ervin alimani - diplomski rad

150
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE DIPLOMSKI RAD Ervin Alimani Zagreb, 2014.

Upload: vodien

Post on 29-Jan-2017

238 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

  • SVEUILITE U ZAGREBU

    FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

    DIPLOMSKI RAD

    Ervin Alimani

    Zagreb, 2014.

  • SVEUILITE U ZAGREBU

    FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE

    STROJ ZA REZANJE I CIJEPANJE

    OGRIJEVNOG DRVA

    Mentori: Student:

    prof. dr. sc. Neven Pavkovi, dipl. ing. Ervin Alimani

    Zagreb, 2014

  • Izjavljujem da sam ovaj rad izradio samostalno koristei steena znanja tijekom studija i

    navedenu literaturu.

    Zahvale

    Zahvaljujem se svom mentoru prof. dr. sc. Nevenu Pavkoviu na ukazanom povjerenju i

    pruenim savjetima i pomoi tijekom izrade diplomskog rada.

    Od srca se zahvaljujem svojoj obitelji na pruenoj podrci tijekom studija.

    Ervin Alimani

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 4

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje I

    SADRAJ

    SADRAJ .............................................................................................................................. I

    POPIS SLIKA ...................................................................................................................... III

    POPIS TABLICA .................................................................................................................. V

    POPIS TEHNIKE DOKUMENTACIJE .............................................................................VI

    POPIS OZNAKA .............................................................................................................. VIII

    SAETAK ...........................................................................................................................XI

    SUMMARY ....................................................................................................................... XII

    1. UVOD ............................................................................................................................. 1

    2. ANALIZA TRITA I POSTOJEIH RJEENJA .......................................................... 4

    2.1. TAJFUN PLANINA D.O.O. .....................................................................................4

    2.1.1. RCA 380 ............................................................................................................4 2.1.2. RCA 400 joy ......................................................................................................5

    2.2. PALAX/YLISTARON TERASTAKOMO OY .........................................................6 2.2.1. Palax Power 100 S .............................................................................................6

    2.2.2. Palax Active .......................................................................................................7 2.3. DYNA PRODUCTS .................................................................................................8

    2.3.1. SC - 14 ...............................................................................................................8 2.4. Rezultati analize trita .............................................................................................8

    3. TEHNIKA SPECIFIKACIJA ...................................................................................... 10

    3.1. Nosiva konstrukcija ................................................................................................ 10 3.2. Podizanje trupaca na stroj ....................................................................................... 11

    3.3. Rezanje ................................................................................................................... 11 3.3.1. Pila za rezanje .................................................................................................. 11

    3.4. Cijepanje ................................................................................................................ 12 3.5. Pogon stroja ............................................................................................................ 13

    3.5.1. Hidrauliki sustav ............................................................................................ 13 3.5.1.1. Hidraulika pumpa .................................................................................... 14

    3.5.1.2. Hidrauliki fluid ........................................................................................ 15 3.5.1.3. Hidrauliki ventili ..................................................................................... 16

    3.5.1.4. Hidrauliki motor ...................................................................................... 16 3.5.1.5. Hidrauliki cilindar ................................................................................... 16

    3.5.1.6. Spremnik radnog fluida ............................................................................. 16 3.6. Sigurnost ................................................................................................................ 17

    3.6.1. Zatita na radu.................................................................................................. 17

    4. FUNKCIJSKO MODELIRANJE PROIZVODA ............................................................ 19

    5. MORFOLOKA MATRICA ......................................................................................... 20

    6. KONCEPTI ................................................................................................................... 25

    6.1. Koncept 1 ............................................................................................................... 25

    6.2. Koncept 2 ............................................................................................................... 27 6.3. Koncept 3 ............................................................................................................... 29

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje II

    6.4. Vrednovanje koncepata ........................................................................................... 31

    6.5. Razrada odabranog koncepta ................................................................................... 32

    7. PRORAUN.................................................................................................................. 38

    7.1. Proraun hidraulikog cilindra za cijepanje ............................................................. 38

    7.1.1. Promjeri klipa i klipnjae hidraulikog cilindra za cijepanje ............................. 38 7.1.2. Kontrola izvijanja klipnjae ............................................................................. 38

    7.1.3. Proraun svornjaka ........................................................................................... 39 7.1.4. Potrebni protok i kapacitet pumpe za cilindar za cijepanje ................................ 40

    7.2. Proraun hidraulikog cilindra za podizanje rampe ................................................. 40 7.2.1. Najvea masa trupca ........................................................................................ 40

    7.2.2. Promjeri klipa i klipnjae hidraulikog cilindra za rampu ................................. 40 7.2.3. Kontrola izvijanja klipnjae ............................................................................. 41

    7.2.4. Potrebni protok i kapacitet pumpe za cilindar ................................................... 41 7.3. Ostali hidrauliki cilindri ........................................................................................ 41

    7.4. Odabir hidromotora ................................................................................................. 42 7.4.1. Odabir hidromotora za lananu pilu ................................................................. 42

    7.4.2. Odabir hidromotora za pogon valjaka ............................................................... 43 7.5. Odabir pumpe ......................................................................................................... 44

    7.5.1. Potrebna snaga pogonskog motora pumpe ........................................................ 46 7.6. Odabir multiplikatora .............................................................................................. 46

    7.7. Proraun pogonskog valjka ..................................................................................... 46 7.7.1. Moment na valjku ............................................................................................ 46

    7.7.2. Proraun najmanjeg promjera vratila valjka...................................................... 47 7.7.3. Proraun reduciranog naprezanja na kritinom presijeku .................................. 47

    7.8. Proraun leaja ....................................................................................................... 47 7.8.1. Izbor leaja ...................................................................................................... 47

    7.8.2. Trajnost leaja .................................................................................................. 48 7.9. Proraun nosive grede ............................................................................................. 48

    7.9.1. Savijanje .......................................................................................................... 49 7.9.2. Progib .............................................................................................................. 49

    7.10. Kontrola zavara kritinih dijelova konstrukcije ....................................................... 49 7.10.1. Nosa rampe .................................................................................................... 49

    7.10.2. Prihvat cilindra za cijepanje ............................................................................. 50

    8. FINALNI PROIZVOD ................................................................................................... 52

    8.1. Tehniki podaci ...................................................................................................... 54

    9. ZAKLJUAK ................................................................................................................ 57

    LITERATURA ..................................................................................................................... 59

    PRILOZI .............................................................................................................................. 60

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje III

    POPIS SLIKA

    Slika 1 Podjela uma prema vlasnitvu .............................................................................1

    Slika 2 Drvna zaliha prema vrstama u RH ........................................................................1 Slika 3 Bukova uma ........................................................................................................2

    Slika 4 Stroj za obradu ogrjevnog drva RCA 380 .............................................................4 Slika 5 Stroj za obradu ogrjevnog drva RCA 400 joy .......................................................5

    Slika 6 Stroj za obradu ogrjevnog drva Palax Power 100 S ...............................................6 Slika 7 Stroj za obradu ogrjevnog drva Palax Active ........................................................7

    Slika 8 Stroj za obradu ogrjevnog drva Dyna SC 14 ......................................................8 Slika 9 Trupci na stovaritu ............................................................................................ 10

    Slika 10 Vodilica i dva lanca ............................................................................................ 11 Slika 11 Cirkularne pile................................................................................................... 12

    Slika 12 Klinovi za cijepanje na 8 i 12 dijelova ................................................................ 13 Slika 13 Prikaz toka energije kroz hidrauliki sustav ........................................................ 13

    Slika 14 Osnovne komponente hidraulikog sustava ........................................................ 14 Slika 15 Funkcijska dekompozicija .................................................................................. 19

    Slika 16 Koncept 1 ........................................................................................................... 25 Slika 17 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 1) .................................................... 25

    Slika 18 Nosiva greda i osovina kotaa (koncept 1) .......................................................... 26 Slika 19 Pomicanje trupca na stolu za rezanje (koncept 1) ................................................ 26

    Slika 20 Koncept 2 ........................................................................................................... 27 Slika 21 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 2) .................................................... 27

    Slika 22 Nosiva grede na osovini kotaa i stabilizatori (koncept 2) ................................... 28 Slika 23 Pomicanje trupca na stolu za rezanje (koncept 2) ................................................ 28

    Slika 24 Koncept 3 ........................................................................................................... 29 Slika 25 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 3) .................................................... 29

    Slika 26 Nosive grede, limovi i noge za stabilnost (koncept 3) ......................................... 30 Slika 27 Pomicanje trupaca na stolu za rezanje (koncept 3) .............................................. 30

    Slika 28 Nosiva konstrukcija ............................................................................................ 32 Slika 29 Pogled na prednji kraj prikolice odabranog koncepta .......................................... 32

    Slika 30 Nazubljeni lim i valjak ....................................................................................... 33 Slika 31 Limovi zavareni za valjak ................................................................................... 33

    Slika 32 Lisnata opruga .................................................................................................... 33 Slika 33 Izvedbe klina s jednom, tri i pet otrica za cijepanje ........................................... 34

    Slika 34 Podeavanje visine klina pomou zatika ............................................................. 34 Slika 35 Hidrauliki cilindar za cijepanje trupaca ............................................................. 35

    Slika 36 Svornjak osiguran uskonicima .......................................................................... 35 Slika 37 Mehanizam zakretanja pile ................................................................................. 35

    Slika 38 Mehanizam za dranja trupaca tijekom rezanja ................................................... 36 Slika 39 Mehanizam odreivanja duljine cjepanice .......................................................... 36

    Slika 40 Rampa za podizanje trupaca ............................................................................... 37 Slika 41 3D raunalni model odabranog cilindra proizvoaa ASSFALG ........................ 38

    Slika 42 Optereenja na svornjaku ................................................................................... 39 Slika 43 Tehnika specifikacija za odabrani hidrauliki motor XV-0U/1.52 ..................... 43

    Slika 44 Tehnika specifikacija za odabrani hidrauliki motor XV-2U/22 ........................ 44 Slika 45 Tehnika specifikacija odabrane hidraulike pumpe XV-3P/70 .......................... 45

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje IV

    Slika 46 Prednja i stranja strana odabranog multiplikatora .............................................. 46

    Slika 47 Leaj pogonskog valjka ...................................................................................... 48 Slika 48 Dovoenje stroja u radni poloaj ........................................................................ 52

    Slika 49 Postavljanje klina ............................................................................................... 52 Slika 50 Podeavanje visine klina i duljine cjepanice pomou zatika ................................ 53

    Slika 51 Podizanje trupca na stol za rezanje ..................................................................... 53 Slika 52 Ciklus rezanja trupca .......................................................................................... 54

    Slika 53 Cijepanje na est dijelova ................................................................................... 54 Slika 54 Raunalni model ureaja u 3D CAD sustavu ...................................................... 55

    Slika 55 Pojednostavljeni prikaz hidraulikog sustava ureaja.......................................... 56

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje V

    POPIS TABLICA

    Tablica 1 Podjela uma prema namjeni ................................................................................1

    Tablica 2 Nain grijanja u kuanstvima................................................................................2 Tablica 3 Mehanike karakteristike drva ..............................................................................2

    Tablica 4 Usporedba komercijalnih beraa ...........................................................................9 Tablica 5 Specifikacije odabranog hidraulikog ulja [9] ..................................................... 15

    Tablica 6 Morfoloka matrica ............................................................................................ 20 Tablica 7 Pughova matrica vrednovanja rjeenja ................................................................ 31

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje VI

    POPIS TEHNIKE DOKUMENTACIJE

    BROJ CRTEA Naziv iz sastavnice

    EA-2014-00 Stroj za rezanje i cijepanje

    EA-2014-01 Zavarena konstrukcija

    EA-2014-02 Stol za rezanje

    EA-2014-03 Prihvatni lim

    EA-2014-04 Cijepa

    EA-2014-05 Mehanizam pile

    EA-2014-06 Sklop ruke

    EA-2014-07 Nosa rampe

    EA-2014-08 Rampa za podizanje trupaca

    EA-2014-09 Valjak 1

    EA-2014-10 Valjak 2

    EA-2014-11 Valjak 3

    EA-2014-12 Nosa motora

    EA-2014-13 Graninik

    EA-2014-14 ipka L2700 (dorada)

    EA-2014-15 ipka L170 (dorada)

    EA-2014-16 Nosa ograde

    EA-2014-17 Lim nosaa ograde

    EA-2014-18 Savijeni lim

    EA-2014-19 Rebro prihvatnog lima

    EA-2014-20 Ploa

    EA-2014-21 Potisna ploa

    EA-2014-22 Prihvat potisne ploe

    EA-2014-23 Svornjak L70

    EA-2014-24 Prihvat horizontalnog cilindra

    EA-2014-25 Osovina mehanizma pile

    EA-2014-26 produetak osovine

    EA-2014-27 Poluga

    EA-2014-28 Ploa mehanizma pile

    EA-2014-29 Svornjak L51

    EA-2014-30 Prihvat hidraulikog cilindra za pilu

    EA-2014-31 ipka L708 (dorada)

    EA-2014-32 Ruka

    EA-2014-33 Prihvat ruke

    EA-2014-34 Prihvat hidraulikog cilindra za ruku

    EA-2014-35 Svornjak L44

    EA-2014-36 Svornjak L36

    EA-2014-37 Prihvat hidraulikog cilindra za rampu

    EA-2014-38 Lim nosaa rampe

    EA-2014-39 ahura

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje VII

    EA-2014-40 Rebro nosaa rampe

    EA-2014-41 Bona ploa

    EA-2014-42 Nosiva osovina rampe

    EA-2014-43 Prednja ploa

    EA-2014-44 Prihvatna ploa

    EA-2014-45 Prihvat za plou

    EA-2014-46 Uska ploa

    EA-2014-47 Ploica

    EA-2014-48 Prihvat za rampu

    EA-2014-49 Osovina prihvata ploe

    EA-2014-50 Svornjak L34

    EA-2014-51 Nazubljeni lim

    EA-2014-52 Kratko vratilo

    EA-2014-53 Dugo vratilo

    EA-2014-54 Vratilo s utorima

    EA-2014-55 Nosa pumpe

    EA-2014-56 Ploa nosaa motora

    EA-2014-57 Distantni lim nosaa motora

    EA-2014-58 Prednja ploa nosaa motora

    EA-2014-59 ipka za graninik

    EA-2014-60 Prolazna ipka

    EA-2014-61 Granini lim

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje VIII

    POPIS OZNAKA

    Oznaka Jedinica Opis

    a mm duljina stranice

    a mm debljina zavara

    Az mm2 povrina zavara

    C N dinamiko optereenje leaja

    Co N statiko optereenje leaja

    d mm promjer vratila

    d1..4 mm promjer klipnjae hidraulikog cilindra

    dmin mm najmanji promjer vratila

    D1..4 mm promjer klipa hidraulikog cilindra

    Dmax mm najvei promjer

    E N/mm2 modul elastinosti

    fH faktor tvrdoe na pogonskoj temperaturi

    F N sila

    FA N sila na leajnom mjestu A

    FB N sila na leajnom mjestu B

    Fc N sila u hidraulikom cilindru

    Fcp N povratna sila u hidraulikom cilindru

    g m2/s gravitacijsko ubrzanje

    G N sila tea

    h1..4 mm hod cilindra

    i prijenosni omjer

    I mm4 aksijalni moment tromost

    Ix mm4 aksijalni moment tromost oko x osi

    Imin mm4 najmanji aksijalni moment tromosti

    KA faktor primjene

    l0 mm dozvoljeni hod hidraulikog cilindra s obzirom na izvijanje

    l0 mm duljina nosive grede

    l1 mm krak djelovanja sile cilindra na rampu

    l1 mm duljina poluge na svornjaku

    l2 mm krak djelovanja sile tee na rampu

    l2 mm duljina vilice na svornjaku

    lmax mm najvea duljina trupca

    L okr trajnost leaja u okretajima

    Lh h trajnost leaa u satima

    m eksponent vijeka trajanja leaja

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje IX

    ms kg masa stroja

    mt max kg najvea masa trupca

    mu kg masa ulja

    mv kg masa valjka

    Ms Nmm moment savijanja

    Ms max Nmm najvei moment savijanja

    n s-1

    broj okretaja

    nk s-1

    broj okretaja kardana

    nmax N/mm2

    najvee normalno naprezanje okomito na ravninu spoja

    kutnog zavara

    nmin N/mm2

    najmanje normalno naprezanje okomito na ravninu spoja

    kutnog zavara

    p bar radni tlak hidraulikog sustava

    ps N/mm2 srednji pritisak na dodirnoj povrini

    ps dop N/mm2 doputeni srednji pritisak na dodirnoj povrini

    Pp W snaga pogonskog stroja pumpe

    Rm N/mm2 statika vrstoa materijala

    S sigurnost

    t s vrijeme

    V mm3 volumen

    w mm progib

    W mm3 aksijalni moment tromosti

    Wx mm3 aksijalni moment tromosti oko x osi

    qh1..4 cm3/o kapacitet hidraulikog cilindra

    qp cm3/o kapacitet pumpe

    quk cm3/o ukupni kapacitet sustava

    Qp l/min volumni protok pumpe

    Qh1..4 l/min volumni protok hidraulikog cilindra

    Quk l/min ukupni volumni protok sustava

    faktor debljine zavara

    m mehaniki stupanj djelovanja

    u hidrauliki stupanj djelovanja

    uk ukupni stupanj djelovanja

    v volumetrijski stupanj djelovanja

    odnos graninih naprezanja

    kg/m3 gustoa

    grab kg/m3 gustoa graba

    u kg/m3 gustoa ulja

    N/mm2 vlano napreanje

    D() N/mm2 doputeno naprezanje za dinamiki optereene zavare

    dop N/mm2 doputeno naprezanje

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje X

    m N/mm2 srednje naprezanje

    max N/mm2 najvee vlano naprezanje

    min N/mm2 najmanje vlano naprezanje

    red N/mm2 reducirano naprezanje

    red max N/mm2 najvee reducirano naprezanje

    red min N/mm2 najmanje reducirano naprezanje

    s N/mm2 naprezanje na savijanje

    s dop N/mm2 doputeno naprezanje na savijanje

    z dop N/mm2 doputeno naprezanje zavara

    z red N/mm2 reducirano naprezanje zavara

    N/mm2 tangencijalno naprezanje

    dop N/mm2 doputeno tangencijalno naprezanje

    max N/mm2 najvee tangencijalno naprezanje

    min N/mm2 najmanje tangencijalno naprezanje

    s N/mm2 naprezanje na smik

    s dop N/mm2 doputeno naprezanje na smik

    t N/mm2 torzijsko naprezanje

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje XI

    SAETAK

    U ovom radu koncipiran je i konstrukcijski razraen stroj za rezanje i cijepanje ogrijevnog

    drva koji je prilagoen radu na terenu. Pogon stroja je ostvaren pomou traktora i kardanskog

    vratila. U prvom dijelu analizira se trite i postojea rjeenja slinih strojeva. Zatim od tri

    koncepta vrednovanjem izabiremo jedan koji detaljno konstrukcijski razraujemo. Za

    razraeni koncept izraen je raunalni 3D model ureaja te tehnika dokumentacija u

    dogovorenom opsegu.

    Kljune rijei:

    stroj za cijepanje i rezanje ogrijevnog drva, hidrauliki sustav, kardansko vratilo

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje XII

    SUMMARY

    In this paper a firewood processor, which is adjusted for working in forest, was designed and

    developed. Machine is powered by tractor and PTO. The first section analyzes the market and

    existing soultions to similar machines. Then we choose between three concepts for the one

    that will be elaborated in details. For that concept, a 3D computer model and tehnical

    documentation within the agreed scope was made.

    Key words:

    firewood processor, hydraulic system, PTO

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 1

    1. UVOD

    U Hrvatskoj ume rastu na 47 % kopnene povrine ime pokrivaju 2 668.687 ha dravnog

    teritorija. Od toga je veina u vlasnitvu Republike Hrvatske dok se 581 770 ha nalazi u

    privatnom vlasnitvu. S fondom drvne mase od 398 milijuna m3

    i s time to se svake godine

    proizvede 8 milijuna m3 drva, odnosno 2,1 milijun m

    3 u privatnom vlasnitvu, oito je da je

    umarstvo i drvopreraivaka industrija od velikog znaaja za Republiku Hrvatsku.

    Slika 1 Podjela uma prema vlasnitvu

    Tablica 1 Podjela uma prema namjeni

    ume prema namjeni

    VLASNITVO GOSPODARSKE [ha] ZATITNE [ha] POSEBNA NAMJENA [ha] UKUPNO [ha]

    RH - H 1 838 783 145 634 34 570 2 018 987

    RH - DRUGE PRAVNE OSOBE 492 4 883 82 555 87 930

    UMOPOSJEDNIKE 576 832 4 022 917 581 770

    HRVATSKA UKUPNO 2 416 107 154 539 118 041 2 688 687

    Slika 2 Drvna zaliha prema vrstama u RH

    Iako je nekada glavni umarski proizvod bio ogrjevno drvo odavno je zamijenjen drugim

    izvorima energije kao to su ugljen, nafta, elektrina energija i plin. Meutim, i danas se drvo

    koristi kao izvor energije za grijanje u oko 20 % kuanstava u Republici Hrvatskoj. Grijanje

    na kruta drva koriste najvie stanovnici Primorsko goranske, Istarske i Zadarske upanije.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 2

    Tablica 2 Nain grijanja u kuanstvima

    Nain grijanja Plin Struja Drvo Lo ulje

    Kuanstva u % 58,2 20,7 18,8 2,3

    Iako je jedan od razloga koritenja drva nerazvijenost plinske mree, takoer postoji i tradicija

    grijanja na drva, a tu je i rast cijena plina i loivog ulja koja je podlona nestabilnim

    politikim situacijama. U novije vrijeme jedna od glavnih prednosti drva nad ostalim

    izvorima energije je njegova obnovljivost. Uz odgovorno gospodarenje umama drvo je

    obnovljivi izvor energije te danas kada se u svjetskim razmjerima 18 % primarne energije

    dobiva iz obnovljivih izvora, u njime je najzastupljenija biomasa od ega 70 % ini drvo. Kod

    izgaranja drva emisija ugljinog dioksida je neutralna jer drvo pri rastu potroi onoliko CO2

    koliko ga emitira pri izgaranju te nema sumpora. Ogrjevna vrijednost tek posjeenog drva

    iznosi 2 kWh/kg jer sadri 60 % vlage, stoga drvo treba suiti nakon ega se ta vrijednost i

    udvostruuje. U pogledu ogrjevne vrijednosti takoer je vano utvrditi vrstu drveta, odnosno

    ubraja li se ono u meko ili tvrdo drvo. Tvrdo drvo je kvalitetnije za loenje i u njega

    ubrajamo: bukovinu, grabovinu, cerovinu i hrastovinu. [1][2][3]

    Tablica 3 Mehanike karakteristike drva

    bukva grab hrast

    gustoa [kg/m^3] 625 762 657

    lomna vrstoa [MPa] 100.52 100.22 98.26

    model elastinosti [MPa] 1180 1199 1274

    Slika 3 Bukova uma

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 3

    Sjea i izrada drva za ogrjev na klasian nain te manipuliranje izraenim drvom, na putu od

    panja do kupca zahtjeva veliku koliinu rada. Kako bi se potreban rad racionalizirao danas se

    koristi razna mehanizacija. Drvo, odnosno trupci iz kojih e se proizvesti ogrjevno drvo

    moraju se cijepati i rezati nakon sijee kako bi se drvo prije isuilo i bilo spremno za

    koritenje. Cijepanje i rezanje se uglavnom vri nakon to se drvo transportira blie mjestu

    koritenja. U ovom radu razradit emo stroj za rezanje i cijepanje ogrjevnog drva koji e imati

    mogunost rada na terenu blizu mjesta sjee.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 4

    2. ANALIZA TRITA I POSTOJEIH RJEENJA

    Strojevi koji slue za obradu drva nisu novost, pa tako ni strojevi koji vre rezanje i cijepanje.

    To su ureaji koji uglavnom objedinjuju funkcije podizanja trupaca na ureaj, rezanje trupaca

    te zatim cijepanje, a esto nakon toga i utovar pomou konvejera. Uglavnom se razlikuju s

    obzirom na veliinu trupaca koje obrauju, s obzirom da li su fiksni ili prijenosni, s obzirom

    na nain rezanja te naravno s obzirom na pogon stroja. Jedna od glavnih mana ovih ureaja je

    visoka cijena to ih ini neisplativima za obradu manje koliine drva. U skladu s tim na naim

    prostorima ei su strojevi kune izrade koji zadovoljavaju specifine potrebe vlasnika. U

    daljnjem tekstu predstavit emo par komercijalnih strojeva koji ispunjavaju funkcije rezanja i

    cijepanja ogrjevnog drva te njihove tehnike podatke.

    2.1. TAJFUN PLANINA D.O.O.

    TAJFUN je slovenska tvrtka osnovana 1967. koja se bavi proizvodnjom i razvojem opreme i

    strojeva za umarstvo i poljoprivredu. 90 % svojih proizvoda izvoze po cijelom svijetu.

    Glavni proizvodi su im umska vitla te strojevi za obradu ogrjevnog drva.

    2.1.1. RCA 380

    Stroj za obradu ogrjevnog drva koji omoguuje rezanje trupaca promjera do 380 mm i

    cijepanje na cjepanice duljine od 200 do 500 mm. Podiza trupaca je odvojen od stroja. Pogon

    je pomou traktora kardanskim vratilom. Izrezani trupci se cijepaju pomou klina na 2 ili 4

    dijela silom od 150 kN te se odvode pomou 4 m dugo konvejera.

    Slika 4 Stroj za obradu ogrjevnog drva RCA 380

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 5

    Tehnika podaci [4]

    duljina rezanja trupaca - 200 do 500 mm

    maksimalni promjer debla 100 do 380 mm

    vodilica lanca motorne pile Oregon 17, b = 1.5 mm

    lanac 3/8 Oregon MULTICUT

    sila cijepanja 150 kN

    dimenzije (radne) 610 x 307 x 129 cm

    dimenzije (transport) 235 x 236 x 129 cm

    masa (s konvejerom) 900 kg + 130 kg

    potrebna snaga traktora 30 kW (60 kW transport)

    broj okretaja kardanskog vratila 430 min-1

    2.1.2. RCA 400 joy

    Stroj za obradu ogrjevnog drva koji omoguuje rezanje trupaca promjera do 400 mm i

    cijepanje na cjepanice duljine od 250 do 500 mm. Sve osnovne funkcije stroja (podizanje

    trupaca, rezanje, cijepanje, podeavanje visine klina) kontroliraju se pomou jednog joysticka.

    Reetka za ispust piljevine nalazi se izmeu klina i konvejera. Lanac za rezanje se zaustavlja

    kada je rezanje gotovo pomou spojke. Standardno hlaenje ulje. Podizanje klina te

    hidraulini dra trupaca za vrijeme rezanja.

    Slika 5 Stroj za obradu ogrjevnog drva RCA 400 joy

    Tehnika podaci [4]

    duljina rezanja trupaca - 250 do 500 mm

    maksimalni promjer debla 100 do 400 mm

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 6

    vodilica lanca motorne pile Oregon 17, b = 1.5 mm

    lanac 3/8 Oregon MULTICUT

    sila cijepanja 150 kN dvije brzine

    dimenzije (radne) 610 x 315 x 129 cm

    dimenzije (transport) 235 x 248 x 129 cm

    masa (s konvejerom) 950 kg + 130 kg

    potrebna snaga traktora 30 kW (60 kW transport)

    broj okretaja kardanskog vratila 400 - 430 min-1

    2.2. PALAX/YLISTARON TERASTAKOMO OY

    Palax je brand finske tvrtke Ylistaron Terastakomo Oy osnovane 1954. godine, a od 1959.

    Palax nudi iroku liniju strojeva za rezanje i cijepanje drva sa cirkularnom ili lananom pilom

    koji su pokretani pomou traktora ili pomou elektrine energije. Kao najvaniju znaajku

    svojih proizvoda istiu kvalitetu i sigurnost. Gotovo polovicu proizvoda izvoze u vie od 30

    zemalja.

    2.2.1. Palax Power 100 S

    Stroj za obradu ogrjevnog drva koji kod kraih stabala radi bre, a kod duljih primjenjuje

    veu silu. Pogonske remenice se automatski zateu to produljuje njihov radni vijek. Kuglini

    leaji na svim kontrolnim polugama omoguuju precizan i pouzdan rad. Kod cijepanja

    cjepanica na duljinu 55 mm koristi se puni udar klina dok je za manje duljine udar reduciran

    to poveava brzinu obrade.

    Slika 6 Stroj za obradu ogrjevnog drva Palax Power 100 S

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 7

    Tehnika podaci [5]

    duljina rezanja trupaca - 250 do 550 mm

    maksimalni promjer debla 400 mm

    cirkularna pila 1000 mm

    sila cijepanja 100 kN ili 160 kN

    dimenzije (transport) 253 x 320 x 175 cm

    masa 1780 kg

    pogon hidraulika ISO VGA 32 - 160 l

    2.2.2. Palax Active

    Iako malih dimenzija, stroj je kompaktan i sigurnost nije upitna. Stroj se lako koristi i

    transportira na mjesto uporabe. Sila za cijepanje je 4 tone, a rezanje se vri motornom pilom.

    Pogon je prema odabiru kupca stroja, moe biti hidraulika, kardansko vratilo, elektro motor ili

    motor s unutarnjim izgaranjem. Takoer se moe dodatno opremiti 2.6 m dugim konvejerom.

    Slika 7 Stroj za obradu ogrjevnog drva Palax Active

    Tehnika podaci [5]

    duljina rezanja trupaca - 250 do 400 mm

    maksimalni promjer debla 270 mm

    motorna pila 13

    sila cijepanja 40 kN

    dimenzije (transport) 220 x 765 x 134 cm

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 8

    masa 382 kg

    2.3. DYNA PRODUCTS

    Dyna Products je tvrtka sa sjeditem u SAD-u. Jedna je od najbre rastuih tvrtki koje se bave

    proizvodnjom i razvojem strojeva za obradu drva za ogrjev, a jedan od razloga je to se

    orijentiraju na jeftinije ali i dalje pouzdane i efikasne strojeve prilagoene malim korisnicima.

    Njihov najprodavaniji model je Dyna SC 14.

    2.3.1. SC - 14

    Stroj za rezanje i cijepanje drva koji je pouzdan i visokih performansi, a izvedba pogona

    mogua je u raznim varijantama kako bi bio prilogaen specifinim potrebama. Jednostavan

    je za upravljanje, sa samo tri hidraulina joysticka kojim se upravlja dobavom trupaca na

    stroj, primicanjem trupca pili, stezanjem trupca, pilom i klinom za cijepanje. Stroj se lako

    transportira na nain da ga se moe zakaiti na svako vozilo. Osnovni model pogonjen je

    benzinskim ili dizel motorom, ali mogua je i izvedba s kardanskim vratilom.

    Tehnika podaci [6]

    duljina trupaca 365 cm

    maksimalni promjer debla 350 450 mm

    vodilica lanca motorne pile 20 L

    lanac 0.404

    snaga motora 30 40 KS Kohler Gas/ 29 KS Kubata Diesel

    podiza trupaca hidraulini

    Slika 8 Stroj za obradu ogrjevnog drva Dyna SC 14

    2.4. Rezultati analize trita

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 9

    Analizom trita utvreno je da na tritu postoji veliki broj strojeva koji obavljaju iste ili

    sline funkcije, iako one esto nisu objedinjene u jednom stroju ili se nude kao dodatna opcija

    uz ureaj. Meutim uspjeh nekoliko mladih tvrtki koje se bave proizvodnjom ovih strojeva

    pokazuje da na tritu ima mjesta za ovakve strojeve, posebice za one pristupanije cijenom.

    U sljedeoj tablici dan je usporedni pregled predstavljanih strojeva.

    Tablica 4 Usporedba komercijalnih beraa

    RCA 380 Palax Power 100S Palax Active Dyna SC - 14

    max promjer trupca

    380 mm 400 mm 270 mm -

    duljina cjepanice 200 - 500 mm 250 - 550 mm 250 - 400 mm 350 - 450 mm

    rezanje lanana pila cirkularna pila lanana pila lanana pila

    pogon kardansko vratilo kardansko vratilo po odabiru benzinski ili dizel

    motor

    masa 900 kg 1750 kg 382 kg -

    sila cijepanja 150 kN 100 - 160 kN 40 kN -

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 10

    3. TEHNIKA SPECIFIKACIJA

    Ve smo spomenuli osnovne funkcije koje stroj treba ispuniti kako bi ostvario svoju namjenu.

    O nainu izvedbe tih funkcija najvie e ovisiti masa trupaca, odnosno njihova duljina te

    preferirani pogon stroja. Traeni pogon stroja je pomou traktora kardanskim vratilom i

    hidraulikom. Cijeli proces zapoinje od trupaca odnosno njihovim ienjem od grana i

    skraivanjem na prikladnu duljinu, to je najee na 3 do 3.7 metara. U ovom poglavlju

    razradit emo potrebne dijelove i funkcije stroja koji e omoguiti daljnu obradu tih trupaca

    do cjepanice.

    Slika 9 Trupci na stovaritu

    3.1. Nosiva konstrukcija

    Nosiva konstrukcija je zavarena konstrukcija koje e nositi stroj ali i omoguiti njegov

    prijenos do mjesta obavljanja rada. Stroj treba biti prilagoen radu na terenu; to znai da e

    stroj operirati na stovaritu, to je mjesto na koje se izvlae oborena stabla iz ume te se tamo

    razvrstavaju po kvaliteti i pripremaju za daljnu obradu. Visina podvozja te kotai i gume

    trebaju biti prilagoeni neravnom terenu. Za osovinu se uzima osovina za prikolicu, a

    potrebna nosivost prema prethodnom poglavlju iznosit e oko 1000 kilograma. Zbog

    neravnog terena poeljne su lisnate opruge za ublaavanje udaraca. Nosiva konstrukcija

    takoer treba imati prikljuak za traktor u jednoj toki i to zglobno radi kretanja u zavoju i

    neravnina terena. Podizanje stroja za transport i sputanje u radni poloaj obavlja se

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 11

    mehanikim ili hidraulikim ureajem na podvozju stroja. U radu se stroj oslanja na vlastite

    kotae ali i dodatno radi stabilnosti stroja.

    3.2. Podizanje trupaca na stroj

    Za podizanje trupaca na stol za rezanje koriste se drugi radni strojevi kao viljukari, robotske

    ruke ili prilagoeni hidrauliki podizai. Hidrauliki podizai esto su dodatna oprema

    komercijalno dostupnih strojeva za rezanje i cijepanje ogrjevnog drva. Zbog rada na terenu

    poeljno je da stroj ima vlastiti sustav za podizanje trupaca. Podiza mora biti takav da

    zamijeni manualni rad pa bi kut podizanja trebao iznositi malo iznad 90 stupnjeva kako bi

    trupac u krajnjem poloaju podizaa skliznuo s podizaa na stol za rezanje. Treba uzeti u

    obzir masu trupaca i stabilnost stroja prilikom podizanja.

    3.3. Rezanje

    Duljina stola za rezanje mora biti takva da omogui prihvat cijelog trupca. Stol mora imati

    transporter koji e primicati trupac pili za rezanje. U obzir treba uzeti nepravilne oblike

    trupaca i razliite promjere. Neposredno prije rezanja trupac treba uvrstiti kako se ne bi

    okretao.

    3.3.1. Pila za rezanje

    Veina slinih strojeva koristi hidrauliki pogonjene pile kako bi odrezali trupac na odreenu

    duljinu. Duljinu rezanje treba moi podeavati, a maksimalna zadana duljina je 500 mm.

    ea izvedba je lanana pila. Lanana pila sastoji se od vodilice i lanca. Mogu biti raznih

    duljina, a prema prikazanim strojevima potrebna duljina vodilice za debla zadanog

    maksimalnog promjera je iznad 400 mm. Lanana pila zahtjeva konstantno podmazivanje

    vodilice i ee odravanje od cirkularne pile.

    Slika 10 Vodilica i dva lanca

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 12

    Cirkularna pila je veih dimenzija u odnosu na lananu pilu, proizvodi vie buke, ali zahtjeva

    manje odravanja, iako je u sluaja loma zuba cirkularne pile potrebno vie vremena za

    zamjenu nego kod lanane. Cirkularne pile su bre i efikasnije meutim na glasu su kao

    manje sigurne.

    Slika 11 Cirkularne pile

    3.4. Cijepanje

    Odrezani dio trupca pada ili se kotrlja u dio gdje e se cijepati. Potrebno je osigurati pravilan

    poloaj odrezanog trupca prije samog cijepanja, odnosno njegovo prevrtanje i zakretanje.

    Cijepanje se vri pomou hidraulikog cilindra i klina. Potrebna sila hidraulikog cilindra

    prema vienim komercijalnim strojevima za debla promjera do 400 mm iznosi oko 150 kN.

    Hidrauliki cilindar smjeten je ispod stroja za rezanje, a klin je na samom rubu podvozja

    kako bi nakon cijepanja drvo ispadalo van ili na konvejer. Klin je takvog oblika da dijeli drvo

    na najmanje 2 dijela ovisno o promjeru debla i eljenoj veliini cjepanice. Klin treba biti

    podesiv po visini kako bi odgovarao raznim promjerima i kako bi cijepao drvo na jednake

    dijelove, ali i lako zamjenjiv. Kut otrice klina bi trebao biti 60 stupnjeva ili manji.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 13

    Slika 12 Klinovi za cijepanje na 8 i 12 dijelova

    3.5. Pogon stroja

    Stroj treba biti prilagoen radu na terenu, stoga pogon stroja treba ostvariti pomou traktora i

    hidraulike. Svi traktori imaju stranje prikljuno vratilo. Broj okretaja prikljunog vratila

    standardiziran je na 540 okretaja u minuti, i to kod nazivnog broja okretaja radilice motora ili

    maksimalne snage motora. Za rad u umi esto se koriste laki traktori snage do 50 KS (37

    kW), meutim za rad na neravnom terenu i za izvlaenja trupaca potreban je traktor s barem

    60 70 KS (44 51 kW). Kako bi se prenijela snaga s prikljunog vratila traktora na stroj

    koristit emo kardansko vratilo.

    3.5.1. Hidrauliki sustav [7][8]

    Hidrauliki pogon je pogon zasnivan na prijenosu sile tekuinom. Zadaci hidraulikog sustava

    su pretvorba, prijenos i upravljanje energijom. Osnovni elementi sustava su pumpa, radni

    fluid, cjevovod, upravljaki elementi i hidrauliki motor ili hidrauliki cilindar. Hidraulika

    pumpa slui za pretvorbu mehanikog rada u energiju hidraulikog fluida. Mehaniku

    energiju pumpi dovodi se iz pogonskog ureaja, u naem sluaju to e biti putem kardanskog

    vratila sa stranjeg vratila traktora. Energija hidraulikog fluida prenosi se putem radnog

    fluida, cjevovoda i upravljakih elemenata, a u hidraulikom motoru ili hidraulikom cilindru

    vri se pretvorba energije fluida u mehaniki rad.

    Slika 13 Prikaz toka energije kroz hidrauliki sustav

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 14

    Neke od znaajnih prednosti uporabe hidraulikog sustava u odnosu na elektrini pogon ili

    mehanike prijenosnike su velika gustoa snage, mogue postizanje velikih sila,

    jednostavnost pretvorbe energije fluida u mehaniki rad, mala inercija, automatsko

    prilagoavanje potrebne sile, mogue pokretanje pod punim optereenjem, jednostavno i

    neprekidno podeavanje brzine, sile i momenta, mogue velike i izuzetno male brzine, lako se

    ostvaruje linearno gibanje, precizno pozicioniranje, jednostavnost zatite od preoptereenja,

    jednostavnost podmazivanja i odvoenja topline, pouzdanost u radu i jednostavno i jeftino

    odravanje. Nedostaci su relativno visoka cijena ureaja i elemenata, osjetljivost na neistoe,

    nii stupanj korisnog djelovanja, curenje ulja i promjena karakteristika ulja s temperaturom i

    tlakom.

    Slika 14 Osnovne komponente hidraulikog sustava

    3.5.1.1. Hidraulika pumpa

    Ve smo spomenuli da je hidraulika pumpa stroj u kojima se izvana dovedena mehanika

    energija pretvara u energiju radnog fluida. Moemo ih podijeliti na dvije skupine: volumenske

    pumpe ili volumetrike, koje ostvaruju poveanje tlaka i protok putem smanjenja volumena u

    pumpi i na dinamike pumpe ili turbopumpe koje u rotoru predaju snagu fluidu tako da

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 15

    pokretne lopatice ostvaruju silu pritiska na fluid. Volumetrike pumpe se koriste za relativno

    male protoke, uz relativno velike visine dobave, a turbopumpe se primjenjuju za velike

    protoke i male visine dobave zbog ega u hidraulici volumetrike pumpe imaju prednost. Od

    volumetrikih pumpi razlikujemo zupaste, klipne, vijane, krilne i klipne no za nau potrebu

    najee se upotrebljavaju zupaste i rjee klipne pumpe. Zupaste pumpe su jednostavne

    konstrukcije, niske cijene, male teine te irokog raspona brzina i viskoznosti radnog fluida,

    no imaju popriline volumetrike gubitke (15 25%) i stvaraju veu buku. Nisu relativno

    osjetljive na neistoe i imaju povoljan odnos snage i mase pumpe pa su pogodne za primjenu

    kod mobilne hidraulike. Zbog standardiziranog broj okretaja stranjeg vratila traktora na 540

    okretaja u minuti, bit e potreban multiplikator koji e ulazne okretaje kardana pretvoriti u

    primjerenu brzinu okretanja hidrauline pumpe.

    Tablica 5 Specifikacije odabranog hidraulikog ulja [9]

    3.5.1.2. Hidrauliki fluid

    Hidrauliki fluid je radni fluid hidraulikog pogona i slui, osim za prijenos energije od

    hidraulike pumpe do hidraulikog motora ili cilindra, za hlaenje, podmazivanje, zatitu od

    korozije i odnoenje neistoa. U hidraulici se najee koriste voda i vodene emulzije,

    mineralna ulja, sintetiki fluidi te tekui metali i legure. Mineralna ulja su zbog svoje

    dostupnosti i prihvatljive cijene te ravnotee dobrih svojstava daleko najzastupljeniji fluid u

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 16

    hidraulici. U naem sustavu koristit emo INA Hidraol HVP 46, mineralno hidrauliko ulje

    vrlo dobrih niskotemperaturnih svojstava, visokog indeksa viskoznosti i dobre stabilnosti na

    smicanje. Posjeduje vrlo dobra svojstva podnoenja optereenja, dobru zatitu od korozije,

    odgovarajuu oksidacijsku stabilnost i kompatibilnost s brtvenim materijalima.

    3.5.1.3. Hidrauliki ventili

    Ventili su iroka grupa elemenata neophodnih za pravilno funkcioniranje hidraulikih sustava.

    To su ureaji za upravljanje ili regulaciju pokretanja, zaustavljanja, usmjeravanja i protoka

    fluida pod tlakom dobavljenog pumpom. Prema njihovoj osnovnoj funkciji dijelimo ih na:

    razvodnike, tlane ventile, protone ventile te nepovratne ventile, a pokretati se mogu runo,

    mehaniki, hidrauliki ili pneumatski i elektriki.

    3.5.1.4. Hidrauliki motor

    Hidrauliki motor je izvrni dio hidraulikog sustava i on pretvara energiju fluida u mehaniki

    rad. Kada se govori o hidraulikom motoru uglavnom se misli na rotacijski ili zakretni

    hidrauliki motor. Uglavnom ih dijelimo na sporohodne i brzohodne motore. Za pokretanje

    pile za rezanje trebat e nam motor s brojem okretaja oko 3500 po minuti, dok e nam za

    pokretanje transportne trake odnosno valjaka za primicanje trupaca pili biti potreban vei

    moment ovisno o dimenzijama trupaca.

    3.5.1.5. Hidrauliki cilindar

    Hidrauliki cilindri takoer pretvaraju energiju fluida u mehaniki rad i onu su zapravo

    linearni hidrauliki motori. Ulazna veliina hidraulikog cilindra jest fluid pod tlakom koji

    djeluje na povrinu klipa hidraulikog cilindra. Time uzrokuje pravocrtno gibanje klipa, a ako

    posljedicu toga i klipnjae koje je povezana s teretom. Cilindri mogu biti jednoredni i

    dvoredni, svi imaju oba prikljuka. Kod jednorednih hidraulinih cilindara ulje pod tlakom

    dovodi se samo s jedne strane klipa, koji vri koristan rad u samo jednom smjeru. Povratno

    kretanje ostvaruje se oprugom ili teinom tereta. Dvoradni hidruliki cilindri vre koristan rad

    u oba smjera. Prilikom izvlaenja klipa brzina je manja, a sila vea nego u povratnom hodu.

    Kriteriji za odabir cilindra su potrebna sila, potreban hod, potrebna brzina i konstrukcija

    cilindra. Za cilindar cjepaa bit e potreban dvoradni hidrauliki cilindar dok na drugim

    mjestima (podizanje trupaca, zakretanje pile) moemo koristiti jednoredne.

    3.5.1.6. Spremnik radnog fluida

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 17

    Hidraulikom sustavu potrebna je konana koliina radnog fluida koji se pohranjuje i

    ponovno upotrebljava. Upravo zbog toga spremnik je nezaobilazan dio hidraulikog sustava.

    Moe biti izveden kao samostalna jedinica ili kao dio konstrukcije unutar kuita. Osim to je

    mjesto pohrane radnog fluida, spremnik, ako je dobro projektiran i postavljen omoguuje

    hlaenje, daje vremena za ienje fluida od kontaminacija i doputa mjehuriima zraka da

    izau na povrinu fluida. Takoer mogu dati dodatni pritisak pumpi ukoliko su postavljeni

    iznad razine pumpe, a esto i sami slue kao postolje za pumpu ili motor. Izlaz iz spremnika u

    hidrauliku pumpu bi trebao bit na istoj strani na kojoj je i ulaz fluida u spremnik te to blie

    pumpi. To bi smanjilo potencijalne gubitke prije dolaska u pumpu ali bi i omoguilo bolje

    hlaenje fluida u cijevima hidraulikog sustava.

    3.6. Sigurnost

    Najei uzroci povreivanja u umi su nepravilan rad i nepridravanje pravila zatite na radu

    i to esto prilikom upravljanja postrojenjima, strojevima i drugim ureajima. Osim primjena

    zatitnih sredstava prilikom upravljanja strojem potrebno je i sprijeiti pristup radnom

    prostoru rezne pile kako bi se sprijeile neeljene posljedice. Isto tako potrebno je osigurati

    trupac od pada sa stroja pomou zatitne ograde.

    3.6.1. Zatita na radu [10][11][12]

    Osnovno pravilo zatite na radu obvezuje poslodavce i proizvoae radne opreme da se zatita

    mora provesti u onoj mjeri kojom se uklanjaju ili barem smanjuju opasnosti kojima se

    ugroava ivot i zdravlje radnika. Ukoliko zatitu nije mogue provesti, provode se posebne

    mjere zatite. Jedna od mjera zatite je osposobljavanje radnika za rad na siguran nain, uz

    prepoznavanje moguih rizika radnog postupka, te prepoznavanje zatitnih naprava ugraenih

    u radnu opremu i njihovu ispravnost.

    Trening posluitelja radnog stroja prema Europskoj agenciji za sigurnost i zdravlje provodi se

    najmanje jednom godinje i obuhvaa:

    podruje radnog postupka koje moe uzrokovati ozljede

    opis, svrhu i namjenu zatitnih naprava na stroju

    vanost ispravnosti pravilnog djelovanja zatitnih naprava

    opasnosti koje proizlaze iz rada stroja

    Razliite vrste strojeva izlau radnike razliitim rizicima od ozljeda. Za istaknuti su sljedee

    vrste strojeva:

    pile, pree i savijaice za valjanje ili oblikovanje

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 18

    runi alati s i bez pogonske energije

    strojevi za prijenos gibanja, pree za ambalani otpad

    strojevi unutranjeg transporta (viliari, elektrokolica i sl.)

    Opasna radan podruja na strojevima odnose se na:

    mjesta rezanja, buenja, savijanja ili odvajanja materijala

    ureaje i instalacije za napajanje elektrinom energijom

    rotirajue djelovanje i pokretni dijelovi

    Takoer je potrebno upozoriti radnika da ne poduzima opasne radnje oko strojeva koje se

    odnose na:

    saginjanje ispod radnog dijela stroja ili obilaenje zatienih podruja

    uklanjanje ili deaktiviranje zatite

    posezanje za zaglavljenim dijelovima materije unutar radnog podruja

    prekid radnog procesa/iskljuenje elektrinog napajanja prije zavretka radne

    operacije

    otklanjanje kvarova na stroju ako za to nisu osposobljeni

    prinoenje kratkih komada u zonu obrade bez koritenja pomonih pomagala

    obvezu primjene osobnih zatitnih sredstava

    Poslodavac je duan osim ispitivanja propisanih pravilnikom i redovito obavljati preglede

    strojeva i ureaja za koje se to predvia da bi se utvrdilo da li su na njima primijenjeni propisi

    zatite na radu i da li zbog nastalih promjena tijekom uporabe ugroavaju zdravlje i sigurnost

    radnika. Ako se pregledom utvrdi da je dolo do promjene koja ugroava sigurnost i zdravlje

    radnika poslodavac je duan stroj odnosno radni ureaj iskljuiti iz koritenja do dovoenja

    istog u ispravno stanje.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 19

    4. FUNKCIJSKO MODELIRANJE PROIZVODA

    Slika 15 Funkcijska dekompozicija

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 20

    5. MORFOLOKA MATRICA

    Tablica 6 Morfoloka matrica

    BROJ FUNKCIJA RJEENJE 1 RJEENJE 2 RJEENJE 3

    1

    MOMENT RADNOM STROJU

    UKLJUITI

    preko komandi traktora

    spojka

    poluga

    2

    MOMENT I BRZINU VRTNJE

    REGULIRATI

    papuica gasa

    multiplikator

    3 MOMENT NA RADNI STROJ

    DOVESTI

    kardansko vratilo

    spojka

    lanac

    4

    MEHANIKI RAD U

    ENERGIJU FLUIDA

    PRETVORITI

    volumetrika pumpa

    5 HIDRAULIKI

    SUSTAV POGONITI

    zupasta hidraulika pumpa

    klipna hidraulika pumpa

    krilna hidraulika pumpa

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 21

    6 HIDRAULIKI

    M SUSTAVOM UPRAVLJATI

    runo

    mehaniki

    elektronika

    7 RADNI FLUID

    PRENOSITI

    cijevi

    tlane cijevi

    visokotlane cijevi

    8 RADNI FLUID

    HLADITI

    voda

    zrak

    ulje

    9 RADNI FLUID POHRANITI

    metalni spremnik

    polimerni spremnik

    10 TOK RADNOG

    FLUIDA USMJERITI

    razvodnik s kliznim elementom

    razvodnik s kuglom

    11

    ENERGIJU FLUIDA U

    MEHANIKI RAD

    PRETVORITI

    hidrauliki motor

    hidrauliki cilindar

    12 HIDRAULIKI

    MOTOR

    sporohodni hidrauliki motor

    brzohodni hidrauliki motor

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 22

    13 HIDRAULIKI

    CILINDAR

    jednoredni hidrauliki cilindar

    dvoredni hidrauliki cilindar

    diferencijalni hidrauliki cilindar

    14 TRUPCE NA

    STROJ POSTAVITI

    viliar

    robotska ruka

    hidrauliki mehanizam

    15 TRUPCE PILI PRIMICATI

    glatka traka

    valjci

    traka s lopaticama

    16 KONVEJER POGONITI

    hidrauliki motor

    elektromotor

    17 DUINU

    CJEPANICE ODREDITI

    uskonik

    hidrauliki cilindar

    oblikom

    18 DRA

    TRUPCA POMICATI

    hidrauliki cilindar

    runom polugom

    manualno

    19 TRUPCE

    PRIDRAVATI

    stezaljka

    oprugom

    hidrauliki cilindar

    20 PILU ZA REZANJE

    PRIMICATI

    hidrauliki cilindar

    runom polugom

    manualno

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 23

    21 PILU ZA REZANJE

    POGONITI

    hidrauliki motor

    Elektromotor

    22

    PILU ZA REZANJE

    PODMAZIVATI

    manualno

    MAZIVO ULJE TOVARNA MAST

    mazalica

    gravitacijski spremnik

    23 TRUPCE REZATI

    cirkularna pila

    lanana pila (lanac + vodilica)

    motorna pila

    24 RADNIKA ZATITITI

    limeni poklopac

    metalna ograda

    kuite

    25 TRUPCE NA CIJEPANJE POSLATI

    slobodni pad

    kosina

    mehaniki

    26 TRUPCE ZA CIJEPANJE PRIHVATITI

    oblikom

    gumena podloga

    27 KLIN ZA

    CIJEPANJE PODESITI

    uskonik

    hidrauliki cilindar

    oblik

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 24

    28 KLINOM ZA CIJEPANJE

    UPRAVLJATI

    hidrauliki cilindar

    runom polugom

    29 TRUPCE CIJEPATI

    klinom

    svrdlom

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 25

    6. KONCEPTI

    Konstrukciju stroja za rezanje i cijepanje najvie odreuju vrsta pogona i dimenzije trupaca.

    Kako je pogon zadan, kardanskim vratilom i hidraulikom, a i maksimalni promjer trupca,

    klasina izvedba stroja na jednoosovinskoj prikolici je najpraktinija i najjeftinija izvedba.

    6.1. Koncept 1

    Slika 16 Koncept 1

    Slika 17 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 1)

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 26

    Koncept 1 prikazuje stroj koji se nalazi na jednoj aksijalnoj osovini s jednom poprenom

    gredom. Na vrhu se nalazi podiza za prikolice.

    Slika 18 Nosiva greda i osovina kotaa (koncept 1)

    Kako bi stroj bio to pristupaniji cijenom neke funkcije obavljaju se pomou ljudske snage.

    Naravno, motorna pila, podizanje trupaca i cijepanje obavljaju se pomou hidraulikog

    motora ili cilindra, koje pogoni hidraulika pumpa odnosno kardan traktora. Pribliavanje pile

    vri se runo podizanjem i sputanjem poluge. Visina klina se takoer namjeta runo kao i

    pomicanje trupaca na stroju.

    Slika 19 Pomicanje trupca na stolu za rezanje (koncept 1)

    Prijenosna traka izvedena je iz dva U profila meusobno povezanih ipkama krunog

    poprenog presjeka po kojima e trupac klizati prema lananoj pili. Jednoj od ipki bit e

    omogueno kruno gibanje preko poluge i labavog dosjeda. Na ipku se zavare kvadratni

    komadi lima tako da prilikom okretanje poluge oni guraju trupac naprijed. Zbog manualnog

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 27

    pogona bit e ograniena masa trupaca. Sa strane suprotne od podizaa trupaca (rampe) nalazi

    se zatitna ograda.

    6.2. Koncept 2

    Slika 20 Koncept 2

    Slika 21 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 2)

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 28

    Koncept 2 prikazuje stroj koji se nalazi na jednoj aksijalnoj osovini s dvije poprene grede

    povezane kraim gredama na mjestima gdje e se nalaziti dijelovi stroja: hidrauliki cilindar

    za cijepanje, spremnik hidraulikog mineralnog ulja te klin. Uz nogu za podupiranje na

    poetku , sa svake strane se nalazi po dva stabilizatora stroja.

    Slika 22 Nosiva grede na osovini kotaa i stabilizatori (koncept 2)

    Kao i kod prethodnog koncepta, pogon je preko kardana koji se spaja na hidrauliku pumpu i

    multiplikator. Rezanje trupaca vri se pomou cirkularne pile koju pokree hidrauliki motor,

    a pribliavamo je trupcu pomou hidraulikog cilindra i vodilica. Na nosivoj konstrukciji

    cirkularne pile nalazi se i hidrauliki cilindar koji e uvrstiti trupac prije samog rezanja.

    Pomicanje trupaca na stolu obavlja se pomou dva vratila i lananog prijenosa. Moment na

    pogonsko vratilo dovodi se preko spojke hidraulikim motorom, a prenosi na drugo vratilo

    pomou dva lanca. Na lancima su karike takve da se na njega privrste nosai trupaca koji e

    trupce primicati cirkularnoj pili.

    Slika 23 Pomicanje trupca na stolu za rezanje (koncept 2)

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 29

    Cilindar za cijepanje smjeten je ispod stola za rezanje, a sputanje i podizanje klina da

    odgovara promjeru trupca vri takoer pomou hidraulikog cilindra smjetenog sa stranje

    strane klina. Zatitna ograda postavljena je s obje strane, a trupci se podiu na stroj pomou

    robotske ruke. Robotska ruka moe biti izvedena tako da je smjetena na nosaima traktora i

    pokree je traktorska hidraulika.

    6.3. Koncept 3

    Slika 24 Koncept 3

    Slika 25 Pogled sa stranje i prednje strane (koncept 3)

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 30

    Koncept 3 prikazuje stroj smjeten na jednoj aksijalnoj osovini i dvije poprene grede.

    Stabilnost stroju daju etiri noge smjetene po dvije sa svake strane konstrukcije. Poprene

    grede bit e povezane limenim ploama koje su rasporeene tako da mogu nositi klin za

    cijepanje, cilindar za cijepanje, spremnik ulja te stol za rezanje.

    Slika 26 Nosive grede, limovi i noge za stabilnost (koncept 3)

    Stol za rezanje izveden je na metalnim gredama koje nose tri para leaja za valjke. Pogonski

    valjak pokree se hidraulikim motorom preko spojke, a okretni moment na druga dva vratila

    prenosi se pomou lananog prijenosa. Valjci su tokareni tako da se u njih umeu nazubljene

    ploice lima koje e svojim zubima gurati trupac prema pili tijekom okretanja valjka. Izmeu

    valjaka smjetene su ipke krunog poprenog presjeka kako bi se onemoguilo propadanje

    trupaca meu valjke.

    Slika 27 Pomicanje trupaca na stolu za rezanje (koncept 3)

    Hidrauliki motor pokree i lananu pilu, a hidrauliki cilindri se koriste za cijepanje,

    zakretanje pile, zakretanje poluge za uvrivanje trupca, podizanje trupaca na stol za rezanje

    te za podeavanje visine klina i duljine cjepanice. Hidraulike motore i cilindre pokree

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 31

    hidraulika pumpa koju pogoni traktor preko kardanskog vratila. Prilikom transporta potrebno

    je odovojiti rampu za podizanje i noge od tla.

    6.4. Vrednovanje koncepata

    Da bi odabrali koncept koji najbolje ispunjava traene zahtjeve koristit emo se Pughovom

    matricom. Najprije odabiremo kriterije vrednovanja i dodjeljujemo im teinske faktore. Suma

    teinskih faktora iznosi 1. Zatim odaberemo referentno rjeenje (R), u ovom sluaju to je

    koncept broj 2, u odnosu na koje vrednujemo druga rjeenja kao bolja (+), loija (-) ili jednaka

    (+/-). Zbrajanjem minusa i pluseva sukladno teinskim faktorima dobijemo optimalno

    rjeenje.

    Tablica 7 Pughova matrica vrednovanja rjeenja

    KRITERIJ TEINSKI FAKTOR KONCEPT 1 KONCEPT 2 KONCEPT 3

    Kompliciranost izvedbe 0.08 + R +

    Jednostavnost upravljanja 0.09 - R +/-

    Broj elemenata 0.08 + R +/-

    Dimenzije stroja 0.06 + R +

    Stabilnost stroja 0.1 - R +/-

    Broj operatera 0.09 +/- R +/-

    Broj pogonskih ureaja 0.08 +/- R +/-

    Sigurnost 0.1 - R +

    Cijena 0.08 + R +

    Brzina ciklusa 0.06 - R -

    Dimenzije trupaca 0.1 - R -

    Odravanje 0.08 + R +

    + (bez teinskog faktora)

    5 R 5

    - (bez teinskog faktora)

    5 R 2

    (bez teinskog faktora)

    0 R 3

    -0,07 R +0.24

    Vrednovanjem pomou Pughove matrice doli smo do zakljuka da je koncept 3 najbolje

    zadovoljava kriterije te emo u nastavku taj koncept izraditi detaljno konstrukcijsko rjeenje.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 32

    6.5. Razrada odabranog koncepta

    Tijekom razrade odabranog koncepta zavarena nosiva konstrukcija doivjela je sitne preinake

    te ima dosta slinosti s konstrukcijom iz koncepta 2.

    Slika 28 Nosiva konstrukcija s oznakom gdje e se nalaziti 1 klin, 2 prihvatni lim, 3

    cilindar za cijepanje, 4 spremnika ulja, 5 cilindar za podizanje rampe

    Stroj je postavljen na dvije razine nosive konstrukcije, na donjoj razini bit e postavljene

    poprene grede na mjesta gdje e biti postavljeni klin, prihvatni lim, cilindar za cijepanje,

    spremnik ulja i cilindar za podizanje rampe. Na prednjoj strani nosive konstrukcije bit e

    vijanim spojem uvrena ruda za vuu stroja te nosa za multiplikator i pumpu.

    Slika 29 Pogled na prednji kraj prikolice odabranog koncepta

    Druga razina bit e podignuta za vie od 400 mm i na njoj e bit smjeten stoj za rezanje s

    valjcima i ipkama okruglog poprenog presjeka koji je objanjen u prvotnom konceptu. Na

    slici 29 se vide i prolazne rupe za vijanu vezu s leajevima za valjke. Jedina promjena kod

    valjaka je kod nazubljenog lima gdje su zubi sada poredani horizontalno kako bi mogli

    zahvatiti i trupce manjeg promjera. Limovi kao i manja vratila i lananici su zavareni na

    glavni valjak.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 33

    Slika 30 Nazubljeni lim i valjak

    Slika 31 Limovi zavareni za valjak

    Na bonim stranama bit e smjeteni nosa pile i dra trupaca na jednoj i rampa za podizanje

    trupaca i nosa hidromotora za valjak na drugoj strani. Kao u konceptu 2, sa svake strane

    nosive konstrukcije bit e postavljene po dvije noge za prikolicu koje se mogu podignuti i

    spustiti ovisno o tome da li se stroj nalazi u radnom poloaju. Noge stroju daju stabilnost

    zajedno s dva kotaa na kraju prikolice. Na osovini kotaa smjetene su lisnate opruge koje

    daju stroju potrebnu visinu te ublaavaju udarce koji nastaju tijekom kretanja po neravnom

    terenu.

    Slika 32 Lisnata opruga

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 34

    Klin za cijepanje je prvotno bio zamiljen tako da se mogao podeavati po visini uz pomo

    hidraulikog cilindra. Ta ideja je odbaena kao nepotreban troak poto se promjer trupaca ne

    mijenja toliko esto. Umjesto podeavanja hidraulikim cilindrom sada je omogueno

    manualno podeavanje i izmjena klina.

    Slika 33 Izvedbe klina s jednom, tri i pet otrica za cijepanje

    Mijenjati se mogu tri razliite izvedbe klina za cijepanje ovisno o promjeru trupca i eljenoj

    irini cjepanice. Isto tako svaki se klin moe podeavati na tri razliite visine jednostavnim

    umetanjem zatika s prstenom na poeljnu visinu. Sa stranje strane nalazi se ruka za lake

    rukovanje klinom prilikom podeavanja i zamjene.

    Slika 34 Podeavanje visine klina pomou zatika

    Horizontalni cjepa sastoji se od hidraulikog cilindra, prihvata za cilindar na obje strane te

    potisne ploe koja e gurati drvo na klin. Hidrauliki cilindar je povezan pomou svornjaka i

    uskonika.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 35

    Slika 35 Hidrauliki cilindar za cijepanje trupaca

    Slika 36 Svornjak osiguran uskonicima

    Mehanizam pile za rezanje izveden je tako da hidrauliki cilindar zakree polugu koja je

    vrstim dosjedom povezana s jednim krajem osovine. Zakretanjem osovine u leaju zakree

    se i lanana pila prema reznom stolu. Kuite pile je zavareno za drugi kraj osovine.

    Slika 37 Mehanizam zakretanja pile

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 36

    Prije dodira reznog lanca i trupca potrebno je osigurati trupac od pomicanja. To je izvedeno

    pomou ruke koja je nazubljeni lim i sistema poluge. Otvaranjem i zatvaranjem hidraulikog

    cilindra podie se i sputa ruka. Zglobne veze izvede se pomou svornjaka i uskonika.

    Nosea greda cilindra i ruke zavarena je za plou nosaa lanane pile.

    Slika 38 Mehanizam za dranja trupaca tijekom rezanja

    Odreivanje duljine cjepanice kao i podeavanje klina obavlja se runo. Sistem je kao i kod

    podizanja klin, pomou zatika s prstenom moe se podeavati na 3 razliite duine s time da

    je maksimalan duina cjepanice 500 mm.

    Slika 39 Mehanizam odreivanja duljine cjepanice

    Rampa za podizanje trupaca sastoji se od dvije uske bone ploe na koje su popreno

    zavarene tri iroke ploe. Na krajevima rampe nalaze se osovine koje omoguuju zakretanje

    cijele rampe i ploe za prihvat trupca. Nosai gornje osovine zavareni su za stol za rezanje.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 37

    Hidrauliki cilindar kojim se podie rampa povezan je s rampom pomou svornjaka i

    uskonika.

    Slika 40 Rampa za podizanje trupaca

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 38

    7. PRORAUN

    7.1. Proraun hidraulikog cilindra za cijepanje

    7.1.1. Promjeri klipa i klipnjae hidraulikog cilindra za cijepanje

    Prema prikupljenim informacijama u analizi trita potrebna silu za cijepanje drva je

    procijenjena na oko 150 kN pri tlaku od 200 bara.

    Odabiremo dvosmjerni hidrauliki cilindar proizvoaa ASSFALG [15]:

    Slika 41 3D raunalni model odabranog cilindra proizvoaa ASSFALG

    Sada moemo izraunati stvarni radni tlak potreban za ostvarenje traene sile.

    7.1.2. Kontrola izvijanja klipnjae

    - sigurnost

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 39

    - modul elastinosti za elik

    ZADOVOLJAVA

    7.1.3. Proraun svornjaka

    Slika 42 Optereenja na svornjaku

    - faktor primjene [14]

    elik za cementiranje 20MnCr5

    [13]

    ZADOVOLJAVA

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 40

    ZADOVOLJAVA

    elik E335

    [13]

    ZADOVOLJAVA

    7.1.4. Potrebni protok i kapacitet pumpe za cilindar za cijepanje

    Odabiremo poeljno vrijeme cijepanja t.

    - prijenosni omjer multiplikatora

    - volumetrijski stupanj djelovanja

    7.2. Proraun hidraulikog cilindra za podizanje rampe

    7.2.1. Najvea masa trupca

    - prema tablici 1

    7.2.2. Promjeri klipa i klipnjae hidraulikog cilindra za rampu

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 41

    Odabiremo dvoradni hidrauliki cilindar proizviaa ASSFALG [15]:

    7.2.3. Kontrola izvijanja klipnjae

    ZADOVOLJAVA

    7.2.4. Potrebni protok i kapacitet pumpe za cilindar

    Odabiremo poeljno vrijeme podizanja rampe t.

    7.3. Ostali hidrauliki cilindri

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 42

    Zbog relativno male sile u hidraulikim cilindrima za pridravanje trupaca prilikom rezanja i

    za zakretanje lanane pile u odnosu na hidrauliki cilindar za cijepanje, njih odabiremo prema

    potrebnim dimenzijama konstrukcije. Odabrani cilindri su proizvoaa ASSFALG [15].

    7.4. Odabir hidromotora

    7.4.1. Odabir hidromotora za lananu pilu

    Iz prikupljenih podataka prije konstrukcijske razrade saznali smo da se hidromotor pile treba

    vrtjeti na oko 3000 okretaja u minuti.

    Odabrali smo hidromotor proizvoaa VIVOIL, XV-0U/1.52 [16]

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 43

    Slika 43 Tehnika specifikacija za odabrani hidrauliki motor XV-0U/1.52

    7.4.2. Odabir hidromotora za pogon valjaka

    Odabrali smo hidromotor VIVOIL, XV-2U/22 [16].

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 44

    Slika 44 Tehnika specifikacija za odabrani hidrauliki motor XV-2U/22

    7.5. Odabir pumpe

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 45

    Odabiremo pumpu proizvoaa VIVOIL, XV 3P/61 [16].

    Slika 45 Tehnika specifikacija odabrane hidraulike pumpe XV-3P/70

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 46

    ZADOVOLJAVA

    7.5.1. Potrebna snaga pogonskog motora pumpe

    7.6. Odabir multiplikatora

    U skladu s odabranom hidraulikom pumpom iz grupe 3, odabran je i multiplikator grupe 3 s

    mukim izlazom prijenosnog omjera 1:3.5. [17]

    Slika 46 Prednja i stranja strana odabranog multiplikatora

    7.7. Proraun pogonskog valjka

    7.7.1. Moment na valjku

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 47

    7.7.2. Proraun najmanjeg promjera vratila valjka

    ZADOVOLJAVA

    7.7.3. Proraun reduciranog naprezanja na kritinom presijeku

    elik S355J

    [13]

    ZADOVOLJAVA

    7.8. Proraun leaja

    7.8.1. Izbor leaja

    Odabrani par leaja je kuglini leaj s kuitem SY 40 TF [18].

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 48

    Slika 47 Leaj pogonskog valjka

    Karakteristike leaja i kuita:

    d = 40 mm A = 48 mm A1 = 30 mm B = 49.2 mm

    H = 99 mm H1 = 49.2 mm H2 = 19 mm J = 135.5 mm

    L = 175 mm N = 24.5 mm N1 = 14 mm G = 12 mm

    s1 = 30.2 mm m = 1.8 kg C = 30.7 kN C0 = 19 kN

    7.8.2. Trajnost leaja

    7.9. Proraun nosive grede

    a = 36 mm

    l0 = 2414 mm

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 49

    7.9.1. Savijanje

    - masa trupca

    - masa stroja

    - masa ulja u spremniku

    opi konstrukcijski elik S355

    [13]

    NE ZADOVOLJAVA dodajemo jo jednu nogu kao oslonac na polovici grede sa svake

    strane

    ZADOVOLJAVA

    7.9.2. Progib

    7.10. Kontrola zavara kritinih dijelova konstrukcije

    7.10.1. Nosa rampe

    Najvee optereenje je kada je rampa u horizontalnom poloaju s podignutim trupcem. Sila

    tea trupca nalazi se na kraku l1 = 1000 mm, a sila tea rampe na kraku l2 = 450 mm. Zavari

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 50

    nosaa optereeni su na smik i savijanje. Povrina zavara je pojednostavljena tako da smo na

    strani sigurnosti.

    elik S355J

    [13]

    ZADOVOLJAVA

    7.10.2. Prihvat cilindra za cijepanje

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 51

    N2 redovit pogon s prekidima

    S3 teki spektar naprezanja

    B5 pogonska grupa

    K2 kvaliteta zavara

    [14]

    ZADOVOLJAVA

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 52

    8. FINALNI PROIZVOD

    Na sljedeim slikama bit e prikazan finalni proizvod kroz funkcije koje obavlja, od pripreme

    za rad do cijepanja trupca na cjepanice eljene duljine. Nakon dovoenja stroja na mjesto

    obavljanja rada potrebno je osloniti stroj na sve etiri noge kako ne bi dolo do prevrtanja

    stroja tijekom podizanja trupca, ali i kako se konstrukcija ne bi uruila pod njihovom teinom.

    Slika 48 Dovoenje stroja u radni poloaj

    Takoer je potrebno podesiti stroj tako da nam daje proizvod kakav elimo. Ovisno o

    promjeru debla koje e stroj obraivati i o eljenoj irini cjepanice odabiremo vrstu klina koji

    emo koristiti.

    Slika 49 Postavljanje klina

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 53

    Osim oblika klina moemo podesiti i visinu klina, jednostavnim podizanjem klina i

    umetanjem zatika na optimalnu visinu. Na isti nain rijeeno je i odreivanje duljine

    cjepanice.

    Slika 50 Podeavanje visine klina i duljine cjepanice pomou zatika

    Iako bi za upravljanje strojem bila dovoljna jedna osoba, zbog uinkovitosti, brzine rada i

    sigurnosti preporuuje se dvije osobe. Naroito zbog opskrbljivanja stroja trupcima. Zbog

    toga to stroj moe primiti trupac maksimalne duljine do 2 metra potrebno je prirediti druge

    trupce tako da se skrate i priblie stroju ako je potrebno dok drugi radnik upravlja

    hidraulikim sustavom stroja.

    Slika 51 Podizanje trupca na stol za rezanje

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 54

    Nakon podizanja trupca na stol za rezanje hidraulikom rampom, jedan radnik nastavlja

    upravljati radnim funkcijama stroja dok drugi priprema sljedei trupac koji e na obradu.

    Slika 52 Ciklus rezanja trupca

    Trupac na stolu se okretanjem valjaka s nazubljenim limom primie mjestu za rezanje. Dolazi

    do graninika kojim je odreena duljina nakon ega se na trupac sputa ruka koja osigurava

    trupac od pomaka za vrijeme rezanja. Zatim se sputa i pila koja ree trupac koji pada u

    prostor za cijepanje. Iako je bilo mogue sputanje rampe i pile na trupac izvesti tako da se

    njima upravlja samo pomou jedne poluge, ipak je radi sigurnosti odlueno za nain pri

    kojem su tijekom rada lanane pile obje ruke radnika na sigurnom mjestu. Dio trupca u

    prostoru za cijepanje se potiskuje na klin, a za to vrijeme se trupac na stolu za rezanje

    ponovno primie pile radi daljnjeg skraivanja.

    Slika 53 Cijepanje na est dijelova

    8.1. Tehniki podaci

    visina 1447 mm

    duljina 3715 mm

    masa 1132.5 kg

    duljina reznog stola 2700 mm

    maksimalni promjer debla 400 mm

    maksimalna duljina trupca 2000 mm

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 55

    maksimalna duljina cjepanica 500 mm

    vodilica pile 50 cm 3/8 1,5 36Z AMA

    lanac pile 3/8 1.5 CARLTON CHISEL 36 noa na 72 lanka

    sila cijepanja 150 000 N

    potrebna snaga traktora 48.5 kW

    prijenosni omjer multiplikatora 1:3.5

    kapacitet pumpe 60.81

    protok pumpe 114.93

    Slika 54 Raunalni model ureaja u 3D CAD sustavu

    U sklopu rada izraena je i pojednostavljena hidraulika shema za hidrauliki sustav stroja

    koristei standardizirane simbole za oznaivanje komponenti sustava. Shematizirani

    hidrauliki sustav sastoji se od 4 hidraulikih dvoradnih cilindara, 2 hidraulika motora, est

    4/3 razvodnika s runim upravljanjem, jedne hidraulike pumpe, nepovratnog ventila,

    prigunog ventila, filtera i spremnika. Ostale komponente kao to su hladnjak, razni ventili,

    termometar i manometar nisu prikazane na shemi.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 56

    Slika 55 Pojednostavljeni prikaz hidraulikog sustava ureaja

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 57

    9. ZAKLJUAK

    Zadatak ovog rada bio je koncipirati i konstruirati stroj za cijepanje i rezanje ogrijevnog drva.

    Prije samog koncipiranja provedena je analiza trita i ureaja sline namjene koji ve

    postoje. Kako je Hrvatska zemalja bogata umama i umarstvo i drvopreraivaka industrija

    su od velikog znaenja za gospodarstvo prostora na tritu za ovakav stroj ima. Takoer ide u

    korist i to to je zbog nedostatne plinske infrastrukture u Hrvatskoj grijanje na drva i dalje

    raireno.

    Podruje na kojem je bio naglasak tijekom razvoja proizvoda je mogunost rada na terenu i s

    obzirom na to ostvariti neovisan pogon. Takoer je bilo potrebno postii konkurentnost

    cijenom jer se mnogo privatnih posjednika uma odluuje za samoizradu proizvoda sline

    namjene od lako dostupnih i odbaenih strojnih djelova.

    Kroz faze razvoja proizvoda razmotrene su glavne funkcije stroja, rezanje i cijepanje, ali i

    dodatne koje mu poveavaju efikasnost, kao to su: podizanje trupaca na stol za rezanje,

    primicanje trupca reznoj pili, osigurati trupac od pomicanja prilikom rezanja te mogunost

    odreivanja duljine cjepanice, krajnjeg proizvoda ovog stroja.

    S obzirom na potrebne funkcije koje su prikazane funkcijskom dekompozicijom i mogua

    rjeenja koja su razmotrena u morfolokoj tablici, predloena su tri konceota. Vrednovanjem

    je odabrano najbolje rjeenje, izvedba sa lananom pilom, ali su u daljnoj konstrukcijskoj

    razradi preuzeta i neka optimalna rjeenja iz drugih koncepata. Nakon detaljne konstrukcijske

    razrade i prorauna vanijih djelova stroja izveden je 3D raunalni model u CAD sustavu.

    Glavne prednosti ovog stroja u odnosu na druge strojeve sline namjene koji se nude na

    tritu su mogunost rada na terenu i koritenje traktora kao pogonskog stroja. Traktori se u

    umi esto koriste za izvlaenje oborenih stabala pomou vitla pa se uz ovaj stroj daje

    dodatna vrijednost traktoru i poveava njegova isplativost, a mogunost obrade trupca na

    mjestu izvlaenja tedi vrijeme i novac utroen na transport trupaca

    Traktor preko kardana pogoni hidrauliku pumpu koja pretvara mehaniku energiju u energiju

    fluida te njome opskrbljuje druge izvrne komponente hidraulikog sustava koje vre rad i

    obavljaju traene funkcije. Radi ostvarenja zadovoljavajue brzine rada stroja i poveanja

    uinkovitosti pumpa nije direktno spojena na kardan ve preko multiplikatora.

    Kako bi se nadoknadila visoka cijena komponenti hidraulikog sustava, konstrukcija je

    izvedena jednostavno i primjenom elinih ipki standardnog profila i limova.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 58

    Strojem moe upravljati jedna osoba meutim da bi se postigla maksimalna uinkovitost,

    naroito zbog opskrbljivanja stroja, idealno je dvije osobe za rad. Prilikom upravljanja

    strojem, osim na vlastitu sigurnost i primjenu odgovarajue zatite na radu, treba obratiti

    pozornost i na okoli zbog mogunosti procurivanja ulja kod hidraulikih sustava.

    U daljnoj razradi trebalo bi detaljno razraditi sustav podmazivanja stroja, naroito lanane

    pile, lananika i lanca. Takoer postoji mogunost da se pomou konvejera kao prikljunog

    stroja odvode cjepanice na za to predvieno mjesto, npr. u prikolicu kamiona.

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 59

    LITERATURA

    [1] http://hsd-bjelovar.hrsume.hr/index.php/hr/ume/opcenito/sumeuhrv

    [2] http://www.crozilla-nekretnine.com/content/Novosti/vecina-kucanstava-grije-se-na-

    plin-777.htm

    [3] http://www.eko-puls.hr/Grijanje_na_drva_piroliza.aspx

    [4] http://www.tajfun.com/

    [5] https://www.palax.fi

    [6] http://dyna-products.com/

    [7] Radoslav Korbar: Pneumatika i hidraulika,VT, Veleuilite u Karlovcu, 2007.

    [8] Joko Petri, Hidraulika i pneumatika, FSB, Sveuilite u Zagrebu 2012.

    [9] Katalog maziva INA, Maziva-Zagreb d.o.o., Zagreb, 2009.

    [10] Pravilnik o listi strojeva s poveanim opasnostima (N.N 47/0.)

    [11] Pravilnik o sigurnosti strojeva (N.N. 135/05)

    [12] Pravilnik o sigurnosti i zdravlju pri uporabi radne opreme (N.N. 21/08)

    [13] Kraut, B.: Strojarski prirunik, Tehnika knjiga Zagreb, 1970

    [14] Decker, K. H.: Elementi strojeva, Tehnika knjiga Zagreb, 1975.

    [15] http://www.assfalg.com/

    [16] http://www.vivoil.com/

    [17] http://www.trgo-agencija.hr/

    [18] http://www.skf.com/

  • Ervin Alimani Diplomski rad

    Fakultet strojarstva i brodogradnje 60

    PRILOZI

    I. CD-R disc

    II. Tehnika dokumentacija