GEÏNTEGREERDE PROEF. Schooljaar Tjorven Koek. 6EMa. PROVINCIAAL TECHNISCH INSTITUUT EEKLO Roze Eeklo. Patronagestraat 32

Transcriptie

1 PROVINCIAAL TECHNISCH INSTITUUT EEKLO Roze Eeklo GEÏNTEGREERDE PROEF Schooljaar Tjorven Koek 6EMa Patronagestraat Zelzate

2

3 PROVINCIAAL TECHNISCH INSTITUUT EEKLO Roze Eeklo GEÏNTEGREERDE PROEF Schooljaar Tjorven Koek 6EMa Patronagestraat Zelzate

4 Woord vooraf In het kader van de Geïntegreerde Proef kregen wij met de volledige klas uit de richting Elektro-Mechanica de opdracht om een blikjespers te ontwerpen. Het is een didactisch ontwerp en het bevat veel mogelijkheden die we kunnen gebruiken in de industrie. Zo bevat dit eindwerk verschillende componenten die je in een bedrijf aantreft, zoals pneumatica, motoren, een frequentieregelaar en verschillende soorten verbindingstechnieken. Alle mechanische onderdelen hebben we zelf vervaardigd tijdens de praktijklessen. Sommige componenten die we gebruikt hebben, heb ik ook teruggevonden op mijn stageplaats. Daardoor vind ik het interessant dat we er een uitgebreide uitleg over geven zodat we de werking goed begrijpen en goed kunnen toepassen. Deze blikjespers is opgebouwd uit een trechter, een transportband, een draaitafel en de pers. Karel Pauwels en ik zijn verantwoordelijk voor de transportband. Doorheen het verloop van onze proef kregen we hulp van verschillende personen. Onze praktijkleerkracht, dhr. Van De Geuchte ben ik zeer dankbaar voor de goede opvolging van het mechanische gedeelte van de GIP. Het enthousiasme waarmee hij ons altijd steunde was een enorme motivatie voor de groep. Uiteraard bedank ik onze leerkracht van elektriciteit, dhr. Schrooten voor de opvolging van het elektrische gedeelte. De leerkrachten van algemene vakken en technische vakken wil ik ook graag bedanken omdat ze ons toch altijd gesteund hebben toen we moeilijke dagen hadden. En vooral wil ik de klasgenoten bedanken voor de goed verlopende samenwerking en het doorzettingsvermogen dat we toch gedurende het hele jaar getoond hebben. Ten slotte wil ik mijn collega, met wie ik gedurende het hele project veel tijd heb doorgebracht, bedanken voor de vlotte samenwerking. We hadden al eens moeilijke momenten, maar we hebben deze problemen toch altijd op een volwassen manier aangepakt en opgelost.

5 Inhoudsopgave Woord vooraf... 2 Inleiding Technische opgave GIP Opgave Integratie leerstof Mechanica-sterkteleer Laboratorium (materialenleer) Technisch Tekenen Mechanica Technologie praktijk mechanica Laboratorium (meettechniek) Elektriciteit Elektronica ICT Taalintegratie Samenbundelen van de oplossingen Voorbereidend studiewerk Mechanica sterkteleer Boutberekeningen Snelheids- en tijdsberekening blikje bij 3 fasige asynchrone motor Gebruikte materialen Constructiestaal Band van de transportband Technisch tekenen Constructie Meeloopplaten Opspanmethode Profielhouders Motoropspanning Plaats motor Beschermkap Blikjespers Technische tekeningen Praktijk mechanica Werkgangen... 36

6 4.2 Verbindingen Bout Passingen Lassen Gebruikte bewerkingstechnieken Kotteren Draaien Frezen CNC Meetaspect Passingen Ruwheden Elektriciteit fasige asynchrone motor Keuze motor Frequentieregelaar Beveiliging Noodstopinstallatie Installatiebeveiliging Bediening Hoofdschakelaar Start/stop Noodstop PLC Algemeen Het programma Technisch dossier E-plan Elektronica Sensoren capacitieve nabijheidschakelaar Inductieve nabijheidssensor optische sensor Omvormer... 85

7 7.2.1 Toepassing De werking van een omvormer: Integratie algemene vakken Nederlands Zakelijke brief aanvraag stageplaats Sollicitatiebrief Aanvraag info Curriculicum Vitae CURRICULUM VITAE Persoonlijke gegevens Opleidingen Werkervaring Bijkomende opleidingen/ diploma s/ attesten Computerkennis Talenkennis Varia Engels Technical text List of difficult word Questions and answers about the text Outline Summary Frans Demander de la documentation Lire de la documentation technique et consulter un lexique bilingue Traduire un texte technique Bronnen Figurenlijst Tabellenlijst Besluit Bijlagen Algemeen Logboek Planningsdocument

8

9 6-TSO-EM-a Inleiding Inleiding Mijn Geïntegreerde Proef heeft de naam Blikjespers gekregen. Het is een project waarmee we blikjes sorteren en vervolgens de blikjes persen. De GIP is een uiterst belangrijk onderdeel bij het behalen van mijn diploma in het laatste jaar Elektro-Mechanica. Een belangrijk doel van dit eindwerk was voor mij om te bewijzen wat ik kan en om te bepalen waar mijn grenzen liggen. De blikjespers is niet echt van grote waarde voor de industrie omdat men eenvoudigere manieren heeft, maar het is een heel mooi project om op verschillende manieren kennis te maken met sommige componenten. Mijn GIP is in theorie automatisch uitgewerkt maar praktisch hebben we hem gerealiseerd zodat elk deel afzonderlijk werkt. De GIP wordt met de volledige klas gerealiseerd. Er zijn vier onderdelen van de blikjespers: de trechter, de transportband, de draaitafel en tenslotte de pers. Deze vier onderdelen werden verdeeld onder onze klasgenoten, samen met Karel heb ik de transportband ontworpen en gerealiseerd in de praktijk. Deze hebben we gemonteerd op de projecttafel, vervolgens hebben we de elektrische leidingen geplaatst. Het was de bedoeling dat we ook praktisch alles automatiseren en via PLC aansturen maar wegens tijdgebrek gaan we een eenvoudig PLC-programma schrijven om alleen de draaitafel aan te sturen zodat we toch iets geautomatiseerd hebben. Het werkingsprincipe van de blikjespers is eigenlijk zeer simpel, de blikjes worden eerst in de trechter geplaatst en komen dan terecht op de transportband. Het blikje gaat via de transportband naar de draaitafel waardoor het door de hoge snelheid in één van de verdelingen valt. De draaitafel draait 90 en blaast de blikjes in de pers. De belangrijkste vakken die aan bod kwamen bij het project waren de mechanische en elektrische vakken. Deze vind je terug na de kennismaking in het begin van de bundel en voor de algemene vakken, op het einde van de bundel. Zo vind je bij het vak elektriciteit de gegevens van onze motor terug en van de componenten in de schakelkast Bij het vak mechanica werd de nadruk gelegd op het volledige tekenen in 2D van onze GIP en het uitvoeren ervan, de tekeningen zijn als bijlagen toegevoegd. Er werden ook veel berekeningen uitgevoerd zoals het berekenen van het vermogen van de motor, de boutberekeningen, deze staan vermeld bij de vakken mechanica en elektriciteit. Uiteraard hebben we ook voor de algemene vakken verschillende opdrachten moeten uitvoeren. Zo hadden we voor het vak Nederlands vooral opdrachten in verband met solliciteren, zoals. een brief schrijven om een stageplaats aan te vragen en een sollicitatiebrief. Een van de opdrachten bij Frans was een technische Franse tekst vertalen naar het Nederlands. Voor Engels was dit een technische Engelse tekst vertalen. Andere opdrachten waren het opstellen van een woordenlijst, een samenvatting en een schema waarbij het ook om technische onderwerpen ging, wat wel nuttig is in verband met onze richting. Deze integratie van de algemene vakken, zoals de taalvakken vind je terug achteraan in mijn GIP-bundel.

10 1 Technische opgave GIP

11 6-TSO-EM-a Technische opgave Opgave Dit jaar is er gekozen voor 1 project te maken met de volledige klas. Het project De blikjespers is opgedeeld in 4 delen. Deze onderdelen zijn klassikaal verdeeld over de leerling zodat iedereen alleen of per 2 zijn onderdeel heeft. De verdeling zie je in onderstaande tabel. Opdracht Mentoren Leerling(en) 1. trechter VandegeuchteG. / Schrooten P. 2. transportband VandegeuchteG. / Schrooten P. 3. draaitafel VandegeuchteG. / Schrooten P. 4. pers VandegeuchteG. / Schrooten P. Andy Vandevelde karel Pauwels Tjorven Koek Bram Van Heule Daan Verwilst Sander De Jaeger Tabel 1: Opgave Figuur 1: Foto concept GIP

12 6-TSO-EM-a Technische opgave Integratie leerstof Mechanica-sterkteleer Bepalen van de nodige componenten, aandrijvingen; Maak de nodige berekeningen waar nodig. 1 Bepalen vermogen dc motor, berekenen snelheid 2 Bepalen van de eigenschappen van de gebruikte bouten Laboratorium (materialenleer) Bepalen van de materiaalkeuze van de onderdelen, bevestigingsmaterialen,...: Welke functie heeft het stuk in het geheel; Aan welke belastingen is het stuk onderhevig en welke eigenschappen zijn hiervoor noodzakelijk; Materiaalaanduiding volgens EN ; Samenstelling van het materiaal; Elasticiteitsgrens, treksterkte, kerfslagwaarde, hardheid, corrosiebestendigheid, bewerkbaarheid, lasbaarheid waar nodig Technisch Tekenen Mechanica Werkgang tekenwerk (3D in Solid Edge): Tekenen van de principetekening. Ontwerpen van de samenstelling, hierbij wordt rekening gehouden met de eerder uitgevoerde berekeningen en de esthetische vormgeving van het geheel; Diverse standaardonderdelen (eventueel te downloaden via ) plaatsen, rekening houdend met de gemaakte berekeningen. Van de uiteindelijke samenstelling wordt een 2D samenstellingstekening (evt. voorzien van diverse deelsamenstellingen) gegenereerd met de nodige stukkenlijsten, evt. lasaanduidingen worden eveneens geplaatst; Van de te vervaardigen onderdelen wordt een werktekening gemaakt met de nodige maataanduidingen, toleranties (evt. lengtetoleranties uitrekenen), vorm-en plaatstoleranties Technologie praktijk mechanica

13 6-TSO-EM-a Technische opgave 11 Van de te maken onderdelen wordt een werkgang opgemaakt. Uitvoeren van deze onderdelen. Soorten bewerkingen Laboratorium (meettechniek) Opmaken van een meetstaat voor het opmeten van de gemaakte onderdelen (zie technologie-praktijk mechanica); Opmeten; Detailstudie van de gebruikte ISO-toleranties en hun passing met het element dat erop gemonteerd dient te worden (tandwiel, riemschijf, kettingwiel, lager,...) Detailstudie van de gekozen en opgemeten ruwheden; Opmeten van de afmetingen en vorm & plaatstoleranties op de 3D-meetbank (optisch of met taster) Elektriciteit Eigenschappen van de gekozen motor (zie eerdere mechanische berekeningen): o Verklaren van de motorkeuze uit de catalogus; o Elektrische gegevens- en motorkarakteristieken: Koppel- en snelheidskarakteristiek; Vermogen (mechanisch elektrisch) en rendement; Toerental en aantal poolparen; Klemmenbord lezen. o Aanloop asynchrone motor (softstarter, frequentieomvormer, ); o Omkeren draaizin; o Motorbescherming omgevingstemperatuur: thermische classificatie; o Beveiligingsklasse motor; o Opbouwdossier; o EMC richtlijnen; Arbeidsfactor compensatie; Logica-sturing: analyseer de in- en uitgangen welke voor uw eigen ontwerp kunnen gebruikt worden; Technisch dossier, bestaande uit: o Situatieschema; o Stuurstroombaanschema; o Hoofdstroombaanschema; o Bedradingsschema van de schakelkast en schakelpunten; o Bepaling van draaddoorsnede; o Aansluitschema met nummering van de geleiders; o Aansluitlijst; o Kabellijst; o Materiaallijst;

14 6-TSO-EM-a Technische opgave 12 o Beveiligingen en bedieningen, zoals: o Noodstop installatie; o Sensoren; o Motorbeveiliging installatiebeveiliging; o Signalisatie; o Bedieningsknoppen; o Afstandsbediening; o Technische fiche; o Elektronica Alle gebruikte elektronica kunnen verantwoorden: Keuze en opstelling (terug te vinden in de technische tekeningen mechanica) van de sensoren; Aansluiting van de sensoren in het geheel (stuurschema, PLC, ); ICT Voor de GIP opdracht maakt je een website. Deze moet volledig af zijn na de paasvakantie. De links van alle sites worden doorgegeven aan de jury. De website is het eerste contact van de jury met jou en jouw project. Je kan maar één keer een eerste indruk maken, het is dus belangrijk dat de site af is, volledig werkt en verzorgd is zonder taal- of technische fouten. Algemeen De site wordt gemaakt in HTML. Als basis wordt enkel met Notepad, Notepad++ of Aptana gewerkt. Programma s als Dreamweaver, Frontpage en andere WYSIWYG (What You See Is What You Get) programma s zijn niet toegelaten. Het is de bedoeling dat we begrijpen waar we mee bezig zijn. In elk geval moeten de HTML tags gekend zijn en toegepast kunnen worden. Je moet de broncode van je site begrijpen en kunnen aanpassen, je wordt hierop getest. Het uitlijnen en de opmaak gebeurt met CSS (cascading style sheets).

15 6-TSO-EM-a Technische opgave 13 Hoofdstructuur index.html startpagina Wie ben ik - Contact CV GIP Stage Links Mijn klas Gastenboek Andere Bovenstaand zie je enkel de hoofdstructuur van de site. Zo zal de onderverdeling GIP wellicht bestaan uit meerder sub-pagina s. Vanaf elke pagina moet men terug kunnen navigeren naar de bovenliggende pagina (vorige) en naar de index_nl.htm of index_en.htm (start of home). Startpagina Verwelkoming voorstelling van de site Wie ben ik? Een pagina waarin je jezelf voorstelt. Je vertelt iets over je hobby s, je favoriete films acteurs, sport. Vul deze pagina bij voorkeur aan met foto s, evt. een animatie of film. C.V. Je C.V. in HTML en een link naar het document in PDF formaat. Voorzie het icoontje van PDF naast de link.

16 6-TSO-EM-a Technische opgave 14 GIP Een korte beschrijving van je GIP met een paar foto s. Je voorziet links naar: PPT presentatie die je gemaakt hebt van je GIP de volledige GIP bundel in PDF het planningsdocument je timing/tijdsgebruik (logboek) een pagina waarin je met een zelfgeschreven programma iets berekent in Java of javascript. Deze berekening is gerelateerd aan uw GIP opdracht Stage Een korte beschrijving van uw stage, bij voorkeur met een paar foto s en/of filmpje(s), een link naar de PPT presentatie die u gemaakt hebt van uw stage. Deze rubriek kan meerdere pagina s bevatten. Ze bevat in elk geval een link naar uw stagedagboek. Links Een pagina met links naar sites in verband met uw GIP, in elk geval sites die u interesseren. Vermeld : - naam van de site - korte beschrijving - gebruikte taal Mijn klas Bevat minstens één pagina met een tabel met links naar de collega s van de klas. Foto s van medeleerlingen en foto s van de klas zijn natuurlijk mooi meegenomen. Leuke anekdotes (mits bepaalde restricties) kunnen ook. Gastenboek Laat hier je collega s en vrienden iets invullen over je site, je mag hiervoor een bestaand script gebruiken. Andere

17 6-TSO-EM-a Technische opgave 15 Vrije pagina over iets dat je interesseert. Laat je fantasie de vrije loop. Structuur van de site op de Harde schijf Voorzie een webroot op een willekeurige plaats van uw schijf. In de webroot staat enkel de index.html. Van hieruit werk je uiteraard met relatieve adressering. Onder de webroot bevindt zich één map afbeeldingen en een map documenten. In de map afbeelding zijn alle foto s en alle bestanden die gebruikt zijn voor de grafische opmaak bewaard. In de map documenten komen de pdf van: CV Stageverslag Volledige GIP Wat moet er verwerkt zijn Java-script: bvb teller, klok, Overdrijf niet, in een aparte beschrijving leg je uit hoe het programma werkt. Minimum één zelf bewerkte foto, (in een aparte beschrijving leg je uit wat je gedaan hebt) Minimum één zelf gemaakt filmpje Eén link naar uw adres via een invulformulier met een verborgen adres (via een script). We verbergen ons adres omdat we niet overladen willen worden met spam. Een gastenboek. Je mag hiervoor gebruik maken van een externe site: bvb of je kan natuurlijk ook op Google zoeken naar free guestbooks Eventueel kan je de externe pagina linken met een i-frame! Onderzoek, denk na en plan voor je begint

18 6-TSO-EM-a Technische opgave 16 Onderzoek welke systemen van lay-out er zijn. Kies je voor een vaste resolutie of een variabele? Wat zijn de voor- en nadelen van een vaste resolutie? Welke navigatiemogelijkheden zijn er? Waar plaats ik de navigatiebalk? Welke techniek gebruik ik voor de navigatie? Werk ik met een navigatiesysteem dat verwerkt is in de pagina of gebruik ik beter een extern navigatiesysteem waar alle pagina s naar verwijzen? Wat zijn de voor- en nadelen van een extern navigatiesysteem? Tips Wees consequent in de naamgeving van je pagina s. Alles in kleine letters en alles met dezelfde extensie (.html) Bij voorkeur geen spaties in namen Let op de leesbaarheid (goede kleurcombinaties). Geen te grote afbeeldingen (max 50 à 80 kb bewerk de foto s desnoods met een grafisch pakket zoals the gimp ). Gebruik één stijl, wees consequent in lay-out en kleurgebruik. Vermijdt schreeuwerige kleuren en drukke achtergronden. Zorg dat je site er professioneel uitziet. Maak gebruik van een externe css (cascading style sheet). Eerst oriënteren, plannen, dan beginnen. Leer eerst html, daarna css, maak eerst kleine oefeningen. Denk na over een duidelijke navigatiesysteem en lay-out. Werk dit eerst uit op papier, daarna in html. Kies voor vaste breedte of percent, plak d pagina niet tegen de rand van het scherm! Maak je eerste pagina index.html, compleet met menu en exerne css, voorzie dummy tekst bvb lorum ipsum.

19 6-TSO-EM-a Technische opgave 17 Test of de html code geldig is via: Test deze pagina in verschillende browsers. Gebruik deze pagina als sjabloon voor alle andere pagina s Zorg dat je mail adres verborgen is zodat spammers geen kans krijgen Werkwijze Na de onderzoek en planningsfase maak je één pagina met de gewenste lay-out en kleurcombinatie. Je bekijkt deze kritisch en past deze aan. Eens je tevreden bent van deze pagina gebruik je deze pagina als sjabloon. Bouw de structuur van de site op, zorg dat alle links werken. Plaats de afbeeldingen direct in de juiste mappen, let op de naamconventies, gebruik direct de juiste naamgeving. Vul de pagina s met hier komt. en eventueel wat dummy tekst zodat je een zicht hebt op de lay-out. Werk dan de pagina s één voor één inhoudelijk verder af. Links Lay-out Ontwerp van je site (tips) Kleuren kiezen

20 6-TSO-EM-a Technische opgave 18 Links om HTML/CSS te leren Tools Laat je code/webpagina valideren (controleren op geldige code) Referentie (naslag) Menu systemen Fotobewerking The Gimp: Editer Notepad++: Aptana: FTP Filezilla: : Taalintegratie Nederlands Verzorging van de algemene lay-out van de bundel, wat betreft: o Woord vooraf, inleiding en besluit; o Inhoudsopgave;

21 6-TSO-EM-a Technische opgave 19 o Bronnen- en figurenlijst (technische tekeningen worden hier niet bijgerekend); o Decimale nummering hoofdstukken + subrubrieken (let op: tekeningen worden niet opgenomen in de nummering van de bladzijden, de nummering herbegint na de tekeningen); o Eenvormige structuur betreffende de hoofding voor de goede leesbaarheid; o Keuze en plaatsing van de leestekens; o Taalzuiverheid. Korte spreekbeurt betreffende functie (via power-point zie opgave voor mondelinge verdediging), werking van het ontwerp en keuze van de onderdelen; Eindcontrole van de afgewerkte bundel qua lay-out en taalgebruik; Aanvraagbrief voor stageplaats, sollicitatiebrief en CV; Aanvraag informatie (mail) Engels Elke leerling krijgt een technische Engelse tekst gekoppeld aan zijn eigen onderwerp. Deze tekst is gekozen door de leerkracht Engels en een technische leerkracht. Hiervan wordt een schema en een samenvatting gemaakt Elke leerling krijgt dan ook nog een technische Engelse tekst die hij moet vertalen. Aanduiden van de moeilijke woorden in de tekst en opstellen van een verklarende en vertalende woordenlijst. Opstellen van 10 vragen die aansluiten bij de tekst met telkens een uitgebreid antwoord Frans Documentatie aanvragen, zowel schriftelijk (brief volgens BIN-normen) als mondeling (telefoongesprek); Vakliteratuur begrijpend lezen aan de hand van een bestaande tweetalige woordenlijst, korte fragmenten vertalen en de woordenlijst instuderen; Zelf een vertalende woordenlijst opstellen aan de hand van tweetalige technische documentatie, de woordenlijst instuderen; Een stageverslag schrijven en een sollicitatiegesprek voeren waarbij de stageperiode mondeling besproken wordt Samenbundelen van de oplossingen. Van de bekomen resultaten wordt een bundel gemaakt in een uniforme map, gebruik de onderstaande indelingen. Het is evenwel niet de bedoeling dat deze bundel een samenraapsel is van diverse cursussen. Enkel wat je ondernomen hebt om tot het resultaat te komen, wordt hierin opgenomen. Opgave (deze mag van het netwerk op de g-schijf, Smartschool of van internet gekopieerd worden); Voorwoord; Inleiding; Logboek (uit Smartschool )

22 6-TSO-EM-a Technische opgave 20 Het voorbereidend studiewerk: o Resultaten van de berekeningen uit vakmodule Mechanica-sterkteleer; o Keuze van de materialen. Technisch Tekenen mechanica (de tekeningen worden niet opgenomen in de nummering van de bladen): o Montagetekening; o Onderdelentekeningen, deze worden zoveel mogelijk per nummer geklasseerd. Technologie-praktijk mechanica: o Technische tekening van tandwielas; o Werkvoorbereiding; Meettechniek: o Detailstudie van de gebruikte ISO-toleranties op de as en hun passing met het te monteren element; o Detailstudie van de gekozen en opgemeten ruwheden; o Detailstudie van de diverse meetopstellingen; o Meetstaat (tabel) waarbij de vereiste afmetingen uit de tekening vergeleken wordt met de opgemeten en waarbij de nodige conclusie getrokken wordt (goed- of afkeuren); Elektriciteit Elektronica: o De resultaten van de verantwoorde motorkeuze en schakeling; o De aansluitschema s; o PLC-sturing; o Beveiligingen. Taalintegratie: o Nederlands: Woord vooraf; Inhoudsopgave; Inleiding; Besluit; Bronnenlijst; Figurenlijst; Aanvraagbrief voor stageplaats, sollicitatie en CV; Zakelijke briefwisseling per brief of mail. o Engels: Schematiseren en samenvatten van zakelijke tekst; Opstellen van woordenlijst met vertaling; Vragen- en antwoordenlijst bij de zakelijke tekst; o Frans: Brief voor aanvraag documentatie; Zelf op te stellen vertalende woordenlijst; Kopie van de daarvoor gebruikte documentatie.

23 2 Voorbereidend studiewerk

24 6-TSO-EM-a Voorbereidend studiewerk Mechanica sterkteleer Boutberekeningen Figuur 2: Eigenschappen gebruikte bouten Snelheids- en tijdsberekening blikje bij 3 fasige asynchrone motor Gegevens: -Diameter aandrijfas: 80mm of 8cm -Toeren per minuut motor in ster geschakeld: 161 -Lengte transportband: 145 cm

25 6-TSO-EM-a Voorbereidend studiewerk 23 Gevraagd: t blikje op transportband? Oplossing: - Ø aandrijfas= 8cm x = 8 - v motor= 161tr/min x 8 = 4046,37 cm/min - Lengte belastingoppervlakte blikje= 145cm- (8 )= 120cm :2 meeloopplaten= 60cm - t blikje op transportband= 60 cm / 4046,37cm/min= 0,0148min = 0,89 seconden 2.2 Gebruikte materialen Het grootste deel van ons eindwerk is vervaardigd uit staal, meer bepaald uit constructiestaal. Verder gebruiken we nog kunststof in de aanvoer en onze band Constructiestaal Algemeen Constructiestaal, ook wel gewoon staal genoemd is vooral terug te vinden bij statische constructies. Er is maximaal 0,25% koolstof aanwezig, dit is afhankelijk van de chemische samenstelling en de toepassing van het materiaal. De meest gebruikte staalsoorten zijn S235, S275 en S355, toch bestaan er nog veel meer soorten. In Europa moet staal voldoen aan de kwaliteitseisen volgens de Europese Standaard EN Op de specifieke kenmerken komen we later terug. Figuur 3: Constructiestaal Hieronder een opsomming van de globale eigenschappen van constructiestaal: Laag koolstofgehalte Relatief zacht materiaal Goed koud en warm te vormen Goede lasbaarheid Grote rek Uitleg begrip S235 S235 is een samenvatting van een aantal eigenschappen die het materiaal heeft. Zo duidt de S op structural, vrij vertaald constructiestaal of staal. De 235 geeft de vloeigrens in N/mm² aan bij een dikte van 16 mm. Dit is een belangrijke waarde: zodra een trekkracht van 235 N/mm² wordt bereikt zal het staal gaan vloeien, waardoor een blijvend plastische

26 6-TSO-EM-a Voorbereidend studiewerk 24 vervorming optreedt. JR is de aanduiding die verwijst naar de kerfslagwaarde bij een bepaalde temperatuur Een andere naam voor S235JR is Chemische samenstelling De chemische samenstelling van staal is extreem belangrijk. Deze samenstelling bepaald namelijk in sterke mate de mechanische eigenschappen van het staal. Door deze belangrijke rol, wordt er streng toegezien op de productie van staal volgens de Europese normen. Elke toepassing heeft een ideale samenstelling, deze chemische samenstelling is dus anders bij elke toepassing. JR is de aanduiding die verwijst naar de kerfslagwaarde bij een bepaalde temperatuur. De chemische samenstelling van het staal is dan ook net iets anders dan standaard S235. De constructeur moet altijd rekening houden met de exacte chemische samenstelling en de toepassing van het materiaal Mechanische eigenschappen De mechanische eigenschappen worden voor een groot deel bepaald door de chemische samenstelling van het staal, zoals hierboven is vermeld. Deze eigenschappen zeggen veel over de toepasbaarheid van het constructiestaal. Er zijn heel veel mechanische eigenschappen, zoals hardheid en taaiheid. De belangrijkste voor staal zijn de vloeigrens en treksterkte. Om precies te zijn, ontlenen S235, S275 en S355 hun naam zelfs aan één van de belangrijkste mechanische eigenschappen: De vloeigrens Vloeigrens De vloeigrens, punt drie op de afbeelding, is één van de belangrijkste mechanische eigenschappen van staal, ongeacht de toepassing. We kunnen de vloeigrens berekenen doormiddel van de trekproef toe te passen en is af te lezen uit het spanning-rekdiagram. De vloeigrens is het punt waarop het materiaal begint te vloeien. Het is de minimale kracht die nodig is om een materiaal blijvend plastisch vervormen. Het belang van de vloeigrens is voor zowel de plaatbewerker als voor de constructeur van belang. De plaatbewerker kan zo de minimale kracht bepalen die nodig is om het materiaal in de gewenste vorm te krijgen. De constructeur kan doormiddel van de vloeigrens bepalen welke krachten de constructie, het materiaal maximaal kan verdragen voordat er ongewenste vervorming optreedt. Figuur 4: Spanning-rekdiagram

27 6-TSO-EM-a Voorbereidend studiewerk Treksterkte De treksterkte, punt vier op bovenstaande afbeelding, is de maximale mechanische spanning die een materiaal bereikt om plastisch te vervormen. Praktisch gezien is de vloeigrens veel meer van belang. Immers, als het materiaal tot de treksterkte komt, is het al sterk plastisch vervormd. Bij een langdurige spanning zal het materiaal uiteindelijk zelfs breken. De treksterkte is niet eenduidig aan te geven maar ligt tussen de waarden die in de onderstaande tabel worden weergegeven. Ook de treksterkte wordt berekend doormiddel van een trekproef en is af te lezen uit het spanning-rekdiagram Vloeigrens en treksterkte bij 16mm staal Onderstaande tabel heeft een voorstelling van de treksterkte en vloeigrens van de drie meest gebruikte staalsoorten. De waarden zijn bepaald bij een dikte van 16mm. Tabel 2: Vloeigrens en treksterkte Productieproces Van erts tot ruwijzer Om ruwijzer te maken moeten we drie processen uitvoeren. Het eerste proces, genaamd de vergassing, is het proces waarbij we van steenkool tot cokes gaan. Dit wil zeggen dat de steenkool poreuzer wordt in deze behandeling. Hierdoor zijn deze geschikt voor gebruik in de hoogovens. Een deel van de steenkool wordt overigens tot poederkool vermalen. Dit fijne kool wordt ter vervanging van cokes rechtstreeks in de hoogovens geïnjecteerd. Het tweede proces is het 'voorbakken' van fijn ijzererts tot brokken en knikkers, die sinter en pellets worden genoemd. Daarna begint de eigenlijke productie van ruwijzer. Uit cokes, sinter en pellets ontstaat in de hoogovens vloeibaar ruwijzer, dat met een temperatuur van circa 1500 C uit de hoogoven wordt getapt. Bij de productie van ruwijzer wordt slakzand gevormd. Het slakzand wordt in de cementindustrie gebruikt als verwerkingsgrondstof. Van ruwijzer tot ruwstaal IJzer omzetten in staal betekent vooral het verlagen van het koolstofgehalte. Het gevormde materiaal is bros, is niet te lassen, smeden of te vervormen. Dit komt omdat het ruwijzer te veel koolstof bevat. Door met een grote kracht zuurstof op het vloeibare ijzer te blazen, wordt in de staalfabriek de koolstof uit het ijzer gebrand. De temperatuur loopt hoog op, tot circa

28 6-TSO-EM-a Voorbereidend studiewerk C. Om de temperatuur niet verder te laten stijgen wordt er schroot aan het vloeibare ijzer toegevoegd. Onder schroot verstaan we staal dat al eerder is gebruikt. Van ruwstaal tot gewalst staal Het staal wordt op twee manieren verder verwerkt. Het grootste deel wordt tot een 22,5 centimeter dikke plak gegoten, vervolgens wordt deze in een warmbandwalserij bij een temperatuur van circa 1200 C gewalst tot een dikte tussen de 1,5 en 25 millimeter. Aan het einde van de productielijn wordt het staal opgerold. Een kleiner deel van het staal gaat naar de hypermoderne gietwalsinstallatie. In deze fabriek zijn de processen van gieten en walsen geïntegreerd tot één procesgang. Het vloeibare staal wordt gegoten, gestold, direct gewalst tot circa 1 millimeter dik en vervolgens opgerold. Uiteraard is deze fase niet van toepassing bij ons Band van de transportband We hebben een band gekozen waarbij met genoeg grip heeft om de blikjes te transporteren en te voorkomen dat de band te veel slipt op de assen. De offertes die we van de band gekregen hebben vind je in bijlage.

29 3 Technisch tekenen

30 6-TSO-EM-a Transportband Constructie Voor het ontwerp zo eenvoudig mogelijk te houden hebben we moeten werken met platen van 1cm dik omdat het dan zeer gemakkelijk is om er steunen aan te bevestigen als we dit niet deden was dit zeer moeilijk. Figuur 5: Constructie transportband Meeloopplaten

31 6-TSO-EM-a Transportband 29 Figuur 6: Meeloopplaten transportband Hier zie je dat we de transportband voorzien hebben van meeloopplaten, de onderste meeloopplaat zouden we eventueel kunnen weglaten voor de band maar deze hebben we gebruikt om de profielhouders gemakkelijk te bevestigen en de constructie te verstevigen Opspanmethode Bij de opspanmethode hebben we gekozen voor een opspanas waarbij we de opspanning kunnen regelen aan de hand van bouten. Op deze as zitten er lagers die zich vervolgens klemmen in de meeloopas waarop de band draait.

32 6-TSO-EM-a Transportband 30 Figuur 7: Opspansysteem met zijplaat Figuur 8: Opspansysteem zonder zijplaat Profielhouders Deze hebben we gekozen met een gleuf dat groter is dan de centerafstanden tussen de meeloopplaten omdat we op die manier de hoogte van de transportband kunnen afregelen op de trechter en op de draaitafel zodat we geen grote hoogteverschillen moeten overbruggen waarbij de kans dat de blikjes verkeerd kunnen vallen groter is. We hebben 8 dezelfde stukken gemaakt en aan elkaar gelast zodat we deze op een eenvoudige manier kunnen maken zonder het programma aan te passen. De oppervlakte van de profielhouder dat op de tafel rust is hierbij groter waardoor de krachten meer verdeeld zijn. Doordat we ook

33 6-TSO-EM-a Transportband 31 op het profiel dat op de tafel rust, gebruik gemaakt hebben van een gleuf, kunnen we de transportband ook nog verschuiven in de richting zodat we niet alleen de hoogte kunnen instellen, maar ook de ligging op de tafel zodat we alles optimaal kunnen transporteren. Figuur 9: Regeling van de ligging transportband Motoropspanning We hebben gekozen dat we de motor zouden bevestigen op de zijplaten doordat dit ook soms in de industrie wordt toegepast, hierdoor kunnen we de constructie van onze transportband ook eenvoudig houden. De as die uitsteekt uit de zijplaat met bijgevoegde spie in onderstaande foto, zat standaard op de motor die we gekregen hebben van de school. Hierbij hebben wij een as gemaakt die erop past met de nodige toleranties zodat we deze op de as kunnen plaatsen.

34 6-TSO-EM-a Transportband 32 Figuur 10: Motoropspanning Plaats motor Doordat de motor normaal altijd moet trekken aan het oppervlakte waar er belasting is, plaatsen we de motor voor de draaitafel. Dit doen we zodat hij kan trekken aan de belasting want als we de motor laten duwen en de band is niet goed opgespannen, kan er zich een bobbel vormen waarbij de band gemakkelijker ergens tussen kan draaien.

35 6-TSO-EM-a Transportband 33 Figuur 11: Opstelling motor Beschermkap Blikjespers Figuur 12: Beschermkap blikjespers

36 6-TSO-EM-a Transportband 34 Figuur 13: Inductieve sensor voor beschermkap Onze blikjespers beschikt over een kunststof beschermkap. Wij hebben gekozen voor een volledige afscherming zodat alle bewegende delen zich vanbinnen bevinden. Dit reduceert de kans op ongevallen. Deze beschermkap moet ervoor zorgen dat niemand aan 1 van de onderdelen kan komen terwijl deze in werking staan. Om ervoor te zorgen dat alle onderdelen toch snel te bereiken zouden zijn is er een groot deksel voorzien. Dit deksel is beveiligd door een inductieve sensor. Vanaf dat deze sensor een 0 signaal geeft, valt de machine stil. De machine zal pas terug geactiveerd worden als er opnieuw op start gedrukt is en het deksel terug gesloten is. 3.2 Technische tekeningen De technische tekeningen vind je in bijlage.

37 4 Praktijk mechanica

38 6-TSO-EM-a Transportband Werkgangen De werkgangen vind je in bijlage. 4.2 Verbindingen Bout Een bout bestaat uit een cilindervormig deel waaromheen een schroefdraad is aangebracht. Aan één einde heeft een bout een verbreding, de kop Inleiding Boutverbinding en Borging Schroefdraadverbindingen worden ingedeeld naar belasting. Men onderscheidt: Licht belast Er worden geen hoge eisen aan de verbinding gesteld. De montage kan met standaard gereedschap worden uitgevoerd Zwaar belast (kritisch) Er worden hoge eisen aan voorspankracht en borging gesteld. De montage moet zorgvuldig en met speciale gereedschappen worden uitgevoerd. Vooral bij dynamisch belaste boutverbindingen moet men nauwkeurig te werk gaan. Dit i.v.m. mogelijk verlies van voorspanning en uit elkaar vallen. (denk aan de tapeinden van een bromfietscilinder en bevestigings-bouten van een vliegtuigmotor) Verbindingselementen Hier worden schroeven en bouten toegepast Bevestigingsartikelen en borgmiddelen Schroefdraadverbindingen worden als volgt toegepast: schroefverbindingen: voor lichte, niet kritische verbindingen boutverbindingen: voor zwaardere, kritische verbindingen

39 6-TSO-EM-a Transportband 37 Bij het aandraaien van de verbinding gebeurt er achtereenvolgens: trekspanning in boutsteel boutsteel verlengt drukspanning op verbonden delen verbonden delen worden ingedrukt constructie = verend systeem Figuur 14: voorbeeld bevestiging bout Bij een bedrijfsbelasting wordt er aan de bout getrokken en zal deze verlengen. De indrukking van de verbinding neemt af. De bedrijfsbelasting kan zo ver gaan dat de verbonden delen los van elkaar komen en de bout boven Re wordt belast. (Re = elasticiteitsgrens) Conclusie : FM moet op de juiste manier worden aangebracht en binnen bepaalde grenzen worden gehouden (0,3 tot 0,7 Re) Montagegereedschappen Voor normale boutverbindingen: ring-, steek- of dopsleutels Voor kritische boutverbindingen: momentsleutel of slagmoerapparaat Borgen van boutverbindingen Bij een boutverbinding is het wenselijk dat de voorspankracht gehandhaafd blijft. Er zijn echter 2 oorzaken die leiden tot verlies voorspankracht van de voorspankracht: Losdraaien Oorzaak: een draaibeweging van de verbonden delen tijdens bedrijf (trillingen) Remedie: fijne schroefdraad toepassen pasbouten toepassen (draaien onmogelijk maken) Losgaan Oorzaak : Verlies van klemkracht door kruipen van boutmateriaal en zetten van de verbonden delen. Remedie :

40 6-TSO-EM-a Transportband 38 verbinding kritisch berekenen; indien mogelijk, bouten nemen met de slankheid L ³ 5 d ; neem een hogere voorspanning en een betere kwaliteit bouten; verhoog het elastisch vermogen door de bout te verjongen; pas zware spanschijven of schotelveren toe; gebruik flensbouten met onderleg-ringen om het contactoppervlak te vergroten _ grotere voorspankracht mogelijk Borgingen / Borgmethoden Als er geen constructieve oplossing tegen losdraaien mogelijk is, dan moet men een borgmiddel toepassen. Er zijn 3 groepen borgmiddelen: Zet-borgmiddelen: Deze trachten het zetten en kruipen te compenseren. Toegepast bij niet-kritische verbindingen waar de voorspanning minder belangrijk is. Figuur 15: Veerringen Figuur 16: Tandveerringen Figuur 17: Schotelveren, rondel Veerringen Tandveerringen Schotelveren, rondel Verlies-borgmiddelen Deze voorkomen het uit elkaar vallen van verbinding. De voorspankracht wordt niet gehandhaafd. In deze categorie maakt men onderscheid tussen: afsluitende (vormgebonden) en klemmende (krachtgebonden) borgmiddelen. Afsluitende (vormgebonden)

41 6-TSO-EM-a Transportband 39 Figuur 19: Borgplaat Figuur 18: Kroonmoer + splitpen Figuur 20: Staaldraad Kroonmoer + splitpen Borgplaat Staaldraad Klemmende (krachtgebonden) Figuur 21: Borgmoer met kunststofring Figuur 22: Borgmoer met zaagsnede Figuur 23: Zelftappende schroef of bout Borgmoer met kunststofring Borgmoer met zaagsnede Zelftappende schroef of bout Losdraai-borgmiddelen Deze trachten het losdraaien van de verbinding te voorkomen. Hier worden 2 groepen onderscheiden: 1. De blokkerende: Nordlock ringen, Ripp flensbouten en moeren. 2. De klevende Loctite (of andere kleefstoffen) Blokkerende (vormgebonden) Figuur 24: Borgringen (Nordlock) Figuur 25: Flensbout (Ripp) Figuur 26: Flensmoer (Ripp) Borgringen (Nordlock) Flensbout (Ripp) Flensmoer (Ripp)

42 6-TSO-EM-a Transportband 40 De vertanding van de Nordlockringen hebben een grotere spoed dan de te borgen schroefdraad. Hierdoor wordt losdraaien voorkomen. De vertanding van de Rippproducten laten beschadigingen achter op het oppervlak van de verbonden delen. Bovendien is deze borging niet 100% betrouwbaar. Figuur 27: De vertanding van de Nordlockringen Klevende (krachtgebonden) Figuur 29: Bout voorzien van kleefstof (microcapsulering) Figuur 28: Loctite kleefstof (vloeibaar) Loctite kleefstof (vloeibaar) Bout voorzien van kleefstof (microcapsulering) Met Loctite of andere kleefstoffen wordt de schroefdraad verlijmd. Voor een goede verbindingen moeten de te lijmen oppervlakken vetvrij en brandschoon zijn. Wij hebben gebruik gemaakt van bouten van: Inbusbout DIN 912 M6x Hierbij hebben we ook een rondel voor M6 gekozen. Figuur 30: Inbusbout DIN 912 M6x30-8.8

43 6-TSO-EM-a Transportband 41 verzonken schroef DIN 7991 M6x Voor deze hebben wij gekozen omdat we deze in de platen kunnen draaien zodat ze niet tegen de aandrijfas lopen, want bij ons dragen ze de motor. Figuur 31: verzonken schroef DIN 7991 M6x Passingen Wij gebruiken passingen bij de aandrijfas en ons meeloopas. Bij de meeloopas gebruiken we roulementen en deze moeten tot op een honderdste gedraaid worden want als de boring te groot is er kans dat ze te veel gaan slippen, is ze te klein gaat ze te veel geklemd worden waardoor er beschadeging kan zijn aan de roulementen. De tolerantielijst wordt bijgevoegd in bijlage. Figuur 32: Passing meeloopas Bij de aandrijfas maken we gebruik van een passing met een spie om te zorgen dat de aandrijfas niet slipt, want deze is rechtstreeks aangesloten op de motoras. Zo is de verbinding ook uitneembaar. Bij de aandrijfas zorgen we ook voor een afronding zodat de band mooi in het midden blijft liggen en zodat deze niet van rechts naar links kan slaan. De zijkant van de as is 1,23mm kleiner dat de grootste diameter op de aandrijfas.

44 6-TSO-EM-a Transportband 42 Figuur 33: Klemmende passing spieverbinding Lassen We maken ook gebruik van lasmethodes, hierbij zijn de profielhouders gebruikt. Hierbij zijn 2 dezelfde werkstukken tegen elkaar gelast onder een hoek van 90. Lassen is het verbinden van materialen door druk en/of warmte, waarbij het materiaal op de verbindingsplaats in vloeibare of deegachtige toestand wordt gebracht terwijl al of niet materiaal met ongeveer dezelfde samenstelling wordt toegevoegd, waarbij continuïteit ontstaat tussen de te verbinden delen Voordelen: Lasverbindingen zijn heel sterk, licht en stijf. Lasverbindingen zijn vaak eenvoudiger, goedkoper en sneller (geautomatiseerd) te realiseren dan andere verbindingstechnieken zoals bout- of klinkverbindingen waarbij gaten geboord dienen te worden en waarbij monteren langer duurt. Bovendien sneller dan lijmverbindingen omdat een lasverbinding niet hoeft te drogen of harden.

45 6-TSO-EM-a Transportband 43 Gladde oppervlakken; dit is o.a. belangrijk voor de binnenkant van pijpen vanwege stromingsweerstand en in de farmaceutische en levensmiddelenindustrie vanwege hygiëne. Bestand tegen hoge temperaturen. Goede krachtoverdracht, geen verzwakking van de constructie, in tegenstelling tot klinknagels en bouten ('perforatie-effect') Nadelen: Lasverbindingen zijn niet demonteerbaar. Bij het lassen treedt structuurverandering van gelaste materialen op, wat een verandering in de mechanische eigenschappen (sterkte, hardheid) van het materiaal veroorzaakt. Het lasproces kan een negatieve invloed uitoefenen op de directe omgeving, bijvoorbeeld vanwege de vrijkomende hitte, rook, spatten, slak of vanwege gebruikte (toevoeg-)middelen. Er kunnen dus ook gezondheidsrisico's verbonden zijn aan het lassen. Lassen en daarmee gepaard gaande sterke opwarming en afkoeling veroorzaakt krimp en daardoor vervorming. Alleen min of meer gelijke materialen kunnen aan elkaar gelast worden. Figuur 34: Lasverbinding proefielhouders 4.3 Gebruikte bewerkingstechnieken

46 6-TSO-EM-a Transportband Kotteren Kotteren is een verspaningstechniek. Het is een vorm van draaien waarbij het product stilstaat en het gereedschap draait. Het kottergereedschap is excentrisch bevestigd op de draaiende as, waardoor het een cirkelbeweging beschrijft met de beitel naar buiten. Er zijn twee vormen van kotteren: het langskotteren, waarbij de cirkel die het gereedschap beschrijft hetzelfde blijft en het gereedschap steeds verder een bestaand gat wordt ingevoerd en het vlakkotteren, waarbij het gereedschap steeds verder naar buiten gedrukt wordt en niet richting het werkstuk, waardoor een steeds groter rond vlak wordt gemaakt Draaien Draaien is een verspaningstechniek, waarbij het product ronddraait en daarmee de snijbeweging uitvoert. De beweging in langsrichting en dwarsrichting wordt uitgevoerd door de beitel. Draaien wordt uitgevoerd op een draaibank. Er zijn allerlei vormen van draaien Langsdraaien Bij het langsdraaien verplaatst de beitel zich in een rechte lijn, parallel aan de as van het product. Dit proces wordt toegepast voor het vervaardigen van cilindrische assen, die op deze manier op een bepaalde diameter worden gebracht Dwarsdraaien Bij het dwarsdraaien verplaatst de beitel zich uitsluitend dwars op het product. Dit kan worden gebruikt voor eindvlakken of voor een vertrapping naar een andere diameter. Bij het voordraaien beweegt de beitel zich meestal in de richting van de as van het product, bij het nadraaien er juist vanaf, naar buiten toe Steken Bij het steken beweegt het gereedschap zich dwars op of parallel aan de as van het product. In tegenstelling tot langs en of dwarsdraaien wordt er niet een laag van het product afgedraaid, maar er een groef in gemaakt. Steekbewerkingen worden doorgaans in een beweging uitgevoerd.

47 6-TSO-EM-a Transportband Frezen Frezen is een verspanende bewerking waarbij met gebruik van een roterend gereedschap, de frees, materiaal wordt verwijderd. Frezen is een bewerking die met name wordt gebruikt in de metaal-, hout- en kunststofverwerkende industrie. Frezen wordt gedaan op een freesmachine, die tegenwoordig vaak computergestuurd is (CNC). De uitvoeringsvormen van frezen zijn erg divers. Ruwfrezen, spiebaanfrezen, zaagfrezen enz. Ook varianten met hardmetalen inzetplaatjes worden gebruikt. Daarnaast is de koelmethode van de frezen ook afhankelijk van het te bewerken materiaal. Metaal wordt met koelvloeistof gekoeld (koelvloeistof op organische of synthetische basis), kunststof wordt vaak met perslucht gekoeld Vingerfrezen Vingerfrezen, of universele frezen, zijn niet (altijd) centrumsnijdend. Dat wil zeggen dat er niet mee geboord kan worden. Deze worden gebruikt om verspaning te doen in horizontale richting. Het centrum van de frees ligt lager dan de snijtanden. Deze frezen zijn meestal gemaakt van HSS, snelstaal of van ander materiaal zoals hard metaal, of werken met verwisselbare snijplaatjes (wisselplaten) Spiebaanfrezen Spiebaanfrezen worden gebruikt om spiebanen te maken in een as. Als er dan in de tweede as of een naaf ook een spiebaan gemaakt is kan men er een spie tussen steken. Deze zorgt dan dat de rotatie van de ene as wordt overgebracht op een andere as. In sommige gevallen is het zo dat deze spiebaan niet te lang mag zijn (onder andere voor de verzwakking van de as) en in het midden van de lengte van de as ligt. Men moet dus een frees hebben die kan boren en centrumsnijdend is. De spiebaanfrees kan dit omdat de top van de frees hoger ligt dan de rest van het snijvlak van de frees, dus omgekeerd aan de vingerfrees Meelopend frezen Men spreekt van meelopend frezen als de rotatie van het gereedschap (frees) en de voeding in dezelfde richting gebeurt (vb: frees draait in uurwijzerzin en de tafel (met het werkstuk) gaat naar links). Spaanafvoer vindt plaats in tegenovergestelde richting van de freesvoeding. Figuur 35: Meelopend frezen

48 6-TSO-EM-a Transportband 46 Voordelen: de frees wil het werkstuk niet doen loskomen uit de spanschroef gemakkelijke spaanafvoer minder slijtage betere oppervlakteruwheid dan bij tegenlopend frezen zuiverder werk Nadelen: Moer aandrijfspindel moet minimale speling hebben, anders kunnen de tanden van de frees te veel materiaal grijpen en afbreken Tegenlopend frezen Tegenlopend frezen is dat de rotatie van het snijgereedschap (de frees) en de voeding in tegenstelde richting gebeurt. Spaanafvoer vindt plaats in de richting van de freesvoeding. Figuur 36: Tegenlopend Frezen Voordelen: Drukt speling van de bewegingsmoer tegen de flank van de spil waar de bewegingskracht wordt veroorzaakt. Bij machines die geen spelingsvrije bewegingsmoer hebben, (Conventionele draai-freesmachines) krijgen dan een heen en weer getrek wat veroorzaakt wordt doordat de frees het werkstuk naar zich toetrekt en de bewegingsspil het werkstuk van zich afduwt. Nadelen: Meer kans op trillingen Snellere slijtage dan bij meelopend frezen Ongunstige spaanafvoer Meer vermogen nodig

49 6-TSO-EM-a Transportband CNC Om bepaalde werkstukken te maken, hebben we gebruikt gemaakt van CNC machines, hieronder vind je 2 CNC machines die we gebruikt hebben Kern Figuur 37: Kern draaibank De kern is een CNC-machine die met behulp van een programma assen op zelfstandige basis kan vervaardigen. Met behulp van deze CNC-machine hebben we de aandrijfas gemaakt. De boog in deze as was heel gemakkelijk te maken met deze machine Bridgeport De Bridgeport is een CNC-machine die met behulp van een programma werkstukken op zelfstandige basis kan vervaardigen. Met behulp van deze CNC-machine hebben we de profielhouders gemaakt. De gleuf in de profielhouders hebben we gemaakt met deze machine, dit is heel gemakkelijk voor seriewerk en doordat we 8 werkstukken hadden, hebben we deze machine gebruikt.

50 6-TSO-EM-a Transportband 48 Programma Bridgeport profielhouders transportband START 0 BEGIN PGM 702 MM 1 BLK FORM 0.1 Z X+0,000 Y+0,000 Z-10,000 2 BLK FORM 0.2 X+20,000 Y+140,000 Z+0,000 3 TOOL DEF 1 L+0,000 R+3,000 4 TOOL DEF 2 L-27,700 R+3,000 5 TOOL CALL 1 Z S 1000,000 6 L R F M06 7 L X+10,000 Y+20,000 R0 F9999 M13 8 L Z+5,000 R0 F9999 M 9 CYCL DEF 1.0 DIEPBOREN 10 CYCL DEF 1.1 AFST. -5,000 Werkstukvorm beschrijven Gereedschapsdefinitie Gereedschapoproep boor + gereedschapswissel Koelvloeistof + draaien Boren van gaten zodat frees er gemakkelijker in werkstuk gaat 11 CYCL DEF 1.2 DIEPTE-16, CYCL DEF 1.3 VERPL.-10, CYCL DEF 1.4 STTIJD0, CYCL DEF 1.5 F CYCL CALL M 16 L X+10,000 Y+120,000 R0 F9999 M 17 CYCL CALL M 18 TOOL CALL 2 Z S 2000, L R F M06 20 L X+10,000 Y+20,000 R0 F9999 M13 21 L Z+5,000 R0 F9999 M 22 CYCL DEF 3.0 SLEUFFREZEN Oproep frees Koelvloeistof + draaien Frezen van gleuf 23 CYCL DEF 3.1 AFST. -5, CYCL DEF 3.2 DIEPTE-11,000

51 6-TSO-EM-a Transportband CYCL DEF 3.3 VERPL.-3,000 F CYCL DEF 3.4 X+6, CYCL DEF 3.5 Y+106, CYCL DEF 3.6 F CYCL CALL M 30 L Z+100,000 R0 F9999 M 31 L R F M30 32 END PGM 702 MM

52 5 Meetaspect

53 6-TSO-EM-a Meetaspect Passingen Wij gebruiken passingen bij de aandrijfas en ons meeloopas. Bij de meeloopas gebruiken we roulementen en deze moeten tot op een honderdste gedraaid worden want als de boring te groot is er kans dat ze te veel gaan slippen, is ze te klein gaat ze te veel geklemd worden waardoor er beschadeging kan zijn aan de roulementen. De tolerantielijst wordt bijgevoegd in bijlage. Figuur 38: Passing meeloopas Bij de aandrijfas maken we gebruik van een passing met een spie om te zorgen dat de aandrijfas niet slipt, want deze is rechtstreeks aangesloten op de motoras. Zo is de verbinding ook uitneembaar. Bij de aandrijfas zorgen we ook voor een afronding zodat de band mooi in het midden blijft liggen en zodat deze niet van rechts naar links kan slaan. De zijkant van de as is 1,23mm kleiner dat de grootste diameter op de aandrijfas.

54 6-TSO-EM-a Meetaspect 52 Figuur 39: Klemmende passing spieverbinding 5.2 Ruwheden Oppervlakteruwheid is een onregelmatigheid van het werkstukoppervlak en wordt veroorzaakt door het vormgevend middel. De ruwheid is dus afhankelijk van hoe het bewerkt is. Onderstaande tabel geeft de verschillende ruwheden weer bij de verschillende soorten bewerkingen.

55 6-TSO-EM-a Meetaspect 53 Tabel 3: Ruwheden Oppervlakteruwheid is dus een belangrijke factor voor de functie die het werkstuk zal moeten uitvoeren. De functie die het zal uitoefenen heeft een invloed op: Slijtagegedrag Wrijvings-en glijeigenschappen Smeereigenschappen Het passingsgedrag

56 6-TSO-EM-a Meetaspect 54 Figuur 40: Schematische voorstelling van Ra Ra Gemiddelde ruwheid van het profiel Een gemiddelde waarde van alle afwijkingen van een rechte lijn binnen de evaluatielengte, ongeacht de verticale richting. Dit betekent dat het onmogelijk is, door gebruik te maken van een Ra-waarde om te bepalen of de afwijkingen pieken of dalen zijn. Ra wordt niet significant beïnvloed door individuele afwijkingen, hetgeen betekent dat er ook een risico bestaat dat een grote piek of kras wordt gemist. De meest gangbare Ra-waarden voor metaaloppervlakken zijn tussen de 0,02 μm en 3,5 μm de ondergrens van het fijn afgewerkte oppervlak (0,02 μm = spiegelglad). In bijlage vind u de technische tekeningen weer met aangeduide ruwheden.

57 6 Elektriciteit

58 6-TSO-EM-a Elektriciteit fasige asynchrone motor Keuze motor Motoreigenschappen Tabel 4: Motoreigenschappen 3~motor Type Sew Eurodrive WA20DT63N4B03 Nr VDE 0530/21 kw 0,18 S1 V Υ A 1 0,58 Υ r/min Υ Cos ᴕ 0,78 Nm 2,2 Kg 8,929 IM H1A Informatie motorkeuze en toelichting bij GIP Wij hebben gekozen voor een 3 fasige asynchrone wisselmotor omdat deze veel gebruikt wordt in de industrie. Op mijn stageplaats waren het ook deze soort motoren die transportbanden aandreven dus hierbij kunnen we meer ervaring krijgen door deze te gebruiken. Wij schakelen de motor in ster omdat deze anders te snel draait, waardoor er meer slijtage is en omdat we nu al met een frequentieregelaar werken om de snelheid te reduceren. Om de motor te beveiligen gebruiken we automaten en een thermische beveiliging. We sluiten de motor rechtstreeks aan op de transportband waarbij de constructie de motor draagt (zie tekeningen in bijlage). Figuur 41: Motor GIP

59 6-TSO-EM-a Elektriciteit Aansluitingen motor We schakelen de motor in ster omdat deze anders te snel draait en hierbij steken we spanning op de klemmen U1,V1 en W1, W2,U2 en V2 verbinden we met plaatjes met elkaar zodat deze in ster geschakeld is. Figuur 42: Klemmenverbinding motoraansluiting Motorrem De motor is ook voorzien van een rem, als er op de klemmen van de rem geen spanning staat, dan kan de motor niet draaien doordat deze de rotor blokkeert. Vanaf we spanning steken op de klemming slaat de rem af en kunnen we de motor starten. Figuur 43: Aansluiting klemmen rem in rode vorm Beschermingsgraad van de elektrische installatie We zouden als we deze constructie industrialiseren, beschermen tegen allerlei gevaar. We zouden bijvoorbeeld de motor moeten beschermen tegen water dat eventueel nog in de blikjes zit en bij eventuele reiniging van de transportband. Hierbij maken we gebruik van onderstaande IP-codering.

60 6-TSO-EM-a Elektriciteit 58 De IP-codering (International Protection Rating, ook soms Ingress Protection) op elektrische apparaten is een aanduiding voor de mate van beveiliging van de constructie van elektrische of elektronische apparatuur tegen eigen schade door gebruik in "vijandige omgevingen" en tegen eventueel gevaar voor de gebruiker. De IP-aanduiding is internationaal genormaliseerd in de norm IEC De IP-aanduiding heeft twee cijfers: het eerste geeft de beschermingsgraad tegen aanraken en indringen van voorwerpen, het tweede de beschermingsgraad tegen vocht. Tabel 5: Eerste cijfer van de beveiligingsgraad Eerste cijfer IP Bescherming tegen: Betekenis 0x Geen bescherming 1x Grote voorwerpen Bescherming tegen toevallige, oppervlakkige aanraking met de hand. Beschermd tegen indringen van vaste voorwerpen groter dan 50 mm 2x Middelgrote voorwerpen Bescherming tegen aanraking met de vinger. Aanraakveilig enkel voor meetapparaten. Beschermd tegen indringen van vaste voorwerpen groter dan 12,5 mm 3x Kleine voorwerpen Bescherming tegen aanraking met een werktuig. Aanraakveilig enkel voor meetapparaten. Beschermd tegen indringen van vaste voorwerpen groter dan 2,5 mm 4x Spitse voorwerpen Bescherming tegen aanraking met een werktuig. Beschermd tegen aanraking met een draad. Beschermd tegen indringen van vaste voorwerpen groter dan 1 mm

61 6-TSO-EM-a Elektriciteit 59 5x Stofbescherming Aanrakingsveilig doordat de behuizing geheel dicht is. Geen volledige bescherming tegen stofmaar wel voldoende om de goede werking niet te hinderen. 6x Stofvrij Aanrakingsveilig doordat de behuizing geheel dicht is. Volledige bescherming tegen stof. Tabel 6: Tweede cijfer van de beveiligingsgraad Tweede cijfer IP JIS IEC Klasse Betekenis 0 JIS IP- Geen Geen bescherming 0 x0 1 JIS IP- Drupdicht Type Geen schade indien onderhevig aan verticale druppels 1 x1 I 2 JIS IP- Drupdicht Type Geen schade indien druppels vallend onder een hoek 2 x2 II van 15 3 JIS IP- Spatdicht Geen schade indien besproeid (10 l/min) onder een 3 x3 hoek -60 tot 60 4 JIS IP- Plensdicht Geen schade indien besproeid (10 l/min) onder eender 4 x4 welke hoek 5 JIS IP- Sproeidicht Geen schade indien bespoten (12,5 l/min) onder eender 5 x5 welke hoek 6 JIS IP- Waterbestendig Geen water indringing indien bespoten (100 l/min) onder

62 6-TSO-EM-a Elektriciteit 60 6 x6 eender welke hoek 7 JIS IP- Dompeldicht Geen water indringing indien ondergedompeld (30 min 7 x7 op 1 m) 8 JIS IP- Waterdicht Blijft bruikbaar onder water onder opgegeven 8 x8 omstandigheden 9 JIS IP- Vochtigdicht Blijft bruikbaar bij een vochtigheidsgraad van meer dan 9 x9 90% of besproeien onder hoge druk Werkingsprincipe 3F motor Figuur 44: Driefasenspanning Als de statorwikkeling aangesloten wordt op een driefazen spanning, ontstaat een elektromagnetisch draaiveld, waarvan de krachtlijnen de rotorgeleiders snijden. In de rotorgeleiders worden spanningen geïnduceerd: vandaar ook de benaming inductiemotor. De inductiestromen, die ontstaan in de kortgesloten rotorketen ondervinden lorentzkrachten, waardoor een draaikoppel ontstaat in dezelfde zin van het draaiveld. Veronderstellen we dat in de principetekening de statorflux naar links omdraait. In de stilstaande rotorgeleider wordt dan een e.m.s. geïnduceerd, waarvan we de zin bepalen met de rechterhandregel:

63 6-TSO-EM-a Elektriciteit 61 - de duim in de relatieve bewegingszin van de geleider houden - de geleider beweegt in het magnetisch veld relatief gezien naar rechts Figuur 45: Rechterhandregel De inductiestroom ondervindt een Lorentzkracht, waarvan we de zin bepalen met de linkerhandregel - De lorentzkracht geeft aan de rotor een draaizin, die dezelfde is als die van het magnetisch veld van de stator. Zou de rotor even snel draaien als het magnetisch veld van de stator (= synchroon ), dan zouden de rotorgeleiders niet meer door de statorflux gesneden worden: er zouden dan geen inductiestromen meer zijn, zodat ook geen lorentzkrachten meer kunnen ontstaan. De rotor zal dan vertragen. De rotor draait bijgevolg niet synchroon (= asynchroon) met het statordraaiveld: vandaar de benaming asynchrone motor. De rotor draait in dezelfde zin als het statordraaiveld, maar de Figuur 46: Linkerhandregel Lorentzkrachten snelheid van de rotor is kleiner dan de snelheid van het magnetisch draaiveld van de stator. Figuur 47: Veldlijnen met draairichting

64 6-TSO-EM-a Elektriciteit Snelheidskoppelkarakteristiek Invloed van de arbeidsfactor op het koppel - Als de faseverschuiving 0 bedraagt dan leveren de geleiders krachten op die allemaal een positief koppel opleveren in de draaizin van de statorflux. Dit levert een maximaal koppel op, terwijl eveneens de arbeidsfactor van de rotorketen 1 is. - Is daarentegen de faseverschuiving 90, dan leveren de rotorgeleiders krachten op zodanig dat de positief werkende koppels volledig worden opgeheven door de negatief werkende koppels. Het resulterend koppel is bijgevolg nul, alsook de arbeidsfactor van de rotorketen. - Bij een faseverschuiving van 45, zijn er minder tegenwerkende momenten en meer die meewerkend zijn, zodat het draaikoppel iets meer dan 70% bedraagt van het maximum koppel dat normaal bij een faseverschuiving van 0 wordt gevormd. Dit getal wordt eveneens gevonden door de arbeidsfactor van de rotorketen te berekenen, namelijk cos 45 = 0,707. Een toenemende arbeidsfactor in de rotor van de asynchrone motor, dus een afnemende faseverschuiving jr, heeft een positieve invloed op de grootte van het koppel door de rotor geproduceerd Invloed van de rotorstroom op het koppel De rotorstromen bepalen eveneens de grootte van de lorentzkrachten. Zelf is de rotorstroom Ir afhankelijk van de inductiespanning Er en de impedantie Zr van de rotor. Een afnemende rotorstroom is dus nadelig voor de productie van het koppel van de asynchrone motor Koppel bij stilstand Bij een slipwaarde s=1 (stilstand) is de rotorfrequentie fr 50 Hz (en dus maximaal). Daardoor is de rotorinductantie XLr maximaal en de faseverschuiving jr relatief groot. De rotorketen bezit een lage arbeidsfactor. Er wordt een zwak aanzetkoppel ontwikkeld, ondanks het feit dat bij stilstand grote rotorstromen vloeien, vele malen groter dan normaal Koppel tijdens de aanloop Enerzijds zal naarmate de rotor aanloopt, de faseverschuiving jr afnemen, zodat de arbeidsfactor van de rotorketen zal toenemen en waardoor het koppel bij de aanloop zal vergroten. Anderzijds zal bij toenemende rotorsnelheid de inductiespanning Er in de rotorketen afnemen, waardoor de rotorstromen Ir eveneens zullen dalen. Door de dalende rotorstroom zal het koppel bij de aanloop eveneens afnemen. Beide verschijnselen toenemende arbeidsfactor en afnemende rotorstroom hebben duidelijk op het aanloopkoppel een tegengestelde invloed. Zo zal bij de aanloop vanuit stilstand de toenemende arbeidsfactor meer invloed uitoefenen dan de dalende rotorstroom, zodat resulterend het koppel zal toenemen. Bij een bepaalde snelheid zal het kippunt bereikt worden, waar beide invloeden zich even sterk laten voelen. Het koppel in dit kippunt is maximaal. Voor snelheden voorbij het kippunt is de invloed van de toenemende arbeidsfactor van minder invloed dan de dalende rotorstroom, zodat het aanloopkoppel zal afnemen. Tenslotte zal bij synchrone snelheid het koppel nul geworden zijn omdat er nu geen inductiestromen meer voorkomen in de rotorketen.

65 6-TSO-EM-a Elektriciteit Frequentieregelaar Wij hebben voor een frequentieregelaar gekozen voor de transportband zodat we onbeperkt aantal mogelijkheden hebben om de snelheid, aanlooptijd, uitlooptijd te regelen. We konden ook voor een tandwielreductiekast kiezen maar dan hadden we deze mogelijkheden niet en een frequentieregelaar is ook interessant om te kennen in praktijk voor in de industrie. Figuur 48: Frequentieregelaar

66 6-TSO-EM-a Elektriciteit Intro Het doel van een frequentieregelaar is veelzijdig: zorgen voor de aanzet van de asynchrone én synchrone motor (nood)stopvoorziening anderzijds kan men de snelheid regelen. De manier waarop dit gebeurt, is via vermogen-elektronica: het 50Hz-net wordt gelijkgericht via een tussenkring wordt de gelijkspanning of stroom afgevlakt en via een wisselrichter omgezet naar een AC-spanning waarbij de frequentie verschillend kan zijn dan 50Hz. Het wisselrichten kan via 2 methodieken gebeuren: U/f-karakteristiek (altijd aanwezig) Flux-vectorcontrole (enkel aanwezig bij duurdere, complexere modellen) Beide methoden zitten in de elektronische sturing van de wisselrichter verwerkt. In de sturing van kleinere, goedkopere types van frequentieregelaars zit er alleen de U/f-regeling verwerkt. Figuur 49: Wisselrichter Doel van de frequentieregelaar in combinatie van een ASM Het doel van een frequentieregelaar is veelzijdig: zorgen voor de aanzet