Ontwerpen 5 Bankschroef Gemaakt door: Jasper Hop (13104675) en Hein de Koning (13107941) Docent: Dhr. Mijnster Datum van inleveren: 20-6-2014 Klas: WP17B 1
Voorwoord Voorafgaand aan dit rapport hebben wij de lessen voor Ont5 gevolgd. Hierin werd uitgelegd wat voor verbindingen en elementen wij moeten/kunnen doorrekenen. Door deze berekeningen uit te voeren is dit rapport tot stand gekomen. Als wij de hele opdracht bekijken hebben wij veel ervaringen opgedaan op gebieden als samenwerking, planning en berekenen van verbindingen en elementen. Wij zijn dan ook zeer te vreden met het eindresultaat. Wij willen graag dhr. Mijnster bedanken voor zijn lessen en de tijd die hij nam om onze vragen te beantwoorden over deze opdracht. Daarnaast willen wij ook beide heren van der Klei bedanken voor de mogenlijkheid om een bankschroef op te meten in de werkplaats. Wij wensen u veel lees plezier, Jasper en Hein 18-06-2014 2
Samenvatting In dit verslag wordt het proces omschreven dat wij gevolg hebben om deze opdracht goed af te ronden. De keuze voor het product en de berekeningen die wij hierop uitgevoerd hebben. Er is gekozen voor een bankschroef. Om de opdracht te voltooien moeten wij 2 elementen en 2 verbindingen door rekenen. Hier hebben wij gekozen voor: De Draai as, Het Schroefdraad, De Draaistang en Bevestigings bouten. De maten voor de bankschroef hebben wij opgemeten in de werkplaats van de Haagse Hogeschool Delft. Voor de berekening hebben wij gebruikt gemaakt van de boeken: Sterkteleer, Statica en de reeks boeken Machine onderdelen. Daarnaast hebben wij gebruikt gemaakt van de powerpoint presentaties en lessen van Dhr. Mijnster. In de conclusie staan onze uitkomsten, ervaringen en belevingen tijdens dezen opdracht. 3
Inhoud Voorwoord... 2 Samenvatting... 3 Inleiding... 5 Beschrijving constructie deel... 6 Materiaal keuze... 7 Berekeningen... 8 Conclusie... 14 Reflectie... 14 4
Inleiding Aanleiding van opdracht De aanleiding van deze opdracht is om competenties te ontwikkelen op het gebied van materialen kennis. Zo leren we tijdens deze opdracht wat voor krachten op een product naar keuze staan. Hoe groot deze krachten zijn en wat voor invloed ze hebben op de rest van de onderdelen. Onderwerp afbakenen In deze opdracht zullen wij 2elementen en 2verbindingen doorrekenen op hun belasting, schuifbelasting en buigspanning. Doelstelling Het doel van dit project is om ons inzicht te geven in de verschillende belastingen op elementen en verbindingen. 5
Beschrijving constructie deel Voor de opdracht hebben wij gekozen voor een bankschroef. Bankschroeven worden veelal op werkplaatsen gebruikt om materialen/werkstukken in te klemmen zodat hier bewerkingen op kunnen worden uitgevoerd. De bankschroef is voornamelijk gemaakt uit gietijzer met enkele hardstalen onderdelen. De onderdelen die wij hebben doorgerekend zijn: - Bevestigings bouten Deze bouten verbinden de bankschroef met de werktafel. Hierop rekenen wij de afschuifspanning uit. - Schroefdraad Het schroefdraad zorgt ervoor dat het werkstuk ingeklemd kan worden. Hier rekenen wij de trek kracht uit. - Draai as Hierop is het schroefdraad bevestingt. Op deze as rekenen wij de torsiespanning, trekkracht en buiging uit. - Draaistang Hierop wordt de kracht uigeoefend en overgedragen aan de draaistang/schroefdraad. Op deze stang rekenen wij de schuifspanning en buiging uit. 6
Materiaal keuze Alle berekende onderdelen zijn gemaakt van hard staal. Helaas omdat het al een oude bankschroef is die wij hebben gebruikt was het exakte materiaal niet te achterhalen. Alleen kwamen wij te weten dat dit hard staal is. Daar om hebben wij als materiaal gekozen E-335 omdat dit materiaal zeer slijtvast en hard is. Ook is dit materiaal bestand tegen alle krachten. 7
Berekeningen Hier staan de berekeningen op de onderdelen en de bijbehoorende VLS en en D en M lijnen. Bij de berekeningen van de verbindingen vindt u geen D-M lijnen deze zijn hier niet mogelijk te maken. Eerst hebben wij de twee elementen berekend en daarna de verbindingen. Draai stang Bij de draaistang hebben wij de schuifspanning en buiging berekent. Om een bank schroef aan te spannen moet er kracht worden uitgeoefend op de draaistang. Voor deze kracht hebben wij 3000N gepakt, dit moet de gemidddelde kracht van een volwassen man zijn. 8
Schuif spanning buiging 9
Draai as Voor de draai af hebben wij de trekkrachten, buiging en torsie berekent. De draai as staat staan de meeste krachten op. Dit komt omdat deze de krachten krijgt van de draaistang maar ook die van het schroefdraad. 10
Trek op de draai as buiging Torsie 11
Schroefdraad Voor het schroefdraad hebben wij de rek berekend. Het schroefdraad is een verbinding op de draaias. Het schroefdraad zorgt ervoor dat de kracht overgebracht wordt zodat het werkstuk ingeklemd wordt. 12
Bouten Voor de bouten hebben wij de schuifspanning berekend. De bouten zorgen ervoor dat de bankschroef op zijn plek blijft. Doordat er een grote kracht wordt uitgeoefent om de draaistang zal de bankschroef willen gaan draaien. Hierdoor ontstaat een schuifspanning op de bouten. Van de bouten zijn er 4aanwezig. De kracht wordt dus onderverdeeld over al deze bouten. Schuif spanning 13
Conclusie Uiteindelijk was dit een leuke opdracht om aan te werken. Er is door ons beide hard gewerkt en wij vonden het ook erg leuk om te doen. In het begin hadden wij wel wat kleine probleempjes met wat we nou precies gingen doorrekenen maar door elkaar te helpen en met goede hulp van onze docent is het allemaal gelukt. Toen we dit doorhadden zijn we samen begonnen met rekenen. Elk deden we een constructie deel en een verbinding. Als we deze hadden berekend keken we de berekeningen van de ander na en rekende deze nog eens. Hieruit zijn we D-M lijnen gaan maken. Dit hebben wij samen gedaan om te voorkomen dat er fouten in gemaakt worden ook konden we elkaar goed controleren. Bij de verslag legging hebben wij een duidelijke verdeling gemaakt. Allebei hebben wij onze bijdrage geleverd en wij zijn beide erg tevreden over het resultaat en de samenwerking. Reflectie Dit rapport is gemaakt door Jasper Hop en Hein de Koning. Wij hebben een duidelijke verdeling gemaakt van de berekeningen. Jasper Hop: Draai as als elemente Schroefdraad als verbinding. Hein de Koning Draai stang als element Bouten als verbinding. Verder hebben wij gezamenlijk dit rapport gemaakt en hebben wij elkaar berekeningen nog eens gezamenlijk nagerekent. Door dit te doen hebben wij beide net zoveel moeite en tijd in deze opdracht gestoken en konden we elkaar altijd snel helpen. Hierdoor is de samenwerking zeer prettig verlopen. 14