לפוסטר מברג מומנט בעל סגירה "רכה" לחץ כאן
Transcription
לפוסטר מברג מומנט בעל סגירה "רכה" לחץ כאן
מברג מומנט בעל סגירה "רכה" No click type torque screwdriver הלקוח שלמה נזר חברת "רפאל" פרויקט תכן מוצר חדש – 034353/4 אלכסי נרדיוז'ב ,איגור חוחוטקין ,גרשון אליאסוב המנחה ד"ר יורם קירזון תיאור המוצר /הפרויקט תקציר בחברת "רפאל" משתמשים במברג מומנט מתכוונן ( )Torque screwdriverלסגירת ברגים במומנט מבוקר במכלולים אופטיים עדינים. סוג זה של מברג ,כאשר מגיע למומנט הרצוי משמיע נקישות ,הנובעות מקפיצות של המנגנון. קפיצות אלה עלולות לגרום לסטיות בלתי מבוקרות במומנט ההידוק ולפעמים גם לנזק אחר במערכות עדינות. הלקוח מעוניין במברג מומנט מכני ) (Manual torque screwdriverאשר יהיה בעל סגירה "רכה", כלומר ללא נקישות. מעגל חשמלי להדלקת נורית לד דרישות הלקוח /הפונקציות /מטרות הפרויקט ידית דרישות הפרויקט: • • • • • • • • • • • • נדרש לפתח מברג מומנט מתכוונן בעל סגירה "רכה" (שלא משמיע נקישות). גודל המומנטים המבוקשים. ]Nm] 3.6 ,2.4 ,1.8 ,1.2 ,0.8 ,0.6 , 0.4 : דיוק של .6% מנגנון מכני בלבד. תבריג ימני בלבד. מומנט פתיחה לפחות פי 1.5ממומנט הסגירה. החלפת ראשים בעזרת מתאם תקני. אטימות ברמה . 65IP סביבת עבודה :חדר נקי. עיצוב מוצר אסתטי. הוראות תפעול פשוטות. תיקון המוצר ניתן לביצוע תוך 48שעות לכל היותר. קפיץ הפתרון הנבחר מבוסס על מוט מרכזי הממוסב ע"י שני מסבים כדוריים בתוך מעין צינור שהוא ידית המברג . על המוט כרוך קפיץ פיתול בעל כ 40-כריכות אשר מחובר בקצה אחד למוט ובקצה שני לידית . מוט כיול המברג למומנט סגירה מבוקש מתבצע בשני שלבים : א .מותחים את קפיץ הפיתול למומנט המבוקש ע"י סיבוב המוט ביחס לידית בשיעור ידוע מראש. ב .נועלים את המצב היחסי שנוצר בעזרת מעצור חד-כיווני בין המוט והידית . מעצור זה מונע מהקפיץ להשתחרר אבל מאפשר מתיחת יתר . האתגרים .1 .2 .3 .4 .5 בזמן סגירת בורג ,סיבוב הידית מעביר את המומנט המופעל למוט ,דרך הקפיץ המתוח , והמוט מעביר את המומנט לבורג . גיבוש פתרון מעשי למבנה של מברג בעל סגירה "רכה". השגת טווח מומנטים לפי דרישות הלקוח. גודל מברג סביר. משקל מברג סביר. השגת דיוק של 6%מהערך המכוון. כאשר מומנט הסגירה מגיע למעט מעל הערך המכויל ,נוצרת מתיחת יתר הגורמת לנתק במעצור ,ולסיבוב קל בין הידית והמוט . תזוזה יחסית זו גורמת ,באמצעות מיקרו-מפסק ,להדלקת נורית לד המורה למשתמש שהגיע למומנט הנדרש . רקע תיאורטי /מודל המנגנון הנבחר מבוסס על קפיץ פיתול בעל מספר רב של כריכות .ניתן לראות מהגרפים שלא קיים קפיץ שמכסה את כל תחום המומנטים המבוקשים ולכן בחרנו בקפיץ שנותן פתרון עבור תחום ] , 0-1.2 [Nmואם נרצה לכסות את שאר המומנטים ) (1.8-3.6נצטרך להחליף קפיץ . C=D/d=17.8/2.4=7.4≈8 ←הגרף העבודה שלנו בצבע כחול C=4 C=5 C=6 C=7 C=8 C=9 C=10 C=11 C=12 35 30 25 20 15 17.4 10 5 תוצאות הבדיקות והניסויים לפני שהייצור יצא לפועל ערכנו ניסויים על קפיץ על מנת לבדוק נכונות חישובים והתאמת תאוריה לפרקטיקה .לצורך זה נבנה מתקן שבעזרתו פיתלנו 3קפיצים באורכים שונים למומנטים שונים ובדקנו ערכים שהתקבלו .הצגנו אותם בעזרת גרף של מומנט כתלות בזווית סיבוב. ניסוי מתיחת קפיץ y = 2.0211x 1000 y = 1.8467x 800 600 400 200 0 800 קוטר נומינלי של הקפיץ ][mm 600 קפיץ באורך 101 400 מעלות קפיץ באורך 104 200 0 קפיץ באורך 107 *כפי שניתן לראות מהגרפים קיבלנו קבוע קפיץ קטן מהתאורטי. הנחות לבחירה ונתוני הקפיץ: נתוני הקפיץ שהתקבלו: d=2.4 mm קוטר תייל: music wire חומר : 19mm קוטר חיצוני: straight offset סוג קצוות : L.H כיוון הכריכות: 40 מס' כריכות: אורך חופשי מינימלי100 mm : 1585 Nmm מומנט מקסימלי: זווית פיתול מקסימלית 595 :מעלות ]Nmm/deg] 2.66 מומנט למעלה (קבוע קפיץ) : 1200 y = 2.3022x 0 בחרנו שרירותית שאורך הקפיץ לא יעלה על 100מ"מ על מנת להגביל את אורך המברג. החלטנו שקוטר הקפיץ החיצוני יהיה 19מ"מ על מנת שידית המברג לא תהיה עבה מידי. 1400 מומנט][Nmm 40000 38000 36000 34000 32000 30000 28000 26000 24000 22000 20000מומנט מקסימלי 18000המותר ][Nmm 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 השימוש במברג דורש תרגול על מנת למנוע חריגה של מעל 6%מהמומנט המבוקש . בדיקות שנערכו על הקפיץ: בדיקות עומס יתר :העמסנו את הקפיץ שלוש פעמים בעומס של 125%מהערך המרבי שבו הוא אמור לעבוד( ].)1.5 [Nm לאחר התהליך בדקנו שלא נגרם שום נזק לקפיץ ושהוא לא התעוות. תודות לד"ר יורם קירזון על הנחייתו ,מסירותו ,והשקעתו בנו ובפרויקט. למר שלמה נזר על הצעת ומימון הפרויקט. לצוות בית המלאכה על תמיכתם הטכנית ובפרט ליעקב האוזר על ייצור מתקן הניסוי. לרומן שמסוטדינוב על תמיכתו המקצועית בבחירת הרכיבים האלקטרונים והרכבתם. לכפיר כהן על עזרתו והנחייתו לאורך הפרויקט. ל"אחים חורי" ,עיבוד שבבי מדויק ,על ייצור החלקים. לד"ר חגי במברגר על הדרכתו בפרויקט. לגברת לאה שטרן על טיפולה בהליך הרכש. לצבי שטרולוביץ ,מעבדה לאיכות ,EQLמת"ם ,על הכלים שקיבלנו ממנו ועל כיול המברג.