ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι ΔΙΔΑΣΚΩΝ: ΔΡ. ΜΗΧ. ΜΑΛΙΑΡΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι Ταινιόδρομος μεταφοράς προϊόντων Όνομα Επώνυμο Πατρώνυμο ΑΕΜ Νοέμβριος 2010 Χειμερινό εξάμηνο 2010-2011
Γενικά περί του εργαστηρίου Η εργασία θα αποτελέσει και το αντικείμενο του εργαστηρίου του μαθήματος Στοιχεία Μηχανών Ι. Σκοπός της εργασίας είναι η σχεδιομελέτη ενός βιομηχανικού ρολού με δομικά στοιχεία που διδάσκονται στο μάθημα Στοιχεία Μηχανών Ι. Η εργασία εισάγει τους φοιτητές στην λογική του Σχεδιαστή Μελετητή, ο οποίος καλείται να σχεδιομελετήσει μια τεχνική κατασκευή λαμβάνοντας υπόψη πλήθος παραμέτρων όπως λειτουργικότητα, κανονισμοί, ασφάλεια, υλικά, χειρισμό κ.α.. Η εργασία είναι υποχρεωτική για όλους τους φοιτητές. Οι φοιτητές προκειμένου να έχουν δικαίωμα συμμετοχής στην τελική εξέταση του μαθήματος θα πρέπει να πληρούν τα παρακάτω: Παράδοση όλων των επιμέρους τμημάτων της εργασίας σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα που θα καθορίζεται από τον διδάσκοντα. Μη παράδοση ή και καθυστερημένη παράδοση έστω και ενός τμήματος της εργασίας οδηγεί στην απόρριψη του σπουδαστή από το εργαστήριο. Παράδοση όλων των τμημάτων της εργασίας σε ημερομηνία που θα οριστεί από τον διδάσκοντα. Ο βαθμός της εργασίας συνυπολογίζεται κατά 40% στον τελικό βαθμό του εργαστηρίου. Προκειμένου να κριθεί η εργασία ως επιτυχής θα πρέπει ο βαθμός να είναι ίσος ή μεγαλύτερος του πέντε (5). Εργασία με βαθμό μικρότερο του πέντε (5) κρίνεται απορριπτέα και οδηγεί στην απόρριψη του φοιτητή από το εργαστήριο. Ο βαθμός που θα προκύψει από την εργασία και την τελική εξέταση του εργαστηρίου επιτυχείς μόνο αν και οι δύο βαθμοί τόσο στην εργασία όσο και στο τελική εξέταση είναι ίσοι ή ανώτεροι του πέντε (5). Στην περίπτωση που ο βαθμός της εργασίας είναι επιτυχής ενώ ο αντίστοιχος της τελικής εξέτασης απορριπτέος, ο φοιτητής έχει το αυτόματο δικαίωμα κατοχύρωσης του βαθμού της εργασίας. Η εργασία θα πρέπει να παραδοθεί σε ηλεκτρονική μορφή τόσο κατά την παράδοση των επιμέρους τμημάτων όσο και του τελικού. Επίσης σε ηλεκτρονική μορφή θα πρέπει να παραδοθεί και το σχέδιο του ζητήματος 9. Κατά την παράδοση του κάθε ερωτήματος θα πρέπει να υπάρχει εξώφυλλο το οποίο περιέχεται στην τελευταία σελίδα της εργασίας. ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ Εργασία Στοιχεία Μηχανών Ι 1
Εργασία Στο σχήμα παριστάνεται ένας ταινιόδρομος μεταφοράς φορτίων. Τα κύρια τμήματα από τα οποία αποτελείται είναι το πλαίσιο (1), τα ποδαρικά (2) με τα οποία εδράζεται το πλαίσιο στο έδαφος, δύο περιστρεφόμενα τύμπανα (3) στα οποία τοποθετείται η ταινία (4), τα ράουλα (5) τα οποία είναι προσαρμοσμένα στο πλαίσιο και βοηθούν στη μεταφορά των φορτίων χωρίς να κάμπτεται η ταινία, ο κινητήρας (6) και ο μειωτήρας (7). Ο τρόπος λειτουργίας είναι απλός καθώς ο κινητήρας, μέσω του μειωτήρα, περιστρέφει το ένα τύμπανο, το οποίο με τη σειρά του παρασέρνει την ταινία με αποτέλεσμα τη μετακίνηση του φορτίου που βρίσκεται πάνω σε αυτήν. Παρατηρήστε ότι τα ποδαρικά που βρίσκονται στην απέναντι του κινητήρα πλευρά του πλαισίου έχουν μεγαλύτερο ύψος, οπότε ο ταινιόδρομος σχηματίζει γωνία φ σε σχέση με το οριζόντιο επίπεδο. Σχήμα 1: Γενική όψη κατασκευής Εργασία Στοιχεία Μηχανών Ι 2
Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζονται οι βασικές διαστάσεις της κατασκευής που είναι: Το μήκος L, πλάτος b, και το ύψος των κοντών ποδαρικών. Το μήκος α του μεταφερόμενου φορτίου. Τα φορτία που καταπονούν την κατασκευή προέρχονται από τον συνολικό αριθμό των κιβωτίων που μετακινούνται πάνω στον ταινιόδρομο. Επίσης, πρέπει να ληφθεί υπόψη και το αδρανειακό φορτίο που προκύπτει κατά το απότομο φρενάρισμα της ταινίας. Μπορείτε να θεωρήσετε ότι το συνολικό φορτίο των κιβωτίων ισοκατανέμεται πάνω στο πλαίσιο. 8 4 α L h b Σχήμα 2: Βασικές διαστάσεις Τα τύμπανα αποτελούνται από ένα κύριο λεπτότοιχο κύλινδρο, στον οποίο προσαρμόζονται δύο άτρακτοι μέσω αντίστοιχων δίσκων. Οι δίσκοι συγκολλούνται με τον κύλινδρο. Οι στήριξη των τυμπάνων στο πλαίσιο πραγματοποιείται μέσω εδράνων κύλισης (σχήμα 4). Σχήμα 3: Τύμπανο Εργασία Στοιχεία Μηχανών Ι 3
Επίσης η έδραση του πλαισίου με τα ποδαρικά με κατάλληλο αρθρωτό σύνδεσμο, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σχήμα 4: Έδραση τυμπάνου-πλαισίου, πλαισίου-ποδαρικού Δεδομένα: Α: Αριθμός (1-24) που αντιστοιχεί στο πρώτο γράμμα του ονόματός σας Β: Αριθμός (1-24) που αντιστοιχεί στο πρώτο γράμμα του επώνυμού σας Γ: Αριθμός (1-24) που αντιστοιχεί στο πρώτο γράμμα του πατρώνυμου Α 1 έως 5 6 έως 9 10 έως 13 14 έως 17 18 έως 24 Μήκος L [m] 9 6 7 8 5 Ύψος h [m] 1 0.5 1.5 0.75 2 Μήκος Κιβωτίων α [m] 0.2 0.4 0.25 0.35 0.3 Β 1 έως 5 6 έως 9 10 έως 13 14 έως 17 18 έως 24 Πλάτος b [m] 0.75 1.25 1.75 1.5 1 Απόσταση κιβωτίων [m] 0.05 0.06 0.04 0.05 0.03 Βάρος κιβωτίων [kg] 50 100 70 80 110 Γ 1 έως 8 9 έως 15 16 έως 24 Ταχύτητα ιμάντα [mm/sec] 10 15 12 Χρόνος φρεναρίσματος [sec] 0.8 1.25 1 Συντελεστής τριβής ιμάντα κιβ. 0.3 0.28 0.24 Προένταση ιμάντα [kn] 4 8 6 Εργασία Στοιχεία Μηχανών Ι 4
Ζητούμενα: 1. Υπολογισμός φορτίων κατασκευής. 1.1. Να υπολογιστούν το φορτίο των κιβωτίων. 1.2. Να υπολογιστεί το αδρανειακό φορτίο λόγω φρεναρίσματος. 1.3. Να υπολογιστεί η μέγιστη γωνία κλίσης του ταινιοδρόμου κατά την οποία δεν ολισθαίνουν τα κιβώτια. 1.4. Να γίνουν τα διαγράμματα MNQ για τους παρακάτω φορείς στην κανονική κατάσταση λειτουργίας του ταινιοδρόμου και στην περίπτωση φρεναρίσματος: 1.4.1. Διαμήκεις δοκούς πλαισίου. 1.4.2. Ποδαρικά. 1.4.3. Τυμπάνων. 1.5. Να γίνει επιλογή διατομών για τις διαμήκης δοκούς του πλαισίου και τα ποδαρικά. Συντελεστής ασφαλείας: 4, Υλικό απλός χάλυβας κατασκευών St36. 2. Συγκολλήσεις: Να εκλεγούν οι κατάλληλες διαστάσεις των συγκολλήσεων μεταξύ: Αρθρωτού συνδέσμου δοκού πλαισίου Περίπτωση φόρτισης Η, υλικό τεμαχίων St37, μη αποδεδειγμένη ποιότητα. 3. Κοχλίες σύσφιξης: Να εκλεγούν οι κατάλληλοι κοχλίες τοποθέτησης ενός από τα έδρανα στο αριστερό τμήμα της διαμήκους δοκού. 3.1. Αρχικά να γίνει υπολογισμός για περαστούς κοχλίες με επιτρεπόμενη τάση σύσφιξης ίση με το 80% του ορίου διαρροής των κοχλιών. Ο υπολογισμός να πραγματοποιηθεί διαδοχικά για υλικά κοχλιών 8.8, 10.9, 12.9. 3.2. Στη συνέχεια να γίνει υπολογισμός για εφαρμοστούς κοχλίες. 4. Άτρακτοι: 4.1. Να γίνει ο υπολογισμός μελέτης της κοίλης ατράκτου. Υλικό ατράκτου St60. 4.2. Να γίνει ο υπολογισμός μελέτης των ακραξονίων. Υλικό ακραξονίων St60. 4.3. Να γίνει ο υπολογισμός ελέγχου των παραπάνω ατράκτων. 5. Κινητήρας: Να γίνει επιλογή κατάλληλου κινητήρα λαμβάνοντας υπόψη μειωτήρα στροφών 1:50. 6. Σύνδεσμοι: Να προταθεί ένας τρόπος σύνδεσης του ακραξονίου κίνησης με την έξοδο του μειωτήρα και να γίνει ο απαιτούμενος υπολογισμός αντοχής. 7. Έδρανα κύλισης: Να γίνει εκλογή του εδράνου κύλισης με το οποίο θα στηριχτούν τα ακραξόνια στις αντίστοιχες βάσεις. 8. Σχέδιο: 8.1. Το κατασκευαστικό σχέδιο του τυμπάνου. 8.2. Το κατασκευαστικό σχέδιο των ακραξονίων. 8.3. Το κατασκευαστικό σχέδιο της αριστερής βάσης. Εργασία Στοιχεία Μηχανών Ι 5
ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι ΔΙΔΑΣΚΩΝ: ΔΡ. ΜΗΧ. ΜΑΛΙΑΡΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι Ταινιόδρομος μεταφοράς προϊόντων Όνομα Επώνυμο Πατρώνυμο ΑΕΜ Ερώτημα Δεδομένα Νοέμβριος 2010 Χειμερινό εξάμηνο 2010-2011