Eindverslag. Serieproduct Sp7- Überdruck G.M.B.H.

Transcriptie

1 Eindverslag Serieproduct Sp7- Überdruck G.M.B.H.

2 Eindverslag Serieproduct Sp7- Überdruck G.M.B.H. Jasper Hop, Sinyo Dekkers, Guus Figdor, Jesper Kuhlmann, Maarten Neijmeijer, Tim Hogenbirk, Gerbrand Braaksma Haagse Hogeschool Delft P a g i n a 1 30

3 Voorwoord In het tweede blok van de opleiding werktuigbouwkunde heeft de Haagse Hogeschool in Delft de studenten de opdracht gegeven om als projectgroep een slangenpomp te ontwerpen. In dit rapport wordt het volledige ontwerp traject besproken. P a g i n a 2 30

4 Inhoudsopgave Samenvatting 4 Inleiding 5 1. Opdrachtformulering 6 2. Concepten 7 3. Definitief concept 11 Onderbouwing 11 Beschrijving 12 Werking Productie proces 14 Productie 14 Assemblage eindproduct 17 Kwaliteitscontrole Gebruiksaanwijzing Conclusie Bijlage 21 I Reflectieverslag² 21 II Bouwtekeningen 22 III Bronnen 29 P a g i n a 3 30

5 Samenvatting In dit rapport wordt stapsgewijs beschreven hoe men van een probleem tot een oplossing komt. Überdruck GMBH heeft van de Haagse Hogeschool (HHS) de opdracht gekregen een universele slangenpomp te ontwikkelen, met de mogelijkheid om de vloeistof gedoseerd te verpompen. Nadat de opdracht in ontvangst was genomen, heeft Überdruck een plan van aanpak opgesteld. Hierin staat beschreven wat de opdracht is en wat de stappen zijn om tot een eindproduct te komen. Zo zijn er eisen gesteld aan de hoeveelheid vloeistof dat verpompt moet kunnen worden. Maar ook de hoeveelheid slangenpompen dat er jaarlijks gefabriceerd moeten kunnen worden. Vervolgens is Überdruck met de eisen en wensen van de opdrachtgever aan de gang gegaan en zijn er concepten bedacht. Deze concepten zijn ontstaan door middel van het morfologisch onderzoek. Om het juiste concept te kunnen kiezen heeft het bedrijf gebruik gemaakt van het voor- en nadelen onderzoek. Door middel van dit onderzoek is er een concept gekozen dat het beste bij de eisen en wensen van de opdrachtgever past. Van het gekozen concept is een ontwerp gemaakt en goedgekeurd door de opdrachtgever. Na de goedkeuring heeft Überdruck het gekozen ontwerp uitgewerkt. Zo zijn er verdere berekeningen uitgevoerd, heeft men werktekeningen gemaakt en is er een 3D model gemodelleerd. Tevens is een materialenlijst opgesteld en zijn de productiemethoden vastgelegd. Vervolgens is het prototype in de werkplaats van de HHS gefabriceerd en hebben er testen plaats gevonden. P a g i n a 4 30

6 Inleiding Überdruck G.M.B.H. is in het jaar 2013 opgericht door deelnemers van de opleiding Werktuigbouwkunde aan de Haagse Hogeschool te Delft. Wij zijn door de Haagsche Hogeschool ingehuurd om een slangpomp te ontwikkelen en hier een prototype van af te leveren. In dit eindrapport word het definitief concept toegelicht, waar tot Überdruck de afgelopen weken is gekomen. Zo gaat het inhoudelijk over: productie plannen, onderdelen lijsten, werktekeningen en een verslag over onze test fase van ons prototypen. Daarnaast zullen de bevindingen ook toegelicht worden. Verder zullen overige en nog niet genoemde punten overzichtelijk te zien zijn in de inhoudsopgave. P a g i n a 5 30

7 1. Opdrachtformulering De Haagse Hogeschool heeft Überdruck G.M.B.H. de opdracht gegeven om een slangenpomp te ontwikkelen en een prototype te bouwen. Dit met als doel gedoseerd een vloeistof te kunnen transporteren van A naar B. De slangenpomp dient universeel te zijn en moet makkelijk te gebruiken zijn, ook dient het onderhoud makkelijk te zijn waardoor men zo min mogelijk handelingen hoeft uit te voeren. Tevens eist de opdrachtgever dat er 520 slangenpompen per jaar geproduceerd moeten kunnen worden. Ook zal de productie plaats moeten vinden in de werkplaats van de Haagse Hogeschool te Delft. P a g i n a 6 30

8 2. Concepten Concept 1 Er is in het eerst concept hebben we gekozen voor een pomp die geschikt is om relatief precies vloeistoffen te doseren. Door de V snaar is het onderhoud aan dit concept gemakkelijk uit te voeren. Een adapter is de stroom toevoer. Een timer zorgt voor de gemakkelijke dosering. verder wordt de pomp door middel van een bout moer verbinding gemonteerd Figuur 1 P a g i n a 7 30

9 Concept 2 Bij concept 2 is er gekozen om een mobiele variant te ontwerpen welke geschikt is voor het verpompen van verschillende vloeistoffen. Dit is mogelijk door de draaibare wielen te laten aandrukken door instelbare veren waardoor de kracht op de leiding variabel is. Er is voor dit concept gekozen om als stroombron een accu te gebruiken. De overbrenging wordt verzorgt door tandwielen. Doordat de alleen kortstond gebruikt gaat worden hebben we gekozen voor een instelbare weerstand om de dosering te regelen. De pomp behuizing zal voorzien zijn van 1 of meerdere hij gemakkelijk aan alle ijzeren oppervlakken gemonteerd kan worden. Figuur 2 Concept 3 De bedoeling van dit concept is om te zorgen voor een redelijk transporteerbare slangenpomp. Door gebruik te maken van een accu hoeft er geen rekening worden gehouden met een energievoorziening in de buurt. Dit zorgt dat er op vele locaties gebruikt kan worden gemaakt van deze pomp. Er is gebruik gemaakt van tandwielen zodat er geen enkele vorm van slip kan plaats vinden in dit concept. De plaat met daarop de pomp word bevestigd met klemmen zodat deze tijdens het pompen niet kan verplaatsen. Deze pomp kan voor meerdere doeleinden gebruikt worden, maar is vooral bedoeld voor mobiel gebruik. P a g i n a 8 30

10 Figuur 3 Concept 4 Het doel van "de compact" is een zo klein mogelijke behuizing en pomp welke zeer mobiel is en hierdoor breed inzetbaar. Dit wordt gerealiseerd door de overbrenging met tandwielen te realiseren en de voeding extern met een adapter te doen. Doordat de voeding niet in de behuizing zit bespaard dit ruimte en hoeft er geen rekening te worden gehouden met warmteproductie. De pomp is niet op tempo of tijd in te stellen en kan alleen aan of uit. Er zitten montage brackets aan de onderkant waarmee de pomp vast is te maken door middel van een spanband of ook schroeven. Figuur 4 P a g i n a 9 30

11 Concept 5 Dit concept is het meest simpele concept. In dit concept wordt gebruik gemaakt van rollers die op een ronde plaat zitten. Deze zit direct op de motor aangesloten. De rollers zorgen ervoor dat er vacuüm komt in de slang waardoor de vloeistof er doorheen zal vloeien. Als stroomtoevoer is gekozen voor een adapter zodat deze d.m.v. een snoer aangesloten kan worden op een stopcontact. Figuur 5 P a g i n a 10 30

12 3. Definitief concept Onderbouwing In dit hoofdstuk worden de onderdelen van het eindontwerp onderbouwd. Waar mogelijk is gekozen voor een simpel ontwerp omdat het onnodig is om dingen ingewikkelder te maken dan daadwerkelijk nodig is. Bodemplaat Voor de bodemplaat is gekozen voor een simpel ontwerp. Dit is een houten plaat waar alles ruim op past. Deze is ook dik genoeg gemaakt zodat de bouten voldoende aangrijping hebben. Motorbracket De motorbracket is een simpel blok waar een gat in is geboord. Daarna wordt deze doormidden gezaagd. Er is voor dit ontwerp gekozen omdat deze simpel te maken is en de motor genoeg klemt zodat deze niet gaat torderen. Verloopstuk Het verloopstuk zorgt voor de overbrenging van de roterende beweging naar de rotor. Eerst was er gekozen voor een tandwieloverbrenging maar na advies van een expert hebben we gekozen voor een verloopstuk. De tandwieloverbrenging zorgt alleen maar voor extra rekenwerk en is niet nodig. Het verloopstuk waar nu voor gekozen is is een aluminium cilinder. Rotor en rollers De rotor is een schijf waar de rollers op gemonteerd worden. De rollers zitten vast door middel van lagers. Hierdoor kunnen de rollers vrij bewegen als ze rond draaien. Er is gekozen voor 2 rollers omdat meer alleen maar zou zorgen voor volume verlies. En er is gekozen voor dit principe omdat op deze manier de slang makkelijk te vervangen is. Slanghouder De slanghouder kan op 2 manieren gemaakt worden. Met gaten in de zijkant en zonder. Als deze gaten erin zitten zorgt dit voor minder materiaal als het gegoten wordt maar meer handelingen als deze gefreesd worden uit een blok. Omdat tijdens de productie van een enkel product niet gebruik kan worden gemaakt van een gietproces is er voor een slanghouder gekozen zonder openingen. Verder is De slanghouder aan een kant open. Dit is gedaan zodat de rollers de slanghouder in kunnen. P a g i n a 11 30

13 Behuizing Voor de behuizing is een sheet-metal gekozen dat gebogen wordt zodat deze om de motor heen past. Dit omdat dit makkelijk te produceren is en goedkoop is. In deze behuizing zit een gat zodat het verloopstuk er doorheen past Stroomregeling Voor de stroomtoevoer is gekozen voor een snoer en een adapter. Dit is gekozen zodat deze kan worden aangesloten op een willekeurig stopcontact. Daarnaast komt er nog een aan en uit knop aan de behuizing zodat de pomp makkelijk aan en uit kan worden gezet. Beschrijving De door Überdruck ontworpen slangenpomp, bestaat globaal uit een bodemplaat waarop een motor houder en een slangenpomphouder zijn gemonteerd. Vervolgens wordt in deze motorhouder vanzelfsprekend de elektro motor geplaatst, met daarop de motor kap. De motor kap wordt vast geschroefd aan de motor houder, waardoor er een klemmend effect ontstaat op de elektro motor. De as van de elektro motor wordt verlengd door middel van een verloopstuk, dat samen wordt verbonden door middel van een bout. Deze bout gaat door een gat in het verloopstuk en komt terecht op de platte kan van de motor as. Op deze manier kan het verloopstuk niet weg slippen. Ook wordt over het verloopstuk een rotor geplaatst die ook op zijn beurt wordt bevestigd met een bout. Deze rotor kan worden beschreven als een rond vormige plaat met op twee symmetrisch of evenredige punten een gesloten gat. Deze gaten steken deels uit op de rond vormige basis plaat. Vervolgens worden in ieder van de twee gesloten gaten van de rotor, een zogenaamde roller bevestigd met een kogellager en een bout. Het andere uiteinde van het verloopstuk wordt samen met een lager, horizontaal aan de as bevestigd in de slangenpomphouder. Uiteindelijk wordt tussen de rollers en de halve maan vormige binnenkant van de slangenpomphouder, de slang geklemd. Werking De slangenpomp van Überdruck beschikt over een krachtige elektromotor, die aangesloten kan worden op elk 230 volt stopcontact. Vervolgens kan met een schakelaar die zich op de behuizing bevindt, stroom op de elektro motor worden gezet. Doordat de as van de elektro motor gaat roteren, begint het op de as gemonteerde verloopstuk inclusief rotor ook te draaien. Als volgt drukken de rollers die zich op de rotor bevinden, tegen de slang in de slangenpomphouder. Doordat de slang bij elke roller wordt ingedrukt, wordt er bij elke slag een bepaalde hoeveelheid vloeistof meegenomen. De vloeistof die door de pomp wordt getransporteerd, wordt niet blootgesteld aan het externe milieu. Deze eigenschap zorgt ervoor dat de pomp geschikt is voor diverse vloeistoffen, en daarmee ook diverse doeleinden. P a g i n a 12 30

14 P a g i n a 13 30

15 4. Productie proces Productie Fase 1: Bodemplaat (20 stuks per keer) De medewerker haalt 2 platen multiplex van 610x1220x12mm uit het magazijn De medewerker zaagt een serie van 20 bodemplaten uit van 200x200mm vervolgens worden er 8 gaten in de bodemplaten geboord (het centeren gebeurt d.m.v. een stalen mal). Kwaliteitscontrole: Als de plaat te groot is afgezaagd zal de mal niet passen en op het moment dat Motor bracket (20 stuks per keer) De medewerker pakt 20 aluminium blokken van 70x100x115mm de aluminium blokken komen op maat binnen (wordt op maat besteld bij de toeleverancier) In de blokken wordt een gat van 22,5 mm geboord. Vervolgens wordt de er ter hoogte van de hartlijn van het gat het blok door midden gezaagd. Zodat het 2 onderdelen zijn de bracket en de kap. In de motorkap worden 4 gaten geboord en getapt voor M8 met een diepte van 12mm en 4 gaten M6 ook 12mm diep. In de bracket worden 4 gaten geboord van 6,5mm helemaal door. Kwaliteitscontrole: de locatie van het boorgat wordt eerst uitgemeten en vastgelegd met een centerboor. Bodemplaat subassembly (20 keer) Als deze onderdelen gemaakt zijn wordt de bracket aan de bodemplaat bevestigd middels 4 M8 bouten. De motor wordt vervolgens in de bracket gepositioneerd en de motorkap wordt met 4 M6 bouten. Kwaliteitscontrole: visuele controle of alle bevestigingen aanwezig zijn en er geen beschadigingen zijn opgetreden. P a g i n a 14 30

16 Fase 2: Rollertje (40 keer) De medewerker pakt 20 x aluminium staafmateriaal met een diameter van 20mm en een lengte van 110mm. De staaf wordt 20mm diep in de drieklauw bevestigd en vervolgens wordt 85mm lengte tot een diameter van 13mm Aan het uiteinde wordt nu 7mm lengte tot een diameter van 8mm gedraaid. Nu wordt met een 4mm boor een gat 15mm diep geboord. Als dit gedaan is wordt met een steekbeitel de roller op een lengte van 32mm afgesneden. Herhaal stap 3. Draai het werkstuk om en draai het af tot een lengte van 32mm over is. Kwaliteitscontrole: de bemating wordt gecontroleerd door middel van schuifmaat. Verloopstuk (20 keer) De medewerker pakt een aluminium staaf van 2000mm met een diameter van 10mm en zaagt hier 20 stukken met een lengte van 58,8 af. Nu wordt aan een kant een gat met een diameter van 8mm en een diepte van 15mm in de staaf geboord. Nu worden er 2 gaten van 4 mm geboord, in een van de gaten wordt M4 schroefdraad getapt. Vervolgens wordt de braam verwijderd en worden de uiteinden gladgevijld. Kwaliteitscontrole: er wordt met een schuifmaat nagekeken of de lengte binnen de marges valt. Rotor (100 keer) De productie van de rotor wordt uitbesteed doordat wij niet de specialistische apparatuur hebben om deze rendabel te produceren. Om op verzendkosten te besparen wordt dit onderdeel per 100 stuks besteld P a g i n a 15 30

17 Rotor subassembly (20x) De medewerker pakt 40 rollertjes, 40 rollagers, 20 rotoren en 20 verloopstukjes. De lagers worden in de rotor geforceerd door middel van een pulleytrekker. Vervolgens wordt de roller in de lager bevestigd met een moer Dan wordt het verloopstuk aan de rotor bevestigd door middel van een M4 bout. Kwaliteitscontrole: medewerker voelt of de lagers soepel draaien en of alles stevig vastzit. Behuizing Het fabriceren van de behuizing wordt uitbesteed en getransporteerd naar Uberdruck waar de behuizing gemonteerd wordt aan de onder plaat van de slangenpomp. P a g i n a 16 30

18 Assemblage eindproduct Plaats de bodemplaat assembly op een vlak ondergrond. Plaats de rotor assembly aan de as van de motor en waarbij het gat van het verloopstuk overeenkomt met het horizontale vlak van de as van de motor. Plaats een M4 bout door het gat van het verloopstuk en draai deze hand vast. Positioneer de rotor assembly op de bodemplaat. Plaats de slangenhouder met de gesloten kant van de motor af en zorg ervoor dat de as van de rotor assembly in het gat valt van de slangenhouder. Draai de bodemplaat op zijn kant zodat de gaten zichtbaar worden en plaats in de 4 gaten van de slangenhouder 4x M8 bouten. Draai deze hand vast. Draai de bodemplaat weer terug zodat deze rechtop komt te staan. Leg de slang in de slangenhouder zodat de rollers over de slang kunnen bewegen. Zorg ervoor dat de slang door de hele slangenhouder loopt. Soldeer de + kabel aan de + aansluiting van de motor. Soldeer de kabel aan de aansluiting van de motor. Monteer de schakelaar aan de achterkant van de behuizing naast de kabelopening. Plaats de behuizing over de motor, let hierbij op dat de grote sleuf aan kant van de rotor zit en het verlengstuk (de as) in de sleuf valt. Trekt de kabels aan de achterkant van de behuizing door de kabelopening. Sluit de + van de kabel aan op de + van de schakelaar en de van de kabel op de van de schakelaar. Sluit een ander stuk kabel aan op de + van de schakelaar en sluit deze aan op de + van de voeding. Sluit een ander stuk kabel aan op de van de schakelaar en sluit deze aan op de van de voeding. Sluit de stekker van de voeding aan op de voeding. Kwaliteitscontrole Controleer of alle bovengenoemde stappen zijn uitgevoerd en controleer de algehele staat van de slangenpomp (ontbreken van bouten, kabels, etc.). Indien bovengenoemde stap is uitgevoerd en alles in orde is kan men de stekker in het stopcontact stoppen en de schakelaar aanzetten. Kijk voor verder gebruik in de gebruiksaanwijzing. P a g i n a 17 30

19 P a g i n a 18 30

20 5. Gebruiksaanwijzing Voordat met begint aan het vervangen van de slang dient de slangenpomp volledig afgesloten van het elektriciteitsnet te zijn. In de afbeelding aan de rechterhand is de rotor(rood) zichtbaar en de daar op bevestigde rollertjes(groen). Om de flexibele slang in de slanghouder te bevestigen. Wordt de rotor zodanig gedraaid dat de rollertjes verticaal ten opzichte van elkaar staan. Nu kan de buis over het uitstekende rollertje te zien in de afbeelding hier onder. Als de slang over de roller hangt wordt de rotor 180 gedraaid en de slang wordt om de andere roller gehangen. Nu zit de slang bevestigd. Figuur 6 Figuur 7 P a g i n a 19 30

21 6. Conclusie tijdens het ontwerpen van onze slangenpomp hebben we veel nieuwe dingen geleerd over het ontwerp proces en over het verdelen van rollen binnen de groep. Zo is het slim om iedereen zijn specialiteiten te benutten en van te voren je sterken en zwaktepunten te bespreken met de groep. Ook hebben we het vergaderen nu serieus betrokken in het proces, waar bij het bij het vorige project nog allemaal een beetje werd aan gerommeld ging bij dit project alles volgens een bepaalde structuur. Denk hier bij aan bij aan het maken van een goede planning, het bij houden van notulen en het maken van diversen verslagen. Over het maken van een eigen ontwerp hebben we ook veel geleerd. het omschrijven van de diversen onderdelen en hoe je deze moet bevestigen zorgt voor een makkelijk maakbare slangen pomp. Dit in combinatie met het tekenwerk kan voor mensen die zich niet hebben verdiept in het product duidelijk maken hoe een slangen pomp in elkaar steekt. het is ook erg belangrijk dat er goed en nauwkeurig word getekend met de daarbij behorende maatvoering en dat omschrijvingen juist worden geschreven. dat samen zorgt er voor dat producten op veel plekken maakbaar word en dat je kennis kan worden gedeeld met anderen mensen zonder dat die zelf eerst onderzoek moeten gaan doen naar een slangenpomp. P a g i n a 20 30

22 7. Bijlage I Reflectieverslag² P a g i n a 21 30