Maturski Rad - Modeliranje ugaonog ventila

JU SREDNJA MAINSKO SAOBRAAJNA KOLA MOSTAR

kolska 2014/2015

MATURSKI RAD

TEMA: MODELIRANJE UGAONOG VENTILA

Mentor: Uenik: prof. Idrizovi Rusmin Stani Stefan IV

__________________ ______________

Mostar, maj 2015

SADRAJ

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

1.1. SolidWorks .....................................................................................................................................1

1.2. CAD (dizajn potpomognut raunarom)..........................................................................................1

2. MODELIRANJE UGAONOG VENTILA ...........................................................................................2

2.1. Osnovne karakteristike ventila .......................................................................................................2

2.2. Modeliranje elemenata sklopa........................................................................................................2

2.2.1. Modeliranje tijela ventila ........................................................................................................2

2.2.2. Modeliranje zaptivaa ventila .................................................................................................9

2.2.3. Modeliranje zaptivaa prikljuka ............................................................................................9

2.2.4. Modeliranje prikljuka ..........................................................................................................10

2.2.5. Modeliranje vee ahure .......................................................................................................12

2.2.6. Modeliranje manje ahure .....................................................................................................16

2.2.7. Modeliranje graninika .........................................................................................................17

2.2.8. Modeliranje vretena...............................................................................................................19

2.2.9. Modeliranje ruke .................................................................................................................22

2.2.10. Modeliranje vijka M6..........................................................................................................24

2.2.11. Modeliranje navrtke M6 ......................................................................................................25

2.2.12. Modeliranje vijka M4..........................................................................................................26

2.2.13. Modeliranje podloke ..........................................................................................................27

2.2.14. Modeliranje zaptivaa vretena ............................................................................................27

2.3. Sklapanje dijelova ........................................................................................................................28

3. Zakljuak .........................................................................................................................................36

LITERATURA ....................................................................................................................................37

JU Srednja mainsko-saobraajna kola Mostar

1

1. UVOD 1.1. SolidWorks

SolidWorks je prvi put predstavljen 1995. godine od strane Dassault Systmes SolidWorks Corporation. SolidWorks je program koji slui za modeliranje raznih predmeta, viu primjenu nalazi kada je u pitanju 3D modeliranje ali ima jako dobre karakteristike kod 2D crtanja. Izgradnja modela u SolidWorks programu obino poinje s 2D skicom. Skica se sastoji od geometrije, kao to su take, linije, lukovi i krive. Nakon toga predmet izraujemo drugim alatkama koje se nalaze na alatnoj traci SolidWorks programa.

Takoer SolidWorks posjeduje jedan vrlo vaan alat pod imenom rollback, koji omoguava korisniku da se vrati nazad nekoliko koraka da bi se mogle izvriti neke izmjene na predmetu. SolidWorks takoer ukljuuje dodatne alate za spajanje i izgradnju sklopova, a zatim simulaciju odnosno prikaz rada tog sklopa. 1.2. CAD (dizajn potpomognut raunarom)

CAD (computer-aided design) jeste koritenje irokog spektra raunarskih alata koji pomau ininjerima, arhitektima i ostalim profesionalim dizajnerima. Najee se koristi veoma napredan softver, ali i namjenski hardver. CAD je vana industrijska vjetina veoma mnogo koritena u raznim aplikacijama, kao to su automobilska industrija, brodogradnja, svemirska industrija, industrijski i arhitektonski dizajn,

prostetika i mnoge druge. CAD se takoer mnogo koristi u izradi kompjuterske animacije i specijalnih efekata u filmovima, reklamama, i tehnikim uputstvima. Savremena sveprisutnost i snaga raunara znai da su ak i boice parfema i tenog sapuna dizajnirane koritenjem tehnike otkrivenim od strane inenjera, 1960-tih. Zbog svog ogromnog ekonomskog znaaja, CAD je glavna pogonska snaga za istraivanja u raunarskoj geometriji, kompjuterskoj grafici i drugim sloenim geometrijskim aplikacijama.


2

2. MODELIRANJE UGAONOG VENTILA

Tema maturskog rada se odnosi na modeliranje ugaonog ventila. Zadatak se sastoji iz

nekoliko faza, a to su: dati osnovne karakteristike ventila, modelirati sastavne elemente, napraviti sklop ugaonog ventila, te izraditi sklopni crte ventila i radionike crtee elemenata sklopa. Za izradu predmeta i crtea emo koristiti program SolidWorks.

2.1. Osnovne karakteristike ventila

Ventil je ureaj koji regulie protok tekuina ili gasova. Upotrebom ventila mogue je djelimino ili u potpunosti zaustaviti protok kroz cijev. Ventili se u kuama nalaze na slavinama za vodu, u vodokotliima, radijatorima, bocama za plin, itd. Postoje razne konstrukcije za razliite primjene. Vrste ventila po namjeni su: sigurnosni, regulacioni, protoni, nepovratni itd. Dijele se na hidraulike i pneumatske u zavisnosti da li je radni fluid tean ili gas. Ventili mogu biti pokretani hidrauiki, pneumatski, mehaniki i runo. Ventil koji je tema maturskog rada je ugaoni, runo upravljani protoni ventil. Protoni ventil djeluje na protok radnog fluida, a posredno i druge veliine koje zavise od protoka, odnosno brzine fluida. Koriste se dva tipa protonih ventila: priguni (priguuju u oba smjera) i jednosmjerno-priguni (priguuju u jednom smjeru). Ovaj ventil je jednostavne konstrukcije i montae.

2.2. Modeliranje elemenata sklopa

2.2.1. Modeliranje tijela ventila

Modeliranje sastavnih elemenata sklopa poinjemo klikom na opciju New, poslije ega biramo radno okruenje Part (slika 2.2.1). Slika 2.2.2 sadri sklopni crte ugaonog ventila u presjeku.

Slika 2.2.1 Slika 2.2.2


3

Odabirom okruenja Part dobijamo mogunost izrade skica, te izvlaenje skica u cilju dobijanja trodimenzionalnog tijela. Skiciranje poinjemo odabirom alata Sketch iz istoimene palete alata. Ulazak u okruenje za skiciranje zahtjeva odabir ravni u kojoj e se skica nalaziti. Za poetak modeliranja tijela ventila ui emo u vertikalnu ravan (Top Plane) te skicirati alatom Line polovinu tijela ventila, jer se radi o predmetu krunog oblika. (slika 2.2.3)

Slika 2.2.3

Skicu je potrebno zaokrenuti oko njene ose 360 stepeni, ime dobijamo trodimenzionalan oblik. Alat koji koristimo za zaokretanje skice je Revolved Boss/Base, prikazan na slikama 2.2.4 i 2.2.5.

Slika .2.2.4 Slika 2.2.5 Slika 2.2.6

Izgled tijela nakon zaokretanja je prikazan u presjeku na slici 2.2.6.


4

Za nastavak modeliranja tijela potrebno je skicirati pravougaoni profil u ravni Front Plane, koji emo zarotirati oko ose alatom Reolved Boss/Base. (slike 2.2.7 i 2.2.8)


Potrebno je uraditi zaobljenje na dodiru izmeu dva cilindrina tijela, a to postiemo alatom Fillet. (slike 2.2.9, 2.2.10 i 2.2.11).

Slika 2.2.9 Slika 2.2.10 Slika 2.2.11


5

Potrebno je i napraviti niz otvora sa navojem, to emo postii upotrebom alata Hole Wizard. Prvi otvor ima navoj M14, koji moemo nakon odabira standarda ISO.

Slika 2.2.13


Postupak izrade otvora sa navojem je prikazan na slikama 2.2.12, 2.2.13 i 2.2.14.

Na gornjem dijelu predmeta potrebno je napraviti otvor sa navojem M22, postupak je isti kao kod prethodnog koraka. (slike 2.2.15 i 2.2.16)



6

Potrebno je oduzeti materijal unutar cilindrinog oblika, to obavljamo pomou skice i alata Revolved Cut. Ovaj alat zaokree skicu oko ose i odstranja materijal na preenom putu. (slike 2.2.17, 2.2.18, 2.2.19)


Na istom cilindrinom dijelu potrebno je napraviti otvor sa unutranjim navojem M16, to postiemo uporebom prethodno spomenutog alata Hole Wizard. (slike 2.2.20 i 2.2.21)



7

Na predmetu je potrebno uraditi jo 2 skoenja alatom Chamfer, tako to emo oznaiti ivice na kojima treba doi do skoenja. (slike 2.2.22 do 2.2.26)

Kod prvog sluaju radi se o skoenju udaljenosti od 0.75 mm.


Drugo skoenje ima udaljenost 1 mm, pa ga radimo u zasebnom koraku.



8

Ovim korakom priveli smo kraju modeliranje tijela ugaonog ventila. Konaan izgled tijela ventila je prikazan na slikama 2.2.2 7 i 2.28.

Slika 2.2.27

Slika 2.2.28


9

2.2.2. Modeliranje zaptivaa ventila Zaptiva ventila je element jednostavnog oblika, te emo ga najlake izmodelirati crtanjem krunice alatom Circle u ravni Top Plane i njenim izvlaenjem alatom Extruded Boss/Base. Ovaj alat dodaje materijal tako to izduuje skicu u odreenom pravcu, na zadanu udaljenost. (slike 2.2.29, 2.2.30, 2.2.31)


2.2.3. Modeliranje zaptivaa prikljuka

Zaptiva prikljuka je takoer jednostavan predmet, te ga modeliramo crtajui krunicu u ravni Top Plane, koju izduujemo alatom Extruded Boss/Base. (slike 2.2.32 i 2.2.33)


Osim izduenja skice, potrebno je i uraditi zaobljenje na unutranjem obodu zaptivaa. Zaobljenje dobijamo koritenjem alata Fillet. (slike 2.2.34 i 2.2.35)


10


2.2.4. Modeliranje prikljuka

Kada je u pitanju modeliranje prikljuka, moemo poeti tako to skiciramo polovinu predmeta u ravni Front Plane, jer se radi o preteno cilindrinom tijelu. (slike 2.2.36 i 2.2.37)


Alatom Cosmetic Thread potrebno je uraditi vanjski navoj na gornjem dijelu

prikljuka. (slike 2.2.38 i 2.2.39)



11

Na prethodno izvuenoj povrini skiciramo estougao koristei alat Polygon, te ga izvlaimo alatom Extruded Boss/Base. (slike 2.2.40 i 2.2.41)


Prilikom prethodnog izvlaenja dobili smo viak materijala, uklonit emo ga crtanjem profila u ravni Front Plane te koritenjem alata Revolved Cut. (slike 2.2.42 i 2.2.43)



12

Kao zavrni korak emo napraviti otvor sa navojem M12, koristei alat Hole Wizard. Navoj e biti prisutan cijelom duinom otvora. (slike 2.2.44 i 2.2.45)


Slika 2.2.45 ujedno predstavlja i konaan izgled prikljuka u presjeku.

2.2.5. Modeliranje vee ahure

Modeliranje vee ahure zapoinjemo crtanjem skice u ravni Front Plane te njenim izvlaenjem alatom Revolved Boss/Base, ime dobijamo predmet cilindrinog oblika (slike 2.2.46 i 2.2.47)



13

U ravni Front Plane crtamo jo jednu skicu, koristei kombinaciju alata Line, Circle i Trim Entities. Nacrtanu skicu izduujemo u oba pravca koristei opciju Mid Plane u alatu Extruded Boss/Base. (slike 2.2.48 i 2.2.49)


Na gornjoj povrini cilindrinog tijela crtamo krunicu, koju koristimo sa alatom Extruded Cut za probijanje otvora u cilindru. (slike 2.2.50 i 2.2.51)


Na prethodno izvuenom tijelu crtamo krunicu pomou koje pravimo otvor u tijelu alatom Extruded Cut. (slike 2.2.52 i 2.2.53).



14

Na vrhu cilindricnog tijela crtamo novu skicu, koristei pritom alat Mirror Entities kao olakicu jer se radi o simetrinoj skici. Skicu izvlaimo alatom Extruded Boss/Base kao na slikama 2.2.54 i 2.2.55.


Za crtanje idue skice potrebno je napraviti referentnu ravan koristei se alatom Plane. Ravan e biti paralelna ravni Right Plane, te meusobno udaljena 3 mm od te ravni. Ravan treba biti orijentisana u suprotnom smjeru od ravni Right Plane, pa smo oznaili opciju Flip. (slike 2.2.56 i 2.2.57)



15

Nastalu ravan koristimo za crtanje skice po kojoj emo oduzimati materijal alatom Extruded Cut. (slike 2.2.58 i 2.2.59)


Kao zadnji korak pravimo zaobljenje na liniji dodira izmeu cilindrinog tijela i tijela koje se nalazi iznad njega. (slike 2.2.60 i 2.2.61)


Vea ahura na zavretku modeliranja ima oblik kao na slici 2.2.62.

Slika 2.2.62


16

2.2.6. Modeliranje manje ahure Za modeliranje manje ahura prvo je potrebno izvui krunicu nacrtanu u ravni Top Plane sa alatom Extruded Boss/Base (slike 2.2.63 i 2.2.64)


Predmetu dajemo potpuni oblik tako to u ravni Front Plane skiciramo profil koji emo rotirati oko ose alatom Revolved Boss/Base. (slike 2.2.65 i 2.2.66)


Presjek zavrenog predmeta je prikazan na slici 2.2.67.

Slika 2.2.67


17

2.2.7. Modeliranje graninika

Modeliranje graninika poinjemo sa crtanjem estougla alatom Polygon, te skicu izvlaimo alatom Extruded Boss/Base. (slike 2.2..68 i 2.2.69)


Potrebno je napraviti skoenje na graniniku pod uglom od 30. Skoenje emo najlake dobiti crtanjem krunice na gornjoj povrini graninika, te koritenjem alata Extruded Cut, sa ukljuenim opcijama Flip side to cut i Draft sa dvostrukom vrijednosti ugla (60). Opcija Flip side to cut je neophodna zbog potrebe za skidanjem materijala van

krunice. (slike 2.2.70 i 2.2.71)


Crtamo skicu u ravni Front Plane koju rotiramo oko ose alatom Revolved Cut da bi

dobili upljinu unutar graninika. (slike 2.2.72 i 2.2.73)


18


Otvor sa navojem M22 pravimo preko alata Hole Wizard sa donje strane graninika. (slike 2.2.74 i 2.2.75)


Potrebno je i uraditi zaobljenje na obodu sa donje strane graninika pomou alata Chamfer. (slike 2.2.76 i 2.2.77)



19

Graninik poprima konaan oblik kao na slici 2.2.78.

Slika 2.2.78

2.2.8. Modeliranje vretena

Vreteno se sastoji iz 2 osnovna dijela, od kojih je jedan cilindrian a drugi pravougli sa zaobljenjima. Kao prvi korak crtamo skicu za pravougli dio te ga izvlaimo alatom Extruded Boss/Base koristei opciju Mid Plane. (slike 2.2.79 i 2.2.80)


Iz iste skice alatom Revolved Boss/Base zaokreemo preostalu skicu oko ose te dobijamo cilindrini dio vretena. (slike 2.2.81 i 2.2.82)


20


Alatom Cosmetic Thread vrimo urezivanje navoja na vanjskoj povrini cilindrinog tijela. (slika 2.2.83)

Slika 2.2.83

Na pravouglom profilu dodajemo 4 zaobljenja alatom Fillet. (slike 2.2.84)

Slika 2.2.84


21

Na istom tijelu pravimo rupu sa navojem M4 koristei alat Hole Wizard. (slike 2.2.85 i 2.2.86)


Vreteno ima konaan oblik kao to je prikazano na slici 2.2.87.

Slika 2.2.87


22

2.2.9. Modeliranje ruke Modeliranje ruke poinjemo sa skiciranjem polukruga od kojeg dobijamo kuglini oblik alatom Revolved Boss/Base. (slike 2.2.88 i 2.2.89)


Modeliranje ruke nastavljamo crtanjem profila kojeg kopiramo sa druge strane ose alatom Mirror Entities, pa cijelu skicu zaokreemo oko ose alatom Revolved Boss/Base. (slike 2.2.90 i 2.2.91)

Slika 2.2.90

Slika 2.2.91


23

Na ravnoj povrini iznad kugle crtamo skicu pomou koje alatom Revolved Cut pravimo otvor u tijelu. (slike 2.2.92 i 2.2.93)


Crtamo jo jednu skicu, te alatom Extruded Cut u oba pravca oduzimamo materijal (slike 2.2.94 i 2.2.95)


Izgled ruice nakon izvrenih operacija je prikazan na slici 2.2.96.

Slika 2.2.96


24

2.2.10. Modeliranje vijka M6

Modeliranje vijka poinje sa crtanjem estougla u ravni Front Plane, te izvlaenjem estougla alatom Extruded Boss/Base. (slike 2.2.97 i 2.2.98)


Potrebno je napraviti skoenje od 30 na glavi vijka, to radimo pomou skice nacrtane na gornjoj povrini glave i alata Extruded Cut sa uglom. (slike 2.2.99 i 2.2.100)

Slika 2.2.99 Slika 2.2.100

Zavrnu skicu crtamo u ravni Front Plane, te je zaokreemo oko svoje ose alatom Revolved Boss/Base da bi dobili stablo vijka. (slike 2.2.101 i 2.2.102)

Slika 2.2.101 Slika 2.2.102


25

2.2.11. Modeliranje navrtke M6

Modeliranje navrtke poinjemo sa crtanjem estougla u ravni Top Plane, te izvlaenjem koristei alat Extruded Boss/Base. (slike 2.2.103 i 2.2.104)

Slika 2.2.103 Slika 2.2.104

Skoenje na navrtki pravimo koristei skicu krunice i alat Extruded Cut. Isti postupak ponavljamo i za donju povrinu navrtke. (slike 2.2.105 i 2.2.106)

Slika 2.2.105 Slika 2.2.106

Otvor na navrtki sa navojem M6 pravimo uz koritenje alata Hole Wizard i odabira odgovarajueg navoja. (slike 2.2.107 i 2.2.108)

Slika 2.2.107 Slika 2.2.108


26

Na dva oboda smjetena na gornjoj i donjoj povrini potrebno je uraditi 2 skoenja sa istim vrijednostima uglova, koristei alat Chamfer. (slike 2.2.109 i 2.2.110).

Slika 2.2.109 Slika 2.2.110

2.2.12. Modeliranje vijka M4

Modeliranje vijka M4 poinjemo sa skicom nacrtanoj u ravni Front, koju zaokreemo oko ose te dobijamo osnovni oblik vijka. (slike 2.2.111 i 2.2.112)

Slika 2.2.111 Slika 2.2.112

Na glavi vijka potrebno je napraviti prorez, to postiemo sa skicom u ravni Front i skidanjem materijala u oba smjera alatom Extruded Cut. (slike 2.2.113 i 2.2.114)

Slika 2.2.113 Slika 2.2.114


27

2.2.13. Modeliranje podloke

Modeliranje podloke se sastoji iz crtanja krunice u ravni Top Plane, te izvlaenja krunice alatom Extruded Boss/Base. (slike 2.2.115 i 2.2.116)

Slika 2.2.115 Slika 2.2.116

2.2.14. Modeliranje zaptivaa vretena

Za modeliranje zaptivaa vretena potrebno je nacrtati polovian izgled predmeta u ravni Front Plane, te ga zaokrenuti oko ose da bi dobili konaan izgled elementa. (slike 2.2.117 i 2.2.118)

Slika 2.2.117 Slika 2.2.118


28

2.3. Sklapanje dijelova Sklapanje dijelova vrimo u radnom okruenju Assembly (slika 2.3.1.). Uvoenje dijelova za sklapanje vrimo preko menija koji se nalazi na lijevoj strani okruenja. Klikom na opciju Browse otvara nam se prozor (slika 2.3.2.) u kojem odaberemo

izmodelirane elemente koje elimo sklopiti.


Slika 2.3.3


29

Za sklapanje dijelova koristit emo alat Mate iz Assembly palete alata. Prva dva dijela koje spajamo su vreteno i ruka. Oznait emo krunu povrnu na vrhu vretena, te odgovarajuu krunu povrinu na vrhu ruke, te potvrditi koncentrinu relaciju. (slika 2.3.4)


Potrebno je i poravnati vreteno sa rukom, pa zbog toga zadajemo i koincidentnu relaciju. (slika 2.3.5)

Na isti nain spajamo podloku sa ruicom. Prvo zadajemo spoj koincidentnosti, pa onda koncentrinosti. (slike 2.3.6 i 2.3.7)



30

Potrebno je spojiti vijak M4 sa ruicom, to radimo na isti nain kao kod prethodnih spojeva. (slike 2.3.8 i 2.3.9)


Takoer je potrebno osigurati vezu vijka M6 i velike ahure, to radimo sa dvije ve poznate relacije. (slike 2.3.10 i 2.3.11)


Kada smo spojili vijak sa ahurom, potrebno je spojiti i navrtku sa vijkom (slike 2.3.12 i 2.3.13)



31

Potrebno je da se spoje tijelo ventila i zaptiva ventila, relacijama za koncentrinost i koincidentnost. (slike 2.3.14 i 2.3.15)


Zaptiva prikljuka se spaja sa gornjom povrinom tijela, te unutranjim obodom. (slike 2.3.16 i 2.3.17)



32

Prikljuak se spaja sa zaptivaem prikljuka (slike 2.3.18 i 2.3.19)


Veu ahuru spajamo sa zaptivaem prikljuka (2.3.20 i 2.3.21)



33

Zaptiva vretena spajamo sa prikljukom (slike 2.3.22 i 2.3.23)


Manju ahuru spajamo sa zaptivaem vretena (slike 2.3.24 i 2.3.25)


Graninik spajamo sa velikom ahurom (slike 2.3.26 i 2.3.27)


34


Vreteno spajamo sa zaptivaem ventila (slike 2.3.28 i 2.3.29)



35

Na slici 2.3.30 prikazan je konaan sklop.

Slika 2.3.30


36

3. Zakljuak Zadatak maturskog rada bio je ugaoni ventil. Sastavni elementi i sklop uraeni su u programu SolidWorks. Namjena ventila je kontrolisanje protoka tenosti ili gasa. Funkcionalnost sklopa se ogleda u tome to ovaj ventil moe da obavlja svoju namjenu potpuno sam, bez postavljanja ventila u neki drugi sklop.

Poboljanje bi se moglo ogledati u skoenju na zadnjem dijelu tijela ventila u kojem se nalazi otvor za dotok fluida.

Prednosti ovog ventila su jednostavna konstrukcija elemenata i samog sklopa ventila.


37

LITERATURA

http://en.wikipedia.org/wiki/SolidWorks

http://en.wikipedia.org/wiki/Computer-aided_design

https://www.solidworks.com

http://sr.wikipedia.org/sr-el/Ventil


38

Prilog Sve sastavne elemente ventila modelirali smo na osnovu radionikih crtea koji slijede u nastavku. Sklapanje je takoer uraeno na osnovu sklopnog radionikog crtea. - Sklopni radioniki crte - Radioniki crte tijela ventila - Radioniki crte zaptivaa ventila - Radioniki crte zaptivaa prikljuka - Radioniki crte prikljuka - Radioniki crte vee ahure - Radioniki crte manje ahure - Radioniki crte graninika - Radioniki crte vretena - Radioniki crte ruke - Radioniki crte vijka M6 - Radioniki crte navrtke M6 - Radioniki crte vijka M4 - Radioniki crte podloke - Radioniki crte zaptivaa vretena

Documents

Maturski Rad - Modeliranje ugaonog ventila