g = 1705 9,81 = 16,720 kn (4.4) Q [N] teža največjega bremena m b [kg] masa največjega bremena Ravnovesne reakcije za roko 1: Slika 4.9: Sile, ki delujejo na roko 1-36 -

F ix = 0 0 = 0 (4.5) F iy = 0 - Q G o G r1 F A + F B = 0 (4.6) M ib = 0 (Q + G o ) 5,34 + G r1 1,51 F A 0,62 = 0 (4.7) Iz zapisanih ravnovesnih enačb, izračunam reakcijo F A:,,,,, F A = = 196,196 kn (4.8), Slika 4.10: Kontaktne razmere v točki A Strižno napetost v sorniku A preverjamo po enačbi: = = 15,42 N/mm2 (4.9) - 37 -

= 15,42 N/mm 2 400 N/mm 2 [N/mm 2 ] strižna napetost v sorniku [N/mm 2 ] dopustna strižna napetost za gradivo sornika 42CrMo4 za statično obremenitev [N] reakcija v točki A [mm] premer sornika Upogibna napetost v sorniku je enaka: = = 146,05 N/mm 2 (4.10) = 146,05 N/mm 2 600 N/mm 2 [N/mm 2 ] upogibna napetost v sorniku [N/mm 2 ] dopustna upogibna napetost za gradivo sornika 42CrMo4 za statično obremenitev[6] p = = = 33,02 N/mm2 (4.11) = 33,02 N/mm 2 590 N/mm 2 = 2 l d (4.12) p [N/mm 2 ] površinski tlak med sornikom in ušesi roke 1 p dop [N/mm 2 ] dopustni površinski tlak med sornikom in ušesi roke 1 [mm 2 ] projekcijska kontaktna površina l 1 [mm] debelina ušesa roke 1 Kot vidimo iz preračuna, je sornik predimenzioniran in obremenjen v dopustnih mejah, tako da sta strižna in upogibna napetost manjši od dopustnih napetosti. Iz tega sklepamo, da sornik ustreza. - 38 -

4.4 Razdelava V tej razvojni fazi je potrebno predhodno dobro zasnovanemu izdelku dodati še nekatere informacije, da bi lahko nazadnje naredili dokumentacijo, po kateri bi bilo možno izdelati še več izdelkov. Risbe opremimo s točnimi merami, pa tudi s tolerancami in odstopki, ker ničesar ni možno narediti absolutno točno. Inženir, ki tako dopolnjuje dokumentacijo, mora dobro poznati stroje in način, kako bodo izdelki narejeni, ker so dovoljeni odstopki odvisni od tega, na kakšen način bo izdelek narejen. Tehniška dokumentacija izdelka mora biti opremljena tudi s podatki o barvanju, točnimi podatki, kako obdelati nekatere površine, da bodo bolj trde, kako hrapava sme biti površina in podobno. Na koncu se naredi tudi risba, ki prikaže, kako je izdelek sestavljen iz posameznih delov. Naredi se posebna dokumentacija za servise, kjer piše, kako je možno izdelek popraviti. Tudi za trgovce se naredijo dokumenti, ki jim povedo, kakšne rezervne dele bodo prodajali. Ko je končana faza razdelave, je narejena dokumentacija, da lahko po njej naredijo izdelke in vsi ti izdelki bodo povsem enako dobri [3]. - 39 -

5. RAČUNALNIŠKO PODPRTO KONSTRUIRANJE 5.1 Računalniško podprto konstruiranje Računalniško podprto konstruiranje, ang. CAD (computer aided design), je v današnjih dneh v podjetjih širom sveta že nuja. Z uporabo programske opreme CAD lahko rešujemo najzahtevnejše in najkompleksnejše probleme v zelo kratkem času. Običajno se ti programi omenjajo skupaj z računalniško podprto proizvodnjo, ang. CAM (computer aided manufacturing). Ti programi nam omogočajo modeliranje, kinematiko gibanja, razne numerične računalniške analize MKE, proizvodne simulacije ter izdelavo tehniške dokumentacije. V zadnjem času je bila razvita cela vrsta tovrstne programske opreme za modeliranje z zelo široko paleto izbire funkcij. Med njimi so najbolj znani naslednji programi CAD: CATIA Pro/ENGINEER SolidWorks Unigraphics Inventor NX MicroStation ipd. Vsi ti programi imajo skupno tridimenzionalno modeliranje, kar omogoča enostaven in hiter pregled nad modelom in hitro izdelavo tehniške dokumentacije. Na tehniško dokumentacijo se lahko iz modela prenese katerikoli pogled, tudi izometrični, prerezi, Z uporabo teh programov je postalo inženirsko delo zelo učinkovito in hitro, kar je pomembno, da ostanemo v koraku s konkurenco. - 40 -

5.2 Opis programa CATIA V5 Pod skupnim imenom CATIA se skriva vodilni svetovni integrirani programski paket CAD/CAM/CAE/. Catia je bila na začetku razvita s strani francoskega podjetja Dassault Systemes, znanega po proizvajanju potniških letal, za lastne potrebe konstrukcije in proizvodnje, a na tržišču se je pojavila na začetku osemdesetih, ko je bilo ustanovljeno podjetje Dassault Systemes, ki se od leta 1981 ukvarja z razvojem te popularne programske rešitve. Že v tistih časih je Dassault Systemes začel sodelovati z vodilnim svetovnim podjetjem IBM. Sama narava tega sodelovanja je zelo enostavna: Dassault Systemes se ukvarja izključno z razvojem programske opreme in vrši direktno podporo samo največjim uporabnikom, medtem ko se IBM preko mreže svojih lokalnih podjetij in mreže poslovnih partnerjev ukvarja z marketingom, prodajo ter nudenjem tehnične podpore uporabnikom. Tako velja tudi za vse posle, povezane z distribucijo Catie za področje Slovenije, vključujoč različne usluge, kot so nudenje uslug izobraževanja in tehnične podpore. Catia je najbolj zastopani programski paket CAD/CAM v avtomobilski industriji, v uporabi pri največjih svetovnih proizvajalcih avtomobilov in ravno tako pri velikem številu velikih in majhnih dobaviteljev za avtomobilsko industrijo. Če naštejemo samo najbolj poznane: Daimler Chrysler, VW, BMW, Audi, Škoda, Renault, Peugeot, Citroen, Toyota. CATIA V5, razvita na PC-platformi in uporabljajoč filozofijo Windows, je prinesla nov niz prednosti in postala dostopnejša še širšemu krogu uporabnikov. Če bi želeli v enem stavku predstaviti CATIO V5, lahko rečemo, da predstavlja celovito integrirano rešitev za vse procese ob maksimalni enostavnosti dela in učenja [10]. - 41 -

5.3 Opis gradnje modela Catia je sestavljena iz več modulov, kateri ustrezajo določenemu namenu oz. vrsti dela. Izbor modulov lahko vidimo v gornjem meniju po izbiri ukaza Start. V glavnem je program razdeljen na več modulov, kot prikazuje spodnja slika 5.1. Slika 5.1: Moduli programskega paketa CATIA V5-42 -

Sam sem uporabljal delovno okolje Mechanical Design oz. mehanični dizajn, ki je spet razdeljen na več delovnih okolij. Slika 5.2: Delovno okolje Mechanical Design V modulu Mechanical Design sem uporabljal naslednja delovna okolja: Part Design, Sketcher, Assembly Design, Drafting in Generative Sheetmetal Design. - 43 -

Modul Part Design Modul Part Design se uporablja za modeliranje posameznih elementov. V Part Designu v Sketcherju najprej definiramo želeno obliko (konturo), šele nato s posameznimi ukazi oblikujemo telo. Na levi strani na sliki 5.3 imamo drevo strukture, s katerim nadzorujemo ves potek modeliranja in urejanja posameznih elementov. Slika 5.3: Delovno okolje Part Design - 44 -

Slika 5.4: Ojačitev roke Slika 5.5: Uho roke - 45 -

Modul Generative Sheetmetal Design Modul je namenjen za delo s pločevinami in nam ponuja širok nabor orodij za oblikovanje pločevine. V njem lahko pločevine upogibamo, razvijamo in oblikujemo na poljuben način. Posebej prav nam pride, ko rabimo razvite mere pločevine, katere mera mora biti na delavniški risbi, da se potem lahko izrežejo dimenzijsko primerni kosi, katere se kasneje upogiba. Slika 5.6: Upognjena pločevina - 46 -

Slika 5.7: Pogovorno okno za vnos parametrov pri upogibanju Slika 5.8: Razvit plašč pločevine - 47 -

Modul Assembly Design Modul nam omogoča sestavo posameznih elementov, ki smo jih prej modelirali v part designu ter preoblikovali v sheet metal designu. Posamezne elemente lahko pozicioniramo in jim predpisujemo omejitve. Uporabil sem naslednje omejitve: Contact Constraint (omejitve stika), Coincidence Constraint (omejitve soležnosti), Offset Constraint (omejitve zamika). Slika 5.9: Sestava roke 2 Slika 5.10: Končni model roke nakladalnika - 48 -

Modul Drafting Modul Drafting je najpomembnejši modul za izdelovanje delovnih risb. Omogoča nam enostavno izdelavo risbe, različne poglede, prereze itd. Vsebuje torej vsa orodja, ki se nanašajo na delavniško risbo, torej kotiranje, šrafiranje, izdelovanje prerezov, tolerance, Slika 5.11: Delovno okolje modula Drafting - 49 -

6. SKLEP V diplomskem delu sem predstavil računalniško podprt razvoj roke nakladalnika. Ideja za diplomsko delo je prišla med opravljanjem strokovne prakse 3 v podjetju SCT TKO, kjer sem prejemal kadrovsko štipendijo. Podjetje SCT TKO serijsko izdeluje takšne roke nakladalnikov različnih tipov. Z diplomsko nalogo sem dobil kar nekaj izkušenj, katere, upam, mi bodo v bodoče še zelo koristile. Pred začetkom opravljanja strokovne prakse sem se v podjetju zelo podrobno seznanil z različnimi tipi bagrov. Želel sem prikazati način in metodologijo, kako se lotiti razvoja oz. konstruiranja tovrstnih naprav. Odločil sem se za sistematični pristop k procesu razvoja in na koncu izdelal tudi tridimenzionalni model roke in tehnično dokumentacijo. Roke nakladalnikov so izdelane iz pločevine, zato sem velik poudarek namenil tudi preoblikovanju in izrezovanju pločevin ter smernicam za pravilno konstruiranje pločevinastih polizdelkov. Spoznal sem, da konstrukterji potrebujejo tako teoretično kot praktično znanje pri delu s pločevinami. Tekom tega diplomskega dela sem imel možnost videti na praktičnih primerih, kako pride pločevina kot začetni vhodni material v podjetje, na koncu pa se iz nje izdela tovrstna roka. Spoznal sem, da je v podjetjih, ki se zelo veliko ukvarjajo s preoblikovanjem in izrezovanjem pločevinastih polizdelkov, v ospredju ekonomska politika, kako z materialom ravnati čim bolj ekonomsko, torej pri izrezovanju dobiti čim manj odpadnega materiala. Moj namen je bil izdelati diplomsko nalogo, ki bi služila kot smernica pristopa pri razvoju izdelkov po sistematičnih metodah in pa tudi pri konstruiranju izdelkov iz pločevine. Upam, da služi kot dober pripomoček. - 50 -

7. SEZNAM UPORABLJENIH VIROV [1] Dolšak, B., Novak, M. (2008). Konstruiranje za proizvodnjo. Maribor: Fakulteta za strojništvo. [2] Gologranc, F., Leš, P. (1991). Tehnika preoblikovanja. Ljubljana: Fakulteta za strojništvo. [3] Pehan, S. (2005). Metodika konstruiranja. Maribor: Fakulteta za strojništvo. [4] Glodež, S. (2009). Tehnično risanje priročnik. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije. [5] Anžel, I., Gusel, L. (2005). Preoblikovanje gradiv. Praktikum Maribor: Fakulteta za strojništvo, [6] Ren, Z., Glodež, S. (2003). Strojni elementi. 1. del. Maribor: Fakulteta za strojništvo. [7] Zupanič, F., Anžel, I. (2005). GRADIVA zapiski predavanj. Maribor: Fakulteta za strojništvo. [8] Kraut. B. (2007). Strojniški priročnik. Ljubljana: Literra picta. [9] http://www.liebherr.com/ [13.10.2010] [10] http://www.catia.si/plm/pdf/news/euroteh_04_04.pdf [08.12.2010] [11] http://www.pia.si/ [08.12.2010] [12] http://www.tko.si/si/index.html [12.12.2010] - 51 -

PRILOGE: A Tabela debeline pločevin B Priročnik za konstruiranje pločevinastih polizdelkov C Tehnična dokumentacija Roka 1 01/04 Roka 2 02/04 Sestavnica roka 1 03/04 Sestavnica roka 2 04/04-52 -

PRILOGA A tabela debeline pločevin - 53 -

- 54 -

PRILOGA B priročnik za konstruiranje pločevinastih polizdelkov - 55 -

- 56 -

- 57 -

- 58 -

- 59 -

- 60 -

- 61 -

- 62 -

- 63 -

- 64 -

- 65 -

- 66 -

- 67 -

PRILOGA C tehnična dokumentacija - 68 -

- 69 -

- 70 -

- 71 -

- 72 -