PRŮZKUM A DEFINICE MEZNÍCH PARAMETRŮ OHYBU U STABILIZAČNÍCH TYČÍ AUTOMOBILU - PDF

Description
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF MANUFACTURING TECHNOLOGY PRŮZKUM

Please download to get full document.

View again

of 11
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Information
Category:

Food & Beverages

Publish on:

Views: 5 | Pages: 11

Extension: PDF | Download: 0

Share
Transcript
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV STROJÍRENSKÉ TECHNOLOGIE FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF MANUFACTURING TECHNOLOGY PRŮZKUM A DEFINICE MEZNÍCH PARAMETRŮ OHYBU U STABILIZAČNÍCH TYČÍ AUTOMOBILU INVESTIGATION AND BENDING LIMITS DEFINITION FOR TUBULAR STABILIZER BARS DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR Bc. PETER POLJAK Ing. EVA PETERKOVÁ, Ph.D. BRNO 2013 Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství Ústav strojírenské technologie Akademický rok: 2012/2013 ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE student(ka): Bc. Peter Poljak který/která studuje v magisterském navazujícím studijním programu obor: Strojírenská technologie a průmyslový management (2303T005) Ředitel ústavu Vám v souladu se zákonem č.111/1998 o vysokých školách a se Studijním a zkušebním řádem VUT v Brně určuje následující téma diplomové práce: Průzkum a definice mezních parametrů ohybu u stabilizačních tyčí automobilu v anglickém jazyce: Investigation and bending limits definition for tubular stabilizer bars Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedná se o průzkum vlivu parametrů ohybu na geometrickou a rozměrovou kvalitu ohýbaného dílce. Cíle diplomové práce: Teoretická analýza procesu ohýbání trubek. Popis stroje, ohýbacího procesu a silové mechaniky při ohybu zadané součásti. Analýza nastavení axiální síly a dalších parametrů ohýbací linky DKP. Sledování změn geometrie zkoumané ohýbané části (ovalita průřezu, zvlnění, změna tloušťky stěny, atd.) při různé kombinaci parametrů ohybu a velikosti axiální síly. Provedení potřebných experimentů dle možností firmy. Stanovení hodnotového rozsahu zkoumaných parametrů a definice optimálních procesních parametrů pro nastavení programu DKP. Seznam odborné literatury: HOSFORD, William F. and Robert M. CADDEL. Metal forming: Mechanics and Metallurgy. 3th ed. New York: Cambridge university press, s. ISBN MARCINIAK, Zdzislaw, John L. DUNCAN and Jack S. HU. Mechanics od Sheet Metal Forming. 2nd ed. Oxford: Butterworth-Heinemann, s. ISBN YAFEI, L. a E. DAXIN. Effects of Cross-Sectional Ovalization on Springback and Strain Distribution of Circular Tubes Under Bending. Journal of Materials Engineering and Performance [online]. 2011, Volume 20, Number 9, Pages [cit ]. ISSN DOI: /s z. Dostupné z: SAMEK, Radko, Zdeněk LIDMILA a Eva ŠMEHLÍKOVÁ. Speciální technologie tváření: Část II. 1. vyd. Brno: Akademické nakladatelství CERM, s. ISBN TANG, N. C. Plastic-deformation analysis in tube bending. International Journal of Pressure Vessels and Piping [online]. October 2000, Volume 77, Issue 12, Pages [cit ]. ISSN DOI: /S (00) Dostupné z: (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s ). Vedoucí diplomové práce: Ing. Eva Peterková, Ph.D. Termín odevzdání diplomové práce je stanoven časovým plánem akademického roku 2012/2013. V Brně, dne L.S. prof. Ing. Miroslav Píška, CSc. prof. RNDr. Miroslav Doupovec, CSc., dr. h. c. Ředitel ústavu Děkan fakulty FSI VUT DIPLOMOVÁ PRÁCA ABSTRAKT Predkladaná diplomová práca sa zaoberá ohýbaním rúrok ako podprocesom výroby stabilizačnej tyče automobilu. Hlavným cieľom práce je objasniť vplyv nastavovaných procesných parametrov ohybu na výsledný geometrický tvar výrobku a jeho vlastnosti. Práca obsahuje teoretický rozbor vybranej metódy ohýbania rúrok, popis vznikajúcich defektov a moţnosti ich odstránenia. Následne je prevedený popis ohýbacieho zariadenia špeciálne navrhnutého na výrobu stabilizátorov. V rámci praktickej časti sú prevedené experimenty na objasnenie vplyvu jednotlivých parametrov na výsledný ohyb. Klíčová slova ohýbanie rúrok, ohyb navíjaním, parametre ohybu ABSTRACT Submitted master s thesis deals with rotary draw bending of tubes as a subprocess of automobile s stabilizer bar production. The main goal of the thesis is to clarify the influence of the process parameters of the bend on the resulting shape and properties of the product. Submitted thesis includes theoretical description of the chosen tube bending technology, description of defects and possibilities of their removal. The description of the bending machine used for stabilizer bars production is done afterwards. Practical part of the thesis includes experiments clarifying influence of parameters on the resulting shape of the stabilizer bar. Key words tube bending, rotary draw bending, bending parameters. BIBLIOGRAFICKÁ CITÁCIA POLJAK, Peter. Průzkum a definice mezních parametrů ohybu u stabilizačních tyčí automobilu. Brno, s. Diplomová práce. Vysoké učení technické v Brně. Vedoucí práce Ing. Eva Peterková, Ph.D. FSI VUT DIPLOMOVÁ PRÁCA PREHLÁSENIE Prehlasujem, ţe som diplomovú prácu na tému Průzkum a definice mezních parametrů ohybu u stabilizačních tyčí automobilu vypracoval samostatne s pouţitím odbornej literatúry a prameňov, uvedených na zozname, ktorý tvorí prílohu tejto práce. Dátum Bc. Peter POLJAK FSI VUT DIPLOMOVÁ PRÁCA POĎAKOVANIE Týmto ďakujem Ing. Eve Peterkovej, Ph.D. za cenné rady a pripomienky pri vypracovaní diplomovej práce a prof. Ing Radkovi Samekovi, CSc. za sprostredkovanie projektu a dôleţitú pomoc s jeho riešením. Veľká vďaka patrí Bc. Josefovi Kuţelovi, ktorý bol spoluriešiteľom projektu za jeho profesionálny, obetavý a priateľský prístup a za to, ţe vytrval. Ďalej ďakujem spoločnostiam Mubea-HZP s.r.o., Mubea IT Spring Wire s.r.o. a Mubea Fahrwerksfedern GmbH a ich vedeniu za poskytnutie zázemia pre vytvorenie diplomovej práce. Menovité poďakovanie patrí Ing. Štefanovi Šafranekovi, Dipl. Ing. Sergiovi Macedovi, Dipl. Ing. Danovi Rösslerovi, Dipl. Ing. Mariovi Mücherovi a kolektívu konštrukcie a projektov firmy Mubea-HZP s.r.o. Taktieţ ďakujem všetkým kolegyniam a kolegom, ktorý sa na projekte podieľali a pomáhali s jeho realizáciou. Bez nich by nebolo moţné prácu vytvoriť. Ďakujem spoločnosti MCAE s.r.o. za spoluprácu na experimentoch, menovite Ing. Marekovi Blaţovi. Za pomoc so štatistickým vyhodnotením ďakujem Ing. Josefovi Bednářovi Ph.D. V neposlednom rade ďakujem mojim rodičom a rodine za podporu, pomoc a moţnosť študovať na VUT v Brně. FSI VUT DIPLOMOVÁ PRÁCA OBSAH ABSTRAKT PREHLÁSENIE POĎAKOVANIE OBSAH Úvod Rozbor súčasného stavu MuBea Predstavenie Firmy Stabilizačná tyč automobilu Ciele práce ZOZNAM POUŢITÝCH ZDROJOV FSI VUT DIPLOMOVÁ PRÁCE List 8 ÚVOD Automobily tvoria v súčasnosti neodmysliteľnú súčasť ţivota väčšiny ľudí ţijúcich v civilizovanom svete. Ich azda najväčší rozmach, o ktorý sa zaslúţil americký podnikateľ Henry Ford, je spájaný so zavedením pásovej výroby modelu Ford T. Vďaka tomu sa osobné automobily sprístupnili beţným ľuďom a neboli uţ len výsadou vyššej spoločnosti. Obrovský rozmach automobilového priemyslu a jeho adaptácia do všetkých oblastí spoločenského ţivota sa stal jedným so základov dobre fungujúcej spoločnosti. Práve cestná doprava tvorí jeden z hlavných transportných prostriedkov pre väčšinu tovaru. Automobilový priemysel spája všetkých producentov automobilov a ich dodávateľov, čím poskytuje prácu miliónom ľudí na celom svete. Tvorí tak základ priemyslu a ekonomiky viacerých krajín, vrátane Českej republiky a Slovenska. Prácu v ňom v týchto krajinách nachádza veľké mnoţstvo ľudí rôznych profesií a vzdelania. Celosvetová ekonomická kríza v roku 2008 a 2009 spôsobila výrazný pokles výroby automobilov. Priemysel sa však rýchlo stabilizoval a uţ v nasledujúcich rokoch sa vrátil na pôvodnú úroveň s rastúcou tendenciou. Vyuţívanie automobilovej dopravy je pre veľa ľudí a spoločností nutnosťou, ale aj otázkou komfortu a prestíţe. Aj preto sa do budúcnosti nepredpokladá dlhodobý pokles tohto odvetvia. Na automobily sú v dnešnej dobe kladené vysoké nároky. Cestovanie v nich má byť hlavne bezpečné, lacné, pohodlné a v poslednej dobe aj ekologické. Doprava sa z dôvodu celosvetového zvyšovania cien ropy stáva čoraz nákladnejšou, čo sa odzrkadľuje na cenách všetkých výrobkov dostupných na trhu. Automobilky sa preto snaţia ísť cestou zniţovania spotreby paliva a objemu škodlivých emisií. Nevyhnutnou podmienkou dosiahnutia tejto stratégie je zniţovanie hmotnosti jednotlivých komponentov. Tu opäť prichádzajú na rad subdodávatelia, ktorí sa aplikáciou najmodernejších technológií snaţia získať významné postavenie na trhu. Aj vďaka nim je moţné udrţať zvolený trend vo vývoji automobilov. Medzi dodávateľskými spoločnosťami má dlhodobo vybudované svoje miesto skupina Mubea (logo na obr. 1). So závodmi rozloţenými po celom svete sa dlhodobo snaţí zniţovať hmotnosť dielov, ktoré automobilkám dodáva. Jednou z oblastí jej výroby je produkcia stabilizátorov. Stabilizátory, ako bude popísané v práci, v sebe spájajú prvok bezpečnosti a komfortu posádky vozidla spolu s moţnosťou úspory hmotnosti. Skupina Mubea sa neustále venuje vývoju týchto súčiastok a zlepšovaniu výrobných postupov. Predkladaná diplomová práca je súčasťou tohto výskumu. Štúdia sa zaoberá zdokonalením výroby stabilizačných tyčí. Jej hlavným cieľom je objasniť procesy vyuţívané pri ohýbaní týchto výrobkov špeciálnymi metódami, ktoré boli navrhnuté skupinou Mubea. Obr. 1 Logo skupiny Mubea [1] FSI VUT DIPLOMOVÁ PRÁCE List 9 1 ROZBOR SÚČASNÉHO STAVU Zadanie diplomovej práce vychádza z problémov vznikajúcich pri výrobe stabilizačných tyčí typu Epsilon Base II Ø 28x4 do automobilov koncernu GM v rámci skupiny Mubea. Nasledujúce kapitoly sa budú venovať predstaveniu spoločnosti a popisu vyrábaného dielca. 1.1 MUBEA PREDSTAVENIE FIRMY Skupina Mubea je nadnárodnou spoločnosťou s hlavným sídlom v nemeckom meste Attendorn. Spoločnosť je na trhu od roku 1916, kedy začala s výrobou pruţín. Za uplynulých takmer 100 rokov sa skupina rozšírila, pričom v súčasnosti zamestnáva 7500 zamestnancovpeter v dvadsiatich výrobných a výskumných závodoch, ktoré sa nachádzajú v pätnástich krajinách po celom svete. Celosvetový obrat v roku 2012 bol 1,3 miliardy eur [2]. Mubea sa zaoberá hlavne výrobou komponentov pre automobilový priemysel, kde si drţí svoje stabilné miesto na trhu, a to najmä vďaka zodpovednému prístupu a snahe o maximálne uspokojenie zákazníkov. Svoje výrobky dodáva pre všetky svetové automobilky, pričom v objeme predaja zaujíma v mnohých oblastiach svetové prvenstvo. Portfólio produktov je veľmi široké. V oblasti automobilového priemyslu firma celosvetovo vyrába súčasti motorov, prevodoviek, podvozku, karosérie a interiéru (obr. 2). Skupina Mubea Motor Prevodovka Podvozok Karoséria Interiér Vačkové hriadele Tanierové pruţiny Drôtové pruţiny Rúrky s premenlivou hrúbkou Sedačky Ventilové pruţiny Trubkové hriadele Stabilizátory Karbónové vlákna Hlavové opierky Pruţné hadicové spony Rúrky s premenlivou hrúbkou Napínače remeňov Listové pruţiny Obr. 2 Výrobné portfólio skupiny Mubea [1] Hlavnou filozofiou firmy je zameranie sa na odľahčenie konštrukcie automobilov, z dôvodu šetrenia ţivotného prostredia vďaka niţším emisiám oxidu uhličitého. Aplikáciou technológií firmy je moţné zníţiť hmotnosť automobilov o viac ako 25 kg. Pri zníţení hmotnosti vozidla o 10 kg je moţná úspora aţ 1 g CO 2 na jeden kilometer [3]. FSI VUT DIPLOMOVÁ PRÁCE List 10 Hlavné zázemie pri tvorbe diplomovej práce poskytol závod Mubea-HZP s.r.o. v Prostějove. Na experimentoch ďalej spolupracovali Mubea IT Spring Wire s.r.o. z Prostějova a Mubea Fahrwerksfedern GmbH sídliaca vo Weißensee v Nemecku. Tieto pobočky sa zameriavajú na výrobu a vývoj podvozkových častí, najmä stabilizátorov a pruţín. 1.2 STABILIZAČNÁ TYČ AUTOMOBILU Vývoj osobných automobilov v oblasti výkonu so sebou ruka v ruke prináša neustále zvyšovanie nárokov na pohodlie, jazdné vlastnosti a najmä bezpečnosť počas jazdy. Jedným z hlavných konštrukčných prvkov podieľajúcich sa na týchto faktoroch je podvozok vozidla. Jeho neoddeliteľnou súčasťou na všetkých modeloch automobilov je v dnešnej dobe stabilizačná tyč, resp. stabilizátor [4]. História stabilizátorov sa datuje od roku 1919, kedy si ho nechal patentovať Kanaďan S. L. C. Coleman [4]. Do beţných automobilov sa začali stabilizačné tyče montovať v 50. rokoch minulého storočia. Ich vývoj vyvrcholil zhruba o 30 rokov neskôr nahradením tyčového materiálu rúrkami. Po ich príprave do hromadnej výroby ich spoločnosť Mubea uviedla na európsky trh v automobile Porsche 928 [5]. Stabilizátor je v princípe torzná pruţina v tvare písmena U, ktorá na jednotlivých nápravách spája osi ľavého a pravého kolesa (obr. 2). Skladá sa zo zadnej časti a dvoch ramien. V strede je upevnená o spodnú časť automobilu, zvyčajne pomocou oceľových upínok a gumových loţísk, ramená sú uchytené o zavesenie jednotlivých osí kolies auta. Výsledný tvar je podmienený uloţením ostatných súčiastok v automobile tak, aby pri jazde nedochádzalo ku kolíziám. Aj z tohto dôvodu je kladený veľký dôraz na dodrţiavanie rozmerových tolerancií stabilizátora. 1.3 CIELE PRÁCE Cieľom práce je najprv teoreticky analyzovať proces ohýbania rúrok a popísať stroj spoločnosti Mubea HZP s.r.o. pouţívaný na výrobu spolu s jeho silovým rozborom a moţnosťami nastavenia procesných parametrov. Následne budú v rámci moţností firmy prevedené experimenty na skúmanie vplyvu nastaviteľných parametrov na výslednú geometriu ohýbanej súčasti. V závere budú definované vhodné hodnoty parametrov pouţiteľných vo výrobe. FSI VUT DIPLOMOVÁ PRÁCE List 11 ZOZNAM POUŽITÝCH ZDROJOV 1. Mubea. MUHR UND BENDER KG. Mubea [online] [vid ]. Dostupné z: 2. Mubea Pohybuje: Časopis zaměstnanců společnosti Mubea. Attendorn: Muhr und Bender KG, 2012, č. 4/ MUHR UND BENDER KG. Introduction of the Mubea group: prezentácia Car Tech Stuff: Sway Bars. Car Tech Stuff [online] , [vid ]. Dostupné z: 5. MUHR UND BENDER KG. Mubea Akademie: Stabilizer bars. 2013, 56 s.
Related Search
Similar documents
View more...
We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks