Lejearrangement - Rapporten - Styrkelære - Akselberegning - Tolerancer - Materialelære - Robot - Gokartberegning - Pladeklip
Link til UVM læreplaner "Teknikfag Udvikling og produktion A" (Se under teknikfag) gælder på OTG, fra 2019. Direkte link (pdf).
Lejearrangement
Samlingstegning - eksempel - af Lejearrangement.
Brug nedenstående til at bestemme hoveddimensioner og beregne lejestørrelser.
Valg af komponenter
Kuglelejer skal være fx SKF efter DIN 625-1. Akseldiameter vælges mellem ø17 - ø20 - ø25 - ø30 - ø35 - ø40 - ø45 - ø50. Kuglejets udvendige diameter vælges så det passer og afhængig af typebetegnelse, mellem ø30 - ø32 - ø35 - ø40 - ø47 - ø52 - ø62 - ø72 - ø80.
Tætningsringe vælges efter DIN 3760. Metriske mål. Indvendig diameter (akseldiameter) ø17 - ø20 - ø25 - ø30 - ø32 - ø35 - ø40 - ø45. Udvendig diameter vælges så det passer til konstruktionen mellem ø30 - ø35 - ø40 - ø42 - ø45 - ø47 - ø52 - ø55 - ø65 - ø75. Tætningsringens udv. diameter skal være lidt mindre end kuglelejets udv. diameter.
Pasfeder (Key) vælges så den passer til den aktuelle akseldiameter. Efter DIN 6885 og DS96. Dimensioner kan være 5 x 5, 6 x 6, 8 x 7, 10 x 8, 12 x 8. Vælges i længder der passer fx 20, 22, 25, 28, 30, 32, 36, 40, 45, 50.
Se også senere på siden.
Konstruktion af lejearrangement
Lejearrangementet er en del af en roterende maskine, det kan være til en mejetærsker, en elevator, en ventilator, en ærtehøster eller lignende. Inden du kan gå i gang med at tegne, får du oplyst nogle enkelte hovedmål for indbygningsforholdene, samt hvilken kraft og omdrejningstal maskinen udsættes for. Se det i din egen personlige opgave. Her oplyses målene og lejebelastninger, som vist på nedenstående skitse.
Vedr. beregning af kraft og lejereaktioner, se også dokumentet om Akselberegning.
Først skal du beregne kuglelejestørrelse, vælge olietætningsring og et hertil hørende dæksel. Brug hertil de udleverede bilag. Herunder vises forskellige belastninger, omdrejningstal og levetider - som eksempler.
Tegninger udføres efter de grundlæggende regler fra DS128 for tegning, og DS129 regler for målsætning.
Her kan du se en nærmere forklaringer til kuglelejer, og der er vist forslag til tegning og målsætning af forskellige dele til lejearrangementet.
Kuglelejebestemmelse
Brug ”Lærebog om kuglelejer” til at bestemme størrelse og indbygning. Kuglelejestål er et gennem-hærdbart stål, ofte betegnet "crom-stål" efter DIN/EN 100Cr6.
Sporkuglejer er opbygget i serier (60, 62, 63), der går ud fra akseldiameteren, og med forskellig bredde og udvendig diameter.
En huskeregel for lejer med akseldiameter ≥ 20 mm er, at man kan gange de sidste to cifre med 5 for at få akseldiameteren. Fx SKF6005, SKF6205 eller SKF6305 har alle akseldiameteren ø25 mm. SKF6206 har akseldiameteren ø30mm. SKF 6309 har akseldiameteren ø45 osv.
Lejer fås åbne, eller lukkede (enten med støvplade eller gummitætning) - fx 1z eller 2Z (m. støvplade) eller RS1 eller 2RS1 (m. gummipakning). Se også SKF-kataloger Online.
Kuglelejer kan findes i Inventor ”Content Center”. Find SKF single row bearings, og vælg den type du skal bruge, i hht. dine beregninger. Se herunder.
Her vises et eksempel med data for lejet SKF 6005 markeret. Diameter ø25, ø47 og bredde 12 mm. Rundingsradius r = 0,6 mm. Bæretallet C = 11.200 N.
Anlægshøjde på akslen findes på side 43. Tallet hmin angiver akselbrystets min. højde.
Dimensioneringen og valget af kuglelejer afhænger af maskintype og belastningen. Se tabellen herunder.
Indbygningsforhold for kuglelejet.
Hvis du skal beregne kuglelejet så beskriv maskintypen og indbygningsforholdene. Se nærmere i kuglelejekataloget.
Prøv også denne kuglelejeberegner. Her beregnes levetidsfaktoren matematisk, med en nøjagtighed på ca. ±1% i forhold til SKF-kuglelejekatalog. Gælder for alm. kuglelejer (Deep groove ballbearings) - serierne 60, 62 og 63. Åbne eller lukkede lejer (2Z og 2RS1)
Indtast værdier for kuglelejet:
Udregnes efter SKF kuglelejekatalog
Beregningen baseres på omregning fra "millioner af omdrejninger" til levetid i timer.
P er belastningen på kuglelejet (evt. sammensat af aksial og radial belastning), C er bæretallet målt i [N] (fra katalog), og C værdien for et kugleleje er defineret som: Den belastning der i hht. ISO 281 resulterer i en levetid på 1 million omdrejninger.
For rullelejer er formlen den samme, dog skal den "3.rod" ændres til (10/3) = 3.333 i stedet.
AKSEL:
Se i kuglelejekataloget side 38 og 39. Tabel med valg af aksel-tolerancer.
Vælg belastningstype, det er oftest roterende inderring (og stillestående yderring), og dernæst afhængig af akseldiameter er tolerancen og pasningen:
D < 18 mm j5 (drivpasning)
D = 18-100 mm k5 (let prespasning)
Kile og not i akslen
Noten (er det vandrette spor) i akslen og den tilhørende kile vælges efter DS 96 og med runde ender (Key efter DIN 6885), afhænger af akseldiameter. Notens længde vælges også i hht. DS 96, fx kan længden være l = 20 - 22 - 25 - 28 - 32 - 36 - 40 - 45 - 50 mm.
Hvis akseldiameteren fx er ø24 mm (mellem 22-30mm), skal der vælges en feder på et tværsnit (b x h) på 8 x 7 mm, notdybde i akslen er 4 mm. Længden kan så vælges frit mellem fx 28 - 50 mm.
Tallene (de lidt mærkelige tal) i tabellen viser vægten på kilerne pr. 1000 stk, og har IKKE noget med længder at gøre.
Under ”Shaft Parts” i Inventors Content Center findes også kiler til akslen. Vælg fx efter DIN 6885.
LEJEHUS:
Tolerancer på lejehuset hvor kuglelejet monteres findes ligeledes i kuglelejekataloget på s. 40. Det er ofte udelte lejehuse, og yder ringen står stille i forhold til belastningen, og almindelige maskinkonstruktioner:
Alle diametre H8 (glidepasning)
Se herefter eksempler på tegninger, afbildning og målsætning. Brug reglerne for tegneprincipper fra Maskintegningsbogen.
Tegning af Aksel (eksempel)
Opret en ny tegning ”Aksel.ipt” og lav herefter en ”New sketch”, med et "halvt" - profil af akslen. Diameteren i begge ender skal være ø17mm - 15 lang og på midten er diameteren ø24mm. Se herunder.
Lav en ”Revolve”, peg på profilet og herefter på centerlinien for rotationen. Så roteres emnet.
Lav reifninger af ender og på kanter med ”Chamfer”. Vælg en standard reifninger i hht. DS15. Det er fx R0,1 - R0,25 - R0,4 - R0,5 - R1. Vælg fx R0,4.
Alternativ metode (den er hurtigere) til at fremstille en aksel, er ved at tegne den i tre stykker. Start med det midterste stykke ø24 og 100 mm lang.
Dernæst de to endestykker, begge ø17 og 15 mm lange.
Der skal også laves en not i akslen. Opret et nyt plan. Vælg ”Plane” og vælg fx ””XZ Plane” i venstre menu. Offset det nye plan, så det tangerer akslens yderste diameter.
Opret en ny 2D ”Sketch” i det nye plan og tegn notens form. Det består af to cirkler, to linjer der er tangent til cirklen. Herefter "Trimmes" cirklerne. Tegn noten lige midt på cirklen.
Vælg ”Finish Sketch” og ”Extrude” og ”Cut” fx 4 mm ned i akslen. Så kommer der en not i akslen.
Alternativt er at bruge "Slot" funktionen.
Dæksel (eksempel)
Opret en ny tegning ”Dæksel.ipt” og lav herefter en ”New sketch”, med et "halvt" profil af dækslet. Se målene på dit dæksel i Brdr. Klee kataloget, eller herunder. Husk der er en kant på dækslet (kaldes en "reces"), på 3 mm som skal medregnes.
Du skal bruge dækseltypen til højre på skitsen.
I eksemplet herunder, ses hvordan det halve dæksel er tegnet med Inventor. Og det forberedes til en "Revolve".
Finish sketch og udfør en ”Revolve”, peg på profilet og herefter på centerlinien for rotationen. Så roteres emnet.
Hjørner og kanter rundes og reifes, så dækslet får et harmonisk udseende. Se herover. Vælg fx rundinger R1 (1 mm) eller R2 (2 mm) og reifninger 0,5 x 45⁰ (efter DS15 i maskintegningsbogen).
Der skal nu laves 4 stk frihuller for M4 skruer, som bruges til at montere dækslet på lejehuset. I flg DS273 skal et frihul for M4 være Ø4,5 mm. De skal sidde 4 stk i lige deling, dvs. 90°.
Der tegnes først en delecirkel til at afsætte 4 punkter "Point" til hullerne. Delecirklens diamete skal være ca midt mellem dækslets udvendige diameter og kuglelejets udvendige diameter. Her er dækslet Ø90 og kuglelejet udvendig Ø47. Dvs. middelværdien er [ (47 + 90)/2 = 58,5 mm]. Her vælges Ø58.
Opret en ny 2D Sketch på dækslet. Se herunder.
Tegn en cirkel med diameteren Ø58 og og afsæt 4 points. Finish "Sketch".
Brug nu "Hole" funktionen til at bore de 4 huller. 
Nu skulle der være 4 stk huller i dækslet.
Lejehus (et eksempel på hvordan det kan se ud)
Opret en ny tegning ”Lejehus.ipt” og lav herefter en ”New sketch”, med et profil af lejehuset. Vælg målene så det passer til konstruktionen. Bredden af det øverste af lejehuset, skal være det samme som den største diameter på dækslet.
Lav et hul der passer til tætningsringen. Først afsættes et centerpunkt "Point" i midten af den øverste del, herefter er det "Hole" funktionen, til at udbore emnet med et hul - diameter på ø40, og vælg "Trough All". Se herunder.
Så skal der laves hul til kuglelejet. Her i eksemplet er det ø47 i diameter og det skal være 17 mm dyb (som er kuglelejets bredde + 3 mm). Se herunder.
Nu skal der laves 4 gevindhuller til at montere dækslet med. Her er anvendt M4 gevind, boredybde 12 mmm og gevinddybde 8 mm. Der skal være 4 stk i deling, så start med at lave en ny "Sketch" og 4 "Point"s i lige deling. Delecirkel vælges så det passer til dækslets huller. Her er der valgt ø58 mm. Brug så "Hole"-funktionen til at lave et gevindhul med. Se herunder.
Vælg ISO Metric profile for gevindet. M4 x 0,7 betyder at dimensionen er M4 og stigningen er 0,7 mm (dvs. skruen flytter sig 0,7 mm når den drejes en omgang). Right Hand betyder, at det er alm. højre-gevind.
Så skulle der gerne være 4 gevindhuller, sørg for at de sidder på den rigtige side af lejehuset.
Lav også huller i foden, så lejehuste kan monteres på bundpladen. Fx M8 skruer så skal hullet være Ø9 mm eller hvis du vælger M10 så skal hullet være Ø11 (se DS273). Vælg en passende hulafstand, så det ser pænt ud, og der bliver plads til skruens hoved (Unbrakoskruer med indvendig sekskant).
Målene er vist ud fra bunden af lejehuset. Hullerne er valgt til Ø11. Afstanden fra yderkanten til midten af hullet er 10 mm. Hulafstanden er 100 mm.
Olietætningsring
Find den tætningsring der passer i din konstruktion. Se også kataloget hos Klee. Vælg din aktuelle akseldiameter og hvis muligt tætningsringe af typen WA (NBR nitrilgummi).
Det kan også være af fabrikatet GACO fx "SM 24 40 7" (aksel ø24 - udvendig ø40 og bredde 7 mm). Hos Klee vil den så hedde "WA 24 40 7".
Når emnerne er færdigkonstrueret i Inventor, som Inventor-part tegninger, skal der fremstilles arbejdstegninger. Det er af typen Inventor DWG (drawings).
Herunder vises eksempler på alle dele til et lejearrangement.
Samlingstegning
Opret en ny samlingstegning af typen "iam", hvor delene kan sættes sammen. Begynd med at placere dele du selv har tegnet. Aksel, Dæksel, Lejehus og Bundplade. Brug funktionen "Place".
Placering af alle dele. Se herunder. Brug "Place" og når du er færdig med fx 2 lejehuse, tryk på "Esc-tast".
Højreklik på Aksel og sæt den til "Grounded". Så er den placeret i en fast position og alle andre dele kan sættes på den.
Vælg nu "Place from Contentcenter" og sæt 2 kuglelejer og 2 olietætningsringe på samlingstegningen.
Indsæt flere dele, se herunder.
Nu skal delen sættes sammen med "Constrain" kommandoen.
Til runde emner kan det være smart at brug "Insert" metoden. Peg på akslen og herefter på et kugleleje.
Se herunder
Sæt flere del sammen. Indtil du er færdig. Kontrollér at det passer rigtig sammen.
Se her. Nu mangler der kun Unbrakoskruer.
Nu med skruer
Aksel
Forslag til målsætning af en Aksel. Husk centerlinjer på alt der er rundt og/eller symmetrisk. Husk tolerancer på pasninger, samt brug også DS2768. Her er sat rundinger/reifninger på, ved diameterændring, og i akselender (i flg. DS15). Vælg kun heltal ved målsætning, undtagen hvis målet er fx 0,4. Se herunder.
Lejehus
Forslag til målsætning af lejehus. Her er der 4 huller til at fastgøre dækslet. Tegn og målsæt en delecirkel, til disse gevindhuller. Ved gevindhuller som bundhuller, skal der målsættes både gev.dybde og boredybde. Der er indlagt et ekstra billede nederst, for at få målsat hullerne i foden ø11. Man må ikke målsætte på skjulte (stiplede) linjer.
Dæksel
Forslag til dæksel. Det er vist 2:1 på papiret, og fylder nok lige rigeligt (men så er det nemmere at se detaljer). Der er vist et snit (A-A), for at få hullet med. Skruer skal være ”små”, for ikke at støde på dækslet.
Bundplade
Forslag til en bundplade, som det hele kan fastgøres til.
Samlingstegning (udkast)
Denne tegning viser samlingstegning med alle delene i konstruktionen, dvs. både de dele som skal fremstilles i værkstedet og de dele som skal indkøbes. Alle dele skal have et positionsnummer. Ofte vil man sætte en stykliste ind på denne tegning som henviser til positionsnumrene. Man kan få vægten (massen af emnerne) med, ved en lille justering i Inventor.
Kuglelejer, tætningsring, bolte og skruer findes i Inventors omfattende bibliotek over konstruktionselementer. Bolte vælger Inventor automatisk, så de passer til gevindet.
Stykliste
Styklisten er ofte indtegnet på samlingstegningen, men hvis den samme stykliste kan bruges flere steder, kan den laves selvstændigt. Styklisten skal indeholde oplysninger om antal og type af indkøbte dele og oplysninger om antal, materiale og tegningsnummer af fremstillede dele. Bill of material (BOM).
Her er valgt Unbrako skruer (Hexagon sockets) af forskellig størrelse, efter ISO DIN EN 4762 eller DIN 912. Kile til aksel-not efter DIN 6885. Kuglelejer efter DIN 625. Olietætningsring efter DIN 3760.
Find evt. skruer med indvendig sekskant hos Lemvig Müller. Eller hos Sanistål.
Vælg el-galvaniseret FZB kvalitet 8.8 - med fuldt gevind.
Lille videoklip
Denne lille film er optaget med Inventor, og viser i princippet hvordan konstruktionen er opbygget. Viser dog ikke den helt korrekte samlingsmetode.
Mere filmklip
Denne lille film er også optaget med Inventor, og en animation med tandhul.