ONT 5: Schaarkrik. Robert-Jan Joosten & Tommy Groen & WP28 D1 & WP28 C2 7/5/2013

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "ONT 5: Schaarkrik. Robert-Jan Joosten & Tommy Groen & WP28 D1 & WP28 C2 7/5/2013"

Krista Mirthe Segers
5 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 2013 ONT 5: Schaarkrik Robert-Jan Joosten & Tommy Groen & WP28 D1 & WP28 C2 7/5/2013

2 Table of Contents 1. Inleiding Reflectie op het project:... 3 Opdracht... 3 Samenwerking Onderbouwing van product Schets Berekening... 6 Las verbinding... 6 Pin verbinding... 7 Bout verbinding Controle berekening Lasverbinding Pin verbinding Bout verbinding Conclusie Bron vermelding

3 1. Inleiding De schaarkrik is een mechanische krik voor het omhoog brengen van bijvoorbeeld een auto, zodat een wiel verwisseld kan worden. Door met een zwengel te draaien aan een schroefdraad as wordt de afstand tussen de twee scharnierpunten langer of korter, waardoor de krik omlaag of omhoog gaat. Deze manier van het overbrengen van krachten zorgt voor een soort van kortere vertanding, en het kunnen uitoefenen van een groter moment door de zwengel. Om die manier kan een persoon met normale spierkracht toch een massa van anderhalve ton omhoog krijgen, echter duurt de beweging langer. De schaarkrik bestaat uit drie verschillende bevestiging punten; pin verbinding, las verbinding, en schroef verbinding. In dit verslag zullen de krachten die op deze bevestiging punten uiten, worden berekend. De schaarkrik die wordt behandeld kan maximaal 1.5 ton dragen, dit is het uiterste gewicht dat de krik veilig kan dragen en met deze maximale kracht doen wij ook de berekeningen. Het gewicht wat gedragen moet worden is een licht beladen auto van 1,1 ton. Om een zekerheid van veilig werken te garanderen rekenen wij daarom ook met de maximale massa van 1,5 ton. 2

4 2. Reflectie op het project: Opdracht De opdracht was voor ons beiden in het begin niet zo heel duidelijk. Na enkele colleges en het doorspitten van het leermateriaal op BB, zoals de studiewijzer waren we genoeg geïnformeerd om een idee te hebben van wat er gebeuren moest. Robert-Jan had eerst het idee om een autotrekhaak te gebruiken. Echter omdat deze niet goed voldeed heeft hij later de ingeving gedaan om een krik te gebruiken in zijn bezit. Deze krik gaf genoeg opties om deze opdracht te kunnen maken. Zo waren er pinverbindingen, een lasverbinding en een schroefverbinding waarmee gewerkt kon worden. De maximale kracht die te verwerken kon worden was 15kN. De las, pin en bout moesten dus nagerekend worden of deze die stress die de kracht opleverde wel aankunnen. Op het eerst werd het wat moeilijk om te bepalen welke stresstypes nu precies van invloed waren zoals torsie, buigspanning, afschuifspanning en normaalspanning. Door middel van overleg werden hier besluiten in genomen. Samenwerking De samenwerking was vooral naar het einde van het blok toe te merken. Dit was mede doordat er pas later de benodigde kennis was opgedaan in de colleges om alle verbindingen te kunnen berekenen. Soms kon een van ons niet aanwezig kon zijn bij een college waardoor het belangrijk was dat de andere persoon er wel was en aantekeningen maakt. Dit verliep niet heel vloeiend van mijn kant (Tommy) doordat ik bv. mij niet goed concentreren kon in het college en daardoor weinig opstak. Toen eenmaal duidelijk was dat we een las-, pin- en boutverbinding zouden gebruiken konden we de informatie meer filteren op wat we precies nodig hadden. Zo hadden we bijvoorbeeld niets nodig van de lijm en as verbindingen, wat er voor zorgde dat we ons zelfstandig meer op de andere drie konden focussen. Dit geld ook voor bepaalde soorten spanningen zoals torsie, welke niet in onze verbindingen plaatsvindt. Uiteindelijk hebben we besloten dat Robert-Jan de schroefverbinding zou berekenen, ik (Tommy) de penverbinding, en we daarna samen aan de slag zouden gaan met de lasverbinding. Echter heeft Robert-Jan in een energieke bui meteen de lasverbinding zelf al gemaakt waardoor de laatste samenwerking op dat gebied niet nodig was. Vervolgens moest er informatie worden opgedaan wat de D en M lijnen betreft. Hiervoor ben ik naar een medestudent gegaan voor uitleg. Helaas kon Robert-Jan hier niet bij zijn doordat hij ziek was. Daarom was het aan mij deze informatie goed op te slaan zodat ik deze later aan hem kon doorgeven. Uiteindelijk zijn we verdergegaan, en is Robert-Jan begonnen met de opzet van het verslag, ik met de Reflectie en hebben we de dag erna op school vergaderd en informatie verdeeld, om vervolgens de dag erop individueel verder te kunnen werken. 3

5 3. Onderbouwing van product Het gekozen product bestaat compleet uit staal. Bij de mechanische eigenschappen gebruiken wij staal constructie A36 met een maximale trek en drukspanning van 400Mpa. De pin, bout en las verbinding dus ook. Het belastings geval van alle verbindingen zijn statisch en op alle verbindingen staat normaal belasting. De maximale kracht op de krik volgens fabrieks voorwaarden is 1.5 ton. Deze is afkomstig van een auto die 400 kilo onder het maximale gewicht ligt. Ook als de krik gebruikt wordt, word dit vaak voor 1 of 2 wielen van de grond te tillen gebruikt, hier door staat de auto schuin en zal maximaal ¾ van het gewicht op de krik komen waardoor de je nog verder onder het maximale draag gewicht van de krik komt. Alle afmetingen die in die verslag voor komen zijn afkomstig van de originele krik die in de foto op het voorblad staat. De hoeken zijn op gemeten met een goniometer en de lengtes met een liniaal. 4

6 4. Schets 5

7 5. Berekening Las verbinding Normaal spanning Treksterkte=σ Lengte van las: 40mm Las dikte: 7mm Aantal lassen 2 σ= F/A A=40*7*2=560 F=14715N σ= 14715/560 =26.3 Mpa 6

8 Pin verbinding Afschuifspanning τ= V/A V=F/4 A=πr 2 D=16 r=8 V= A= π8 2 = τ= /201.1 = 18.3 Mpa 7

9 Bout verbinding Normaal spanning en afschuifspanning Diameter van bout is 20mm Y= 7357,5*cos(50) Y= X= cos(40)* = N = normaal kracht Y Normaalspanning: A= π10 2 = σ=8768.3/ π10 2 = 14.0 Mpa 8

Afschuifspanning τ=v/a V=F A= π10 2 = 628.

10 Afschuifspanning τ=v/a V=F A= π10 2 = Z is gelijk aan N F=7357.5N τ= /628.3 τ= 11.7 Mpa 9

11 6. Controle berekening Veiligheidsfactor: De veiligheids factor is de ratio tussen de toelaatbare spanning van het materiaal en de maximale toelaatbare spanning volgens de fabrieks opgaven van de krik. Lasverbinding 400/26.3 = 15.2 De veiligheids factor van de las verbinding is dus 15.2 Pin verbinding 400/18.3 = 21.9 De veiligheids factor van de pin verbinding is dus 21.9 Bout verbinding Normaalspanning: 400/14 = 28.6 De veiligheids factor van de normaalspanning op de bout verbinding is dus 28.6 Aschuifspanning: 400/11.7 = 34.2 De veiligheids factor van de afschuifspanning op de bout verbinding is dus

12 7. Conclusie Wij zijn uitgegaan dat de maximale trek en druk spanning op het staal 400Mpa is. Een lasnaad verandert de mechanische eigenschappen van staal, maar meestal maakt het, het staal juist sterker. Met onze controle berekening voor de las naad kwamen wij uit op 28.3 Mpa, dit is ver onder de maximale drukspanning. De controle berekening voor de pin verbinding kwam uit op 18.3 Mpa dit is ver onder de maximale drukspanning van staal dit komt ook door dat er 2 pinnen zitten. Met deze twee verbindingen lijkt dat het maximale gewicht van 1.5 ton op de krik nog erg laag ligt en in principe zou de krik meer gewicht aan kunnen. De bout verbinding moet een hoge trekspanning aan kunnen omdat het op een hoek ligt, met onze berekening kwamen wij uit op 14 Mpa voor de normaal spanning en 11.7 Mpa voor de afschuifspanning. Dit is ver van maximale trekspanning 400Mpa dus deze krik kan veel meer gewicht dragen dan maximaal is toegestaan. De veiligheids factor van de verbindingen zit tussen de 15 en de 34.5 dit is zeer hoog. 11

13 8. Bron vermelding - De afbeelding van de krik is genomen door Robert-Jan Joosten - Russell C. Hibbeler Sterkteleer achtste editie - Constructie elementen powerpoints - Alle maten zijn door Robert-Jan Joosten opgenomen van de fysieke krik 12

Vergelijkbare documenten

VAK: Mechanica - Sterkteleer HWTK

VAK: Mechanica - Sterkteleer HWTK Proeftoets Beschikbare tijd: 100 minuten Instructies voor het invullen van het antwoordblad. 1. Dit open boek tentamen bestaat uit 10 opgaven.. U mag tijdens het tentamen