1
פרויקט תכן מוצר חדש034353/4 חביב חביב, רביע עותמאן תודות תודה רבה לד" ר יורם קירזון שהנחה ועזר לנו לאורך כל הדרך בצורה יוצאת דופן. תודה רבה לאנשי ישקר, מר גבי ברום, מר דורון שחר, ומר ערן אברהמי, שתמכו ועזרו לנו לבצע את הפרויקט. תודה רבה לד" ר חגי במברגר על ההרצאות המכוונות והעשירות במידע חיוני לסטודנטים, ועל פרויקט נפלא שמקרב את הסטודנטים לזירת העבודה שחסרה לכל סטודנט. הקדמה ה אתגרים גיבוש עקרון פעולה: נדרשנו למצוא עקרון פעולת סינון מקורית בגלל אי- מציאת מערכות סינון דומות בספרות. לבסוף התכנסנו על שכלול מתקן חריצים שקיים בישקר( תוף חריצים סובב במקום פלטה מחורצת אופקית המורעדת בכיוון אופקי) . רעיון התוף נבדק ואומת ע" י ניסויים באב- טיפוס של תוף חריצים אשר יוצר לשם כך. פרטי תכן: נדרשנו למצוא פתרונות פשוטים למתקן כגון: אופן הצמדת המכסים לפאות, מבנה השילדה, מערכת הנעה לתוף, מתקן מתיחה לרצועת הנעה, מכסי מגן ומגש אחסון. עמידה בלו" ז: משימה לא פשוטה בשל גורמים שונים כגון: חוסר ניסיון בתכן, זמן רב לגיבוש פתרונות, הכנת שרטוטים, אישור הפרויקט ע" י הלקוח, מגבלות קשר עם ספקים ויצרנים, ולחץ זמן בגלל קורסים אחרים. פרויקט סינון ספייסרים המנחה ד" ר יורם קירזון תיאור מתקן הסינון תוצאות הניסויים והשלכותיהן דרישות הלקוח(1 מתקן הסינון צריך לאפשר סינון שישה סוגים של ספייסרים, המחולקים לשלוש קבוצות, כמפורט בשרטוט לפי צבעים. בכל קבוצה ספייסר אחד יכול להיות מוגדר כרצוי כשהשאר לא רצויים. (2 יכולת סינון של קופסת ספייסרים בנפח2 ליטר, כאשר99% הם מהסוג הרצוי ו- 1% מהסוגים האחרים הלא רצויים. (3 אמינות סינון של100% . (4 זמן סינון2 ליטר לא יעלה על15 דקות. (5 גודל המתקן לא יעלה על1 מ' X 1 מ' . (6 נדרשת בטיחות מירבית למפעיל. מכלולי המתקן( ראה ציור) : .1 מכלול תוף מתומן מסתובב בעל פאות מחורצות ומכסים. המכסים מאפשרים לקבוע את פאת החריצים הפעילה לשלב סינון ספציפי. .2 מכסה בטיחות המיועד להגן על המפעיל בזמן סיבוב התוף. .3 מגש לספייסרים הנפלטים מהתוף בשלב סינון. .4 מכסה הגנה של מכלול רצועת ההנעה הכולל גם שני גלגלי רצועה. .5 מנוע+ ממסרת גלגלי שיניים. .6 מנגנון מתיחת רצועה. .7 שילדה מרותכת ומעובדת המיוצרת מפרופילי פלדה תקניים. .8 גלגלי הסעה עם אפשרות בלימה. עקרון פעולת הסינון עיקרון השימוש בחריצים הינו אמצעי יעיל להפרדה בין סוגים שונים של ספייסרים, הנבדלים בקוטרם החיצוני. כדי למנוע\ לאפשר מעבר של ספייסר מסוים דרך מסננת חריצים, יש לקבוע את רוחב החריץ בהתאם לקוטרו, כמתואר באיור. לכיסוי דרישות הלקוח תוכנן תוף מסתובב( סביב ציר אופקי) בצורת מתומן: 5 פאות מחורצות ברוחב חריצים שונה, פאה אחת פתוחה לצורך הזנה או הרקה ושתי פאות סגורות לספייסרים עתידיים. " שלב סינון" מוגדר כסיבוב התוף כאשר פאה מחורצת אחת גלויה, וכל השאר מכוסות במכסים אטומים הניתנים להרכבה ופרוק קלים ומהירים. אב- טיפוס: כדי לחקור את טיב הקונספט שנבחר, נבנה תוף מתומן שנועד לטפל בקבוצה האדומה( רוחב חריצים4.2 מ" מ למניעת מעבר ספייר בקוטר4.5 מ" מ) . משמאל- תמונת התוף עם ספייסרים. תוצאות הניסויים: הניסויים הוכיחו שקונספצית" תוף חריצים" מוצלחת מעבר למצופה: אמינות הסינון בכל הניסויים היתה100% , וזמן הסינון היה קצר ביותר( ראה טבלת תוצאות משמאל) . מספ ר הניסו יn _ מספר הספייסרים הלא רצויים מספר הסיבו ביםV [rpm] ממוצע תt [sec] 1 1 9 25 21.6 2 1 1.6 24.6 3.9 3 1 3 24.3 7.4 4 1 1.5 20.5 4.4 5 2 2 22.2 5.4 6 2 3 24.7 7.3 7 2 2 25 4.8 8 2 4 25.5 9.4 9 3 5 23.8 12.6 13 3 8.5 20.2 25.3 14 5 7.5 25.6 17.6 15 5 4.5 22.9 11.8 16 5 4 23.8 10.1 17 5 6.5 23.8 16.4 18 8 4.8 23 12.5 19 8 6.5 26 15 20 8 4.5 24.5 11 21 10 4.5 27 10 22 10 8.5 25.5 20 23 10 13 24.4 32 חישוב מומנט האינרציה של התוף: חישוב מומנט האנרציה של פאה נתונה ע" י הנוסחה: קביעת מימדי התוף: מהניסויים התברר שהפרמטר שקובע את מימדי התוף האופטימלי הינו" מפלס הספייסרים" , כלומר, גובה מצבור הספייסרים כשהוא מפוזר ע" פ פאה אופקית במצב סטטי. הגובה האופטימלי הוא כ- 20 מ" מ, ולכן עבור נפח2 ליטר, הוחלט לבחור בפאה בגודל525 X 190 מ" מ. 2 2 2 2 2 2 1 0 0 12 1 0 0 12 1 0 0 12 mh d I mw d mh w 2 2 2 2 1 12 xx I I ml mh d ml 2 8 8 3.95 10 tof plate grams mm I I 2 2 2 2 8 cov 2 8 2 8 cov 9 2.87 10 1 2 4.04 10 2 1 1.125 10 2 1.198 10 plate er gr mm pkkem gr mm pully gr mm total plate plate er pkkem pully total gr mm I I MR I Mr I I I I I תכן התעייפות לציר התוף: -10000 -5000 0 5000 10000 15000 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Mz[Nmm] Mz התקבלה התאמה בין הסימולציה שביצענו בתיב" ם לבין החישוב שעשינו עבור התעייפות הגל. חשבו גם כוחות ר י אקציה לצורך בחירת מיסבים לגל התוף. מפעל ישקר, תפן8 2 2 2 2 2 2 1 1.296 10 [ ] 1.2987 [ ] 20 2 1 1.0472 2 60 sec [ ] [ m] [N m] sec sec 1.2987 1.0472 1.36 [ ] zz zz I gr mm kg m t kg m kg m T I Nm חישוב הספק המנוע: חישוב ההספק התבסס על ההנחה שנדרש להאיץ את התוף ממצב מנוחה למהירות של20 סל" ד( ראה טבלת תוצאות) בתאוצה קבועה, תוך שתי שניות, כאשר משקל הספייסרים הוא5 ק" ג, וכולם מרוכזים בפינת התוף( מקסימום עומס) . החישוב נותן הספק של28.5 וואט, שזהו ערך מאוד נמוך, אבל עקב גודל המערכת ותנאי העבודה הוחלט לבחור במנוע בן חצי כוח סוס( 372 וואט) , מהירות1500 סל" ד. 1 2 12.25 1.36 13.61[ ] total T T T Nm בחירת יחסי תמסורת מנוע תוף: מהירות מנוע1500 סל" ד. יחס הפחתה של ממסרת גלגלי שיניים: 1:25 יחס הפחתה של גלגלי הרצועה: 1:3 מהירות התוף: 20 סל" ד ספייסיר4.5 מ" מ חריץ4.2 מ" מ ספייסיר3.8 מ" מ חריץ4.2 מ" מ במפעל ישקר נעשה שימוש בשיפודים עליהם מושחלות שימות מסוגים שונים( סכיני חיתוך ממתק" ש) , כשביניהן ספייסרים( מרווחונים) . לכל סוג של שימה מותאם ספייסר ספציפי השונה מהאחרים במידותיו. השחלת השימות והספייסרים על השיפודים מתבצעת ע" י מכונה אוטומטית, המוזנת ממיכל בו נמצאים הספייסרים מהסוג המתאים. שרבוב ספייסר שאינו מתאים למיכל( טעות אנוש) , יגרום לעצירת המכונה ולהפסקת תהליך ההשחלה. כדי למנוע תקלה מסוג זה, נדרש לפתח מתקן סינון שתפקידו יהיה להבטיח שהמכונה האוטומטית תוזן רק בספייסרים מתאימים, ע" י סילוק אלה שאינם מתאימים, באמינות של100% . 2 2 5[ ] 9.8 sec 250 [ ] 0.25[ ] 5 9.8 0.25 12.25[N m] M kg m g R mm m T M gR 2 13.61 20 28.5[ ] 60 28.5 0.03826 [ ] 745.7 20[ ] 2 [ ] 60 sec total P T Watt HP rpm rad rpm 2 1 3 5 4 7 6 8

Spacers Poster 2013

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Spacers Poster 2013

034353/4 –פרויקט תכן מוצר חדש

רביע עותמאן, חביב חביב

תודות .דופן יוצאת בצורה הדרך כל לאורך לנו ועזר שהנחה קירזון יורם ר"לד רבה תודה

.הפרויקט את לבצע לנו ועזרו שתמכו ,אברהמי ערן ומר ,שחר דורון מר ,ברום גבי מר , ישקר לאנשי רבה תודה

את שמקרב נפלא פרויקט ועל ,לסטודנטים חיוני במידע והעשירות המכוונות ההרצאות על במברגר חגי ר"לד רבה תודה .סטודנט לכל שחסרה העבודה לזירת הסטודנטים

הקדמה

אתגריםה

דומות סינון מערכות מציאת-אי בגלל מקורית סינון פעולת עקרון למצוא נדרשנו :פעולה עקרון גיבוש

פלטה במקום סובב חריצים תוף) בישקר שקיים חריצים מתקן שכלול על התכנסנו לבסוף .בספרות

תוף של טיפוס-באב ניסויים י"ע ואומת נבדק התוף רעיון .(אופקי בכיוון המורעדת אופקית מחורצת

.כך לשם יוצר אשר חריצים

מבנה ,לפאות המכסים הצמדת אופן :כגון למתקן פשוטים פתרונות למצוא נדרשנו :תכן פרטי

.אחסון ומגש מגן מכסי ,הנעה לרצועת מתיחה מתקן ,לתוף הנעה מערכת ,השילדה

לגיבוש רב זמן ,בתכן ניסיון חוסר :כגון שונים גורמים בשל פשוטה לא משימה :ז"בלו עמידה

זמן ולחץ ,ויצרנים ספקים עם קשר מגבלות ,הלקוח י"ע הפרויקט אישור ,שרטוטים הכנת ,פתרונות .אחרים קורסים בגלל

פרויקט סינון ספייסרים

המנחה

ר יורם קירזון"ד

מתקן הסינוןתיאור

תוצאות הניסויים והשלכותיהן

דרישות הלקוח

סוגים שישה סינון לאפשר צריך הסינון מתקן1)

,קבוצות לשלוש המחולקים ,ספייסרים של

קבוצה בכל .צבעים לפי בשרטוט כמפורט

כרצוי מוגדר להיות יכול אחד ספייסר

.רצויים לא כשהשאר

2 בנפח ספייסרים קופסת של סינון יכולת2)

1%-ו הרצוי מהסוג הם 99% כאשר ,ליטר

.רצויים הלא האחרים מהסוגים .100% של סינון אמינות3) .דקות 15 על יעלה לא ליטר 2 סינון זמן4) .'מ X 1 'מ 1 על יעלה לא המתקן גודל5)

.למפעיל מירבית בטיחות נדרשת6)

:(ציור ראה) המתקן מכלולי

.ומכסים מחורצות פאות בעל מסתובב מתומן תוף מכלול1.

הפעילה החריצים פאת את לקבוע מאפשרים המכסים

.ספציפי סינון לשלב

סיבוב בזמן המפעיל על להגן המיועד בטיחות מכסה2.

.התוף

.סינון בשלב מהתוף הנפלטים לספייסרים מגש3.

גלגלי שני גם הכולל ההנעה רצועת מכלול של הגנה מכסה4.

.רצועה

.שיניים גלגלי ממסרת + מנוע5.

.רצועה מתיחת מנגנון6.

פלדה מפרופילי המיוצרת ומעובדת מרותכת שילדה7.

.תקניים .בלימה אפשרות עם הסעה גלגלי8.

עקרון פעולת הסינון

הנבדלים ,ספייסרים של שונים סוגים בין להפרדה יעיל אמצעי הינו בחריצים השימוש עיקרון

את לקבוע יש ,חריצים מסננת דרך מסוים ספייסר של מעבר לאפשר\למנוע כדי .החיצוני בקוטרם .באיור כמתואר ,לקוטרו בהתאם החריץ רוחב

מחורצות פאות 5 :מתומן בצורת (אופקי ציר סביב) מסתובב תוף תוכנן הלקוח דרישות לכיסוי

לספייסרים סגורות פאות ושתי הרקה או הזנה לצורך פתוחה אחת פאה ,שונה חריצים ברוחב

השאר וכל ,גלויה אחת מחורצת פאה כאשר התוף כסיבוב מוגדר "סינון שלב" .עתידיים

.ומהירים קלים ופרוק להרכבה הניתנים אטומים במכסים מכוסות

:טיפוס-אב

שנועד מתומן תוף נבנה ,שנבחר הקונספט טיב את לחקור כדי

מעבר למניעת מ"מ 4.2 חריצים רוחב) האדומה בקבוצה לטפל

.ספייסרים עם התוף תמונת - משמאל .(מ"מ 4.5 בקוטר ספייר

:הניסויים תוצאות

מעבר מוצלחת "חריצים תוף" שקונספצית הוכיחו הניסויים

הסינון וזמן ,100% היתה הניסויים בכל הסינון אמינות :למצופה

.(משמאל תוצאות טבלת ראה) ביותר קצר היה

מספ

ר

הניסו

י

n _ מספר

הספייסרים

הלא רצויים

מספר

הסיבו

בים

V

[rpm]

ממוצע

ת

t

[sec]

1 1 9 25 21.6

2 1 1.6 24.6 3.9

3 1 3 24.3 7.4

4 1 1.5 20.5 4.4

5 2 2 22.2 5.4

6 2 3 24.7 7.3

7 2 2 25 4.8

8 2 4 25.5 9.4

9 3 5 23.8 12.6

13 3 8.5 20.2 25.3

14 5 7.5 25.6 17.6

15 5 4.5 22.9 11.8

16 5 4 23.8 10.1

17 5 6.5 23.8 16.4

18 8 4.8 23 12.5

19 8 6.5 26 15

20 8 4.5 24.5 11

21 10 4.5 27 10

22 10 8.5 25.5 20

23 10 13 24.4 32

:חישוב מומנט האינרציה של התוף :י הנוסחה"חישוב מומנט האנרציה של פאה נתונה ע

:התוף מימדי קביעת

הינו האופטימלי התוף מימדי את שקובע שהפרמטר התברר מהניסויים

מפוזר כשהוא הספייסרים מצבור גובה ,כלומר ,"הספייסרים מפלס"

,מ"מ 20 -כ הוא האופטימלי הגובה .סטטי במצב אופקית פאה פ"ע .מ"מ525X190 בגודל בפאה לבחור הוחלט ,ליטר 2 נפח עבור ולכן

2 2

2 2

2 2

10 0

12

10 0

12

10 0

12

m h d

I m w d

m h w

2 2 2 21

12xxI I ml m h d ml

2

88 3.95 10tof plate grams mmI I

2

2

2

2

8

cov

2 8

2 8

cov

9

2.87 10

12 4.04 10

2

11.125 10

2

1.198 10

plate er gr mm

pkkem gr mm

pully gr mm

total plate plate er pkkem pully

total gr mm

I

I MR

I Mr

I I I I I

:תכן התעייפות לציר התוף

-10000

-5000

0

5000

10000

15000

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

Mz[Nmm]

Mz

ם לבין "התקבלה התאמה בין הסימולציה שביצענו בתיב

.החישוב שעשינו עבור התעייפות הגל

.מיסבים לגל התוףאקציה לצורך בחירת ירחשבו גם כוחות

תפן, מפעל ישקר

8 2 2

2

2

2 2

1

1.296 10 [ ] 1.2987[ ]

20 2 11.0472

2 60 sec

[ ] [ m] [N m]sec sec

1.2987 1.0472 1.36[ ]

zz

zz

I gr mm kg m

t

kg m kg m

T I N m

את להאיץ שנדרש ההנחה על התבסס ההספק חישוב :המנוע הספק חישוב

בתאוצה (תוצאות טבלת ראה) ד"סל 20 של למהירות מנוחה ממצב התוף

וכולם ,ג"ק 5 הוא הספייסרים משקל כאשר ,שניות שתי תוך ,קבועה

,וואט 28.5 של הספק נותן החישוב .(עומס מקסימום) התוף בפינת מרוכזים

לבחור הוחלט העבודה ותנאי המערכת גודל עקב אבל ,נמוך מאוד ערך שזהו .ד"סל 1500 מהירות ,(וואט 372) סוס כוח חצי בן במנוע

1 2 12.25 1.36 13.61[ ]totalT T T N m

.ד"סל 1500 מנוע מהירות :תוף – מנוע תמסורת יחסי בחירת

1:25 :שיניים גלגלי ממסרת של הפחתה יחס

1:3 :הרצועה גלגלי של הפחתה יחס ד"סל 20 :התוף מהירות

מ"מ 4.5ספייסיר

מ"מ 4.2חריץ

מ"מ 3.8ספייסיר מ"מ 4.2חריץ

חיתוך סכיני) שונים מסוגים שימות מושחלות עליהם בשיפודים שימוש נעשה ישקר במפעל

השונה ספציפי ספייסר מותאם שימה של סוג לכל .(מרווחונים) ספייסרים כשביניהן ,(ש"ממתק

,אוטומטית מכונה י"ע מתבצעת השיפודים על והספייסרים השימות השחלת .במידותיו מהאחרים

טעות) למיכל מתאים שאינו ספייסר שרבוב .המתאים מהסוג הספייסרים נמצאים בו ממיכל המוזנת

לפתח נדרש ,זה מסוג תקלה למנוע כדי .ההשחלה תהליך ולהפסקת המכונה לעצירת יגרום ,(אנוש

י"ע ,מתאימים בספייסרים רק תוזן האוטומטית שהמכונה להבטיח יהיה שתפקידו סינון מתקן .100% של באמינות ,מתאימים שאינם אלה סילוק

2

2

5[ ]

9.8sec

250[ ] 0.25[ ]

5 9.8 0.25 12.25[N m]

M kg

mg

R mm m

T M g R

213.61 20 28.5[ ]

60

28.50.03826[ ]

745.7

20[ ]

2[ ]

60 sec

totalP T Watt

HP

rpm

radrpm

2

1

3

5 4

7 6

8