Obdobje projekta: oktober 2016 – junij 2017
Partnerja projekta:
Podjetje: SILIKO d.o.o. PE Sevnica, Radna 3, 8294 Boštanj Slovenija, (http://www.siliko.si/ )
Šola: Višja strokovna šola, Šolski center Celje, Pot na Lavo 22, 3000 Celje, (https://vss.sc-celje.si )
Opis aktivnosti med šolo in podjetjem v letu 2016/17:
Na kariernem dnevu Višje strokovne šole dne, 25.3.2016 smo se s predstavnico podjetja SILIKO gospo Aupič dogovorili za nadaljnje skupno sodelovanje na skupnih projektih. S pomočjo elektronske komunikacije in telefonskih razgovorov smo se dogovorili, da bomo možne teme za skupne projekte določili na obisku v podjetju SILIKO, kjer si bomo ogledali njihovo proizvodnjo in se s posameznimi tehnologi oddelkov pogovorili o najprimernejših temah projektnega dela.
Dne, 15.6. smo trije predavatelji VSŠ (Darko Renner, dr. Aleš Lesnika in Peter Četina) obiskali podjetje SILIKO v Boštanju. Tehnični direktor podjetja SILIKO je na kratko predstavil dejavnosti podjetja, mi pa smo predstavili šolo in področja na katerih vidimo možnosti projektnega dela v okvirov izobraževalnih programov strojništvo in mehatronika.
Tehnologi posameznih oddelkov področja plastike, gume, silikona in dodelav so v sami proizvodnji pokazali področja za katera bi želeli oblikovati projektno nalogo, ki bi jo reševali študenti skupaj z mentorji na šoli in v podjetju v letu 2016/17.
Rezultat sestanka je dogovor, da podjetje SILIKO pripravi nekaj predlogov projektnih tem. Za te vsebino bomo na šoli poiskali predavatelje, ki bodo v letu 2016/17 skupaj s študenti izpeljali projekt. Glede na zahtevnost vsebin bomo projekt tudi medpredmetno povezali.
Skupaj s podjetjem smo se dogovorili za predvideno časovnico nadaljnjih dogodkov:
- 7. oktober Predstavitev teme študentom in izvedba ogleda projektne teme v podjetju SILIKO.
- 15. november Predstavitev več možnih rešitev in izbira optimalne rešitve (študenti in mentorji SILIKO,VSS)
- 15. december Predstavitev načrtov, konstrukcij, izračunov, 3D modelov,…izbrane rešitve.
- jan-marec Čas prakse za 1.letnike – izvedba rešitev v podjetju med opravljanjem prakse (cca. 2 študenta)
- april-junij Priprava promocijskih aktivnosti, predstavitev, člankov, intervjujev,… za medije.
Slika 1: Seznanitev študentov s projektnimi temami v podjetju SILIKO (7-11-2016)
Cilj projekta preračun jeklenih stolaž v podjejtu:
V okviru projektnega sodelovanja med VSŠ in podjetjem SILIKO v letu 2016/17 so predstavniki podjetja SILIKO med ostalimi predlaganimi temami za projektno sodelovanje predlagali, da bi na šoli izdelali trdnostni preračun paletnih regalov za shrambo različnih vrst orodij, ki jih uporabljajo pri svoji proizvodnji. Naloga je bila dodeljena študentu Benjaminu Kovaču-S1C in Kozorogu Gašperju-S1C pod mentorstvom predavatelja Petra Četine.
V prvem preračunu smo opravili preračun dejanskega stanja polic in ugotovili, da je prihajalo po nepotrebnem do dodatnih napetosti na spodnjem horizontalnem nosilcu zaradi sredinske podpore namesto dveh podpor pod vertikalnimi stebri.
Slika 2: Napetosti na paletnih regalih po obstoječem načinu podpor.
Slika 2: Predlog za premik podprtosti paletnih regalov
Slika 3: Deformacije na paletnih regalih po obstoječem načinu podpor.
Podali smo predlog, da se podpore premaknejo pod vertikalne stebre, zato smo izdelali tudi analizo napetosti prenovljeanega regala.
Slika 4: Po na novo predlaganem sistemu so podpore pod vertikalnimi stebri.
Slika 5: Slike obstoječih stolaž
Na podlagi skic smo na šoli v programskem paketu Creo 2.0 izdelali 3D modela teh stolaž in s tem pripravili osnovo za FEM analizo napetosti in pomikov pri obremenitvah. Računali smo z obremenitvijo, ki obremenjuje vsako polico. Razmik med obremenitvami je bil določen izkustveno glede na verjetno širino palet. Po želji ga lahko prerazporedimo na poljubne mere.
Slika 6: Model stolaže TIP2 v Creo 2.0
Pri FEM analizi smo preizkusili tri obremenitvene primere. Vsak predel police smo obremenjevali s simluacijo bremena mase 1 tone, 2 ton in celo 3 ton. Površina naleganja je bila na površini profila v kvadratni velikosti (širina=dolžini) torej 50mm x 50mm.
Podpore stolaž so bile simulirane tako, da je bila stolaža na enem mestu vpeta v X,Y in Y smeri, medtem, ko je bila na vseh drugih mestih podlog podprta le v Y smeri in smo s tem simulirali tla. S tem smo omogočili nogam, da so se deformirale glede na obremenitve in niso bile prisilno fiksno vpete v tla.
Slika 7: Za nov preračun so bile upoštevane podpore pod vertikalnimi stebri.
Deformacije glede na obremenitve za stolaže TIP2 so zbrane na pregledu deformacij. Na sliki je opazno, da bi bilo smiselno pomakniti trenutno podporo, ki se nahaja med stebroma na mesto pod stebroma, saj tako ne bi prišlo do dodatne obremenitve spodnjega nosilca.
Na zmanjšanje deformacij kaže tudi primerjava med deformacijo sedanjega tipa podpor (slika 3) in stolaže z novim podprtjem pod vertikalnimi nosilci (slika 8). Deformacije v primeru 3T na polici padejo s 2,98mm na 0,87mm.
Pri napetostih se pojavijo največje napetosti na spodnjem nosilcu, saj je podprt med stebroma. Predlagamo premik podpor in razbremenitve spodnjega nosilca.
Slika 11: Napetosti pri različnih obremenitvah če so podpore pod vertikalnimi stebri 1T, 2T in 3T
S primerjavo slik 2 in 11 vidimo, da so se napetosti v primeru podprtih stebrov zmanjšale. V primeru obremenitve 3T na polico (skupaj 54 T na stolaži) so napetosti padle s 629N/mm2 na le 206N/mm2.
Če je spodnji nosilec vpet med obema vertikalnima stebroma, prihaja v vogalu namreč do velike koncentracije napetosti. V primeru podprtja pod vertikalnimi stebri pa teh koncentracij ni in so zato napetosti veliko manjše. V samih horizontalnih nosilcih pa so napetosti še bistveno nižje. Na sliki spodaj je prikazan graf velikosti napetosti na robu spodnjega vertikalnega nosilca. V nosilcu so največje napetosti na mestu naleganja palet. Računska površina za porazdelitev obremenitve je bila le kvadrat širine nosilca, to je 50 x 50mm. Če bi to širino porazdelili na večjo razdaljo (širša podlaga palete), lahko drastično zmanjšamo še te konice napetosti. Kljub temu na nosilcu ni nikjer več kot 120 N/mm2 napetosti.
Slika 8: Graf napetosti na zgornjem robu spodnjega vertikalnega nosilca.
Če pogledamo še mesto največjih izračunanih napetosti na mesto podpore vidimo, da so napetosti za primer obremenitve 2 T/polico sorazmerno nizke, saj je večina nosilcev obarvana v modro barvo ali največ zeleno barvo (od 50 N/mm2 do 100N/mm2)
Slika 9: Potek napetosti v primeru obremenitve 2T/ polico.
Povzetek:
Tudi v primeru 3mm debelih sten so napetosti za obremenitve do 2T /en predelek ali polico dovolj nizke, da bi ustrezale nosilnosti materiala iz katerih so profili. Ker podatka o nosilnosti materiala profilov ni bi bilo potrebno narediti preizkus trdnosti materiala jeklenih profilov iz katerih so stolaže.
Varnost je tako odvisna od vrste materiala iz katerega so izdelane stolaže.
Slika 10: Izračun varnosti za material S235JR in S185
Slika 11: Smithov diagram za S235JR (Statična zrušilna trdnost makimalno Rm=360/mm2 , meja tečenja pa Rp= 235 N/mm2 ) Vir program MDESIGN 2012 (http://www.mdesign.de)
Višja strokovna šola
Mentor projekta: Peter Četina, univ. dipl. inž.
Študent: Benjamin Kovač-S1C
Poročilo o poteku projektov med šolo in podjetjema SILIKO v letu 2016-17.
30.6.2017