De Kraanconstructie
P2.1
TMWK- IPRO1-VT-R0 08/10/2019
Silvy van Merode
2124766
1
,Inhoud
1. Samenvatting................................................................................................................................... 3
2. Inleiding ........................................................................................................................................... 4
3. Ontvangen opdracht ....................................................................................................................... 5
4. Krachtenberekeningen .................................................................................................................... 6
4.1 Vrijlichaamsschema ................................................................................................................. 6
4.2 Berekening steunpuntreacties ................................................................................................ 7
4.3 NDM-lijnen .............................................................................................................................. 9
4.4 Grafieken ............................................................................................................................... 11
5. Profielbepaling .............................................................................................................................. 12
6. Lagers............................................................................................................................................. 14
6.1 Concept lagerschets .............................................................................................................. 15
6.2 Lagerberekeningen ................................................................................................................ 16
6.3 Afdichting .............................................................................................................................. 17
6.4 Lagergegevens ....................................................................................................................... 18
7. Hoofdsamenstelling....................................................................................................................... 21
7.1 WBS ....................................................................................................................................... 21
7.2 Samenstellingstekening ......................................................................................................... 21
8. Lastekening.................................................................................................................................... 23
9. Monotekeningen ........................................................................................................................... 25
10. Conclusie ................................................................................................................................... 29
11. Aanbevelingen ........................................................................................................................... 30
Bijlagen .................................................................................................................................................. 31
Bijlage 1 Gegevens loopkat .......................................................................................................... 31
Bijlage 2 Gegevens lier ................................................................................................................. 32
Bijlage 3 Profielkeuze ................................................................................................................... 33
Bijlage 4 Doorsnede lagermodules .............................................................................................. 34
2
, 1. Samenvatting
De opdrachtgever voor dit eerste project in het tweedejaar ‘’De Kraanconstructie’’ van de opleiding
HBO werktuigbouwkunde is Avans Hogeschool te Breda. Het doel van De Kraanconstructie is om een
zwenkarm te ontwerpen. Hiervoor zullen verschillende stappen doorlopen moeten worden. De
student zal zijn/haar kennis van het eerste leerjaar moeten toepassen om tot een correct
eindontwerp te komen.
Het doel van dit technisch constructie dossier is het leveren van onderbouwingen bij gemaakte
keuzes voor het ontwerp van de zwenkkraan volgens ontvangen specificaties. Iedere gemaakte stap
in het ontwerpproces zal in dit dossier beschreven worden. Met de nodige argumentatie zal er een
definitief ontwerp van de zwenkarm naar voren komen.
Allereerst worden alle externe belastingen bepaald door middel van een vrijlichaamsschema. Zo is er
een duidelijk overzicht van krachten, bekend en onbekend. Nadat de onbekende krachten berekend
zijn, worden ook de interne belastingen in kaart gebracht. Door middel van grafieken is er in één
oogopslag te zien hoe groot de grootste belastingen zijn en waar deze zich bevinden. Deze belasting
is belangrijk voor het maken van de profielkeuze. Er is gekozen voor een I-profiel, dit is een ideale
vorm in verband met de loopkat.
Vervolgens wordt er aandacht besteed aan de lagermodules. Voordat er berekeningen gemaakt
worden, zijn er concept lagerschetsen gemaakt. Zo is er vòòr het berekenen aan de lagers al
aandacht besteedt aan de lagerkeuze en vorm van het huis. Inmiddels is er ook een 3d-model van de
profielen gemaakt, waaruit het gewicht en zwaartepunt gehaald kunnen worden. Op deze manier
worden de krachten op de lagers berekend, waarna er een bijpassende lagerkeuze gemaakt kan
worden. Er is gekozen voor een zelfinstellend tweerijig tonlager in de boven-en ondermodule. Aan de
ondermodule is ook een taatslager toegevoegd, in verband met de axiale kracht die in de
bovenmodule afwezig is. Als afdichting is er gekozen voor een oliekeerring.
In het WBS zijn alle benodigde onderdelen voor de zwenkarm overzichtelijk weergeven. Deze
onderdelen komen ook naar voren in de stuklijst van de samenstellingstekening. In deze tekening is
de gehele zwenkarm weergeven met hoofdafmetingen en doorsnedes van de lagermodules. Ook is
er een lassamenstellingstekening gemaakt, zodat de zwenkarm op een juiste manier geproduceerd
kan worden. Tot slot zijn er monotekeningen gemaakt van de lagermodule aan de onderzijde van de
zwenkarm.
3
, 2. Inleiding
Avans Hogeschool geeft tweedejaars werktuigbouwkunde studenten de opdracht om een
kolomhijskraan of wandhijskraan te ontwerpen. Iedere student ontvangt een unieke specificatie.
Vanuit deze specificatie dient de student een eigen ontwerp te maken.
Dit individuele project vindt plaats in de eerste periode van het tweede leerjaar. De kraan moet
voldoen aan de gegeven randvoorwaarden. Zodat aan het eind van de periode een technisch
constructie dossier geleverd wordt, dat onder andere duidelijke onderbouwingen van keuzes en een
volledig 3d-model bevat.
Tijdens dit project zal de student theorie van vakken uit het eerste jaar moeten benutten. De vakken
statica, machineonderdelen, sterkteleer, 2d-en 3d-tekenen zullen toegepast worden om tot een goed
ontwerp te komen.
Het doel van dit technisch constructie dossier is het leveren van onderbouwingen bij gemaakte
keuzes voor het ontwerp van de zwenkkraan volgens ontvangen specificaties.
Allereerst zal de student kracht- en spanningsberekeningen moeten maken om een profielkeuze te
kunnen maken. Vervolgens zal dit ook gebeuren om tot een keuze van lagers te komen. Wanneer de
keuzes zijn onderbouwd en beslissingen zijn genomen, kan er een model worden gemaakt.
De kraan moet voldoen aan de ontvangen specificaties. Er mag geen gebruik worden gemaakt van
software om berekeningen uit te voeren. De profielen moeten worden gekozen worden uit
beschikbare handelsafmetingen. Glijlagers, onderhoudsvrije lagers en complete standaardblokken
zijn niet toegestaan. Het eigengewicht moet meegenomen worden in de berekeningen van de lagers.
Dit eigengewicht hoeft niet meegenomen te worden in de berekening van de interne belasting van
de zwenkarm.
De ontvangen opdracht met unieke specificaties wordt weergeven in hoofdstuk 3. Vervolgens starten
de berekeningen. Met in hoofdstuk 4 de krachtenberekeningen inclusief vrijlichaamschema’s,
steunpuntreacties en NDM-lijnen. In hoofdstuk 5 wordt de profielbepaling gedaan waarna in
hoofdstuk 6 de lagerberekeningen worden gemaakt. Hierbij horen ook de concept lagerschetsen en
gegevens van uiteindelijk gekozen lagers. In hoofdstuk 7 wordt de hoofdsamenstelling van de kraan
gegeven. In hoofdstuk 8 de lastekening en in hoofdstuk 9 enkele monotekeningen. Tot slot is er een
conclusie met aanbevelingen.
4
P2.1
TMWK- IPRO1-VT-R0 08/10/2019
Silvy van Merode
2124766
1
,Inhoud
1. Samenvatting................................................................................................................................... 3
2. Inleiding ........................................................................................................................................... 4
3. Ontvangen opdracht ....................................................................................................................... 5
4. Krachtenberekeningen .................................................................................................................... 6
4.1 Vrijlichaamsschema ................................................................................................................. 6
4.2 Berekening steunpuntreacties ................................................................................................ 7
4.3 NDM-lijnen .............................................................................................................................. 9
4.4 Grafieken ............................................................................................................................... 11
5. Profielbepaling .............................................................................................................................. 12
6. Lagers............................................................................................................................................. 14
6.1 Concept lagerschets .............................................................................................................. 15
6.2 Lagerberekeningen ................................................................................................................ 16
6.3 Afdichting .............................................................................................................................. 17
6.4 Lagergegevens ....................................................................................................................... 18
7. Hoofdsamenstelling....................................................................................................................... 21
7.1 WBS ....................................................................................................................................... 21
7.2 Samenstellingstekening ......................................................................................................... 21
8. Lastekening.................................................................................................................................... 23
9. Monotekeningen ........................................................................................................................... 25
10. Conclusie ................................................................................................................................... 29
11. Aanbevelingen ........................................................................................................................... 30
Bijlagen .................................................................................................................................................. 31
Bijlage 1 Gegevens loopkat .......................................................................................................... 31
Bijlage 2 Gegevens lier ................................................................................................................. 32
Bijlage 3 Profielkeuze ................................................................................................................... 33
Bijlage 4 Doorsnede lagermodules .............................................................................................. 34
2
, 1. Samenvatting
De opdrachtgever voor dit eerste project in het tweedejaar ‘’De Kraanconstructie’’ van de opleiding
HBO werktuigbouwkunde is Avans Hogeschool te Breda. Het doel van De Kraanconstructie is om een
zwenkarm te ontwerpen. Hiervoor zullen verschillende stappen doorlopen moeten worden. De
student zal zijn/haar kennis van het eerste leerjaar moeten toepassen om tot een correct
eindontwerp te komen.
Het doel van dit technisch constructie dossier is het leveren van onderbouwingen bij gemaakte
keuzes voor het ontwerp van de zwenkkraan volgens ontvangen specificaties. Iedere gemaakte stap
in het ontwerpproces zal in dit dossier beschreven worden. Met de nodige argumentatie zal er een
definitief ontwerp van de zwenkarm naar voren komen.
Allereerst worden alle externe belastingen bepaald door middel van een vrijlichaamsschema. Zo is er
een duidelijk overzicht van krachten, bekend en onbekend. Nadat de onbekende krachten berekend
zijn, worden ook de interne belastingen in kaart gebracht. Door middel van grafieken is er in één
oogopslag te zien hoe groot de grootste belastingen zijn en waar deze zich bevinden. Deze belasting
is belangrijk voor het maken van de profielkeuze. Er is gekozen voor een I-profiel, dit is een ideale
vorm in verband met de loopkat.
Vervolgens wordt er aandacht besteed aan de lagermodules. Voordat er berekeningen gemaakt
worden, zijn er concept lagerschetsen gemaakt. Zo is er vòòr het berekenen aan de lagers al
aandacht besteedt aan de lagerkeuze en vorm van het huis. Inmiddels is er ook een 3d-model van de
profielen gemaakt, waaruit het gewicht en zwaartepunt gehaald kunnen worden. Op deze manier
worden de krachten op de lagers berekend, waarna er een bijpassende lagerkeuze gemaakt kan
worden. Er is gekozen voor een zelfinstellend tweerijig tonlager in de boven-en ondermodule. Aan de
ondermodule is ook een taatslager toegevoegd, in verband met de axiale kracht die in de
bovenmodule afwezig is. Als afdichting is er gekozen voor een oliekeerring.
In het WBS zijn alle benodigde onderdelen voor de zwenkarm overzichtelijk weergeven. Deze
onderdelen komen ook naar voren in de stuklijst van de samenstellingstekening. In deze tekening is
de gehele zwenkarm weergeven met hoofdafmetingen en doorsnedes van de lagermodules. Ook is
er een lassamenstellingstekening gemaakt, zodat de zwenkarm op een juiste manier geproduceerd
kan worden. Tot slot zijn er monotekeningen gemaakt van de lagermodule aan de onderzijde van de
zwenkarm.
3
, 2. Inleiding
Avans Hogeschool geeft tweedejaars werktuigbouwkunde studenten de opdracht om een
kolomhijskraan of wandhijskraan te ontwerpen. Iedere student ontvangt een unieke specificatie.
Vanuit deze specificatie dient de student een eigen ontwerp te maken.
Dit individuele project vindt plaats in de eerste periode van het tweede leerjaar. De kraan moet
voldoen aan de gegeven randvoorwaarden. Zodat aan het eind van de periode een technisch
constructie dossier geleverd wordt, dat onder andere duidelijke onderbouwingen van keuzes en een
volledig 3d-model bevat.
Tijdens dit project zal de student theorie van vakken uit het eerste jaar moeten benutten. De vakken
statica, machineonderdelen, sterkteleer, 2d-en 3d-tekenen zullen toegepast worden om tot een goed
ontwerp te komen.
Het doel van dit technisch constructie dossier is het leveren van onderbouwingen bij gemaakte
keuzes voor het ontwerp van de zwenkkraan volgens ontvangen specificaties.
Allereerst zal de student kracht- en spanningsberekeningen moeten maken om een profielkeuze te
kunnen maken. Vervolgens zal dit ook gebeuren om tot een keuze van lagers te komen. Wanneer de
keuzes zijn onderbouwd en beslissingen zijn genomen, kan er een model worden gemaakt.
De kraan moet voldoen aan de ontvangen specificaties. Er mag geen gebruik worden gemaakt van
software om berekeningen uit te voeren. De profielen moeten worden gekozen worden uit
beschikbare handelsafmetingen. Glijlagers, onderhoudsvrije lagers en complete standaardblokken
zijn niet toegestaan. Het eigengewicht moet meegenomen worden in de berekeningen van de lagers.
Dit eigengewicht hoeft niet meegenomen te worden in de berekening van de interne belasting van
de zwenkarm.
De ontvangen opdracht met unieke specificaties wordt weergeven in hoofdstuk 3. Vervolgens starten
de berekeningen. Met in hoofdstuk 4 de krachtenberekeningen inclusief vrijlichaamschema’s,
steunpuntreacties en NDM-lijnen. In hoofdstuk 5 wordt de profielbepaling gedaan waarna in
hoofdstuk 6 de lagerberekeningen worden gemaakt. Hierbij horen ook de concept lagerschetsen en
gegevens van uiteindelijk gekozen lagers. In hoofdstuk 7 wordt de hoofdsamenstelling van de kraan
gegeven. In hoofdstuk 8 de lastekening en in hoofdstuk 9 enkele monotekeningen. Tot slot is er een
conclusie met aanbevelingen.
4
