Konstrukce nízkoenergetického zařízení pro dopravu objektů v materiálovém toku

Ing. Tomáš Riegr

Doctoral thesis

Anotácia:

Obecná potřeba přepravy objektů je jednou ze základních součástí většiny lidských činností. Překládaná práce se zaměřuje pouze na úzkou oblast přepravy objektů v materiálovém toku výrobního procesu a snaží se řešit energetické, ergonomické a ekologické aspekty daných transferů. Interní transfer objektů v materiálovém toku je součástí každého výrobního procesu. Ať už se jedná o přepravu mezi dvěma přípravky, stroji nebo výrobními systémy. Tato doprava je tedy přítomná v každém výrobním procesu. Z hlediska přístupu jejich tvůrců k tomuto segmentu dodávky se ale během jeho návrhu a použitého řešení nejedná o hlavní prvek dodávaného zařízení. Z tohoto pohledu je proces mezioperační dopravy často opomíjenou součástí výrobních systémů a je řešen běžnými konstrukcemi, které s sebou často přinášení ergonomické a ekonomické nevýhody. Přestože tento segment dodávek není považován na problematický a nejsou tedy ani ve většině případů zákazníky požadovaná nová řešení odstraňující nevýhody současných konstrukcí, je potenciálem značných finančních úspor. Z tohoto důvodu se předkládaná práce zabývá návrhem nových řešení mezioperačních transferů objektů v materiálovém toku, která by vyžadovala nulovou nebo minimální dodávku externích energií a nevyžadovala ani žádnou obsluhu operátorem. K dosažení tohoto cíle jsou využity rozbory známých řešení, které ale nebyly dosud teoreticky zpracované. Na základě zjištěných nedostatků byly pak navrženy řešení nová definovaná s pomocí moderních metod inovačního inženýrství jako je funkčně objektová analýza nebo nástroje inovační kreativity sloučené v metodice TRIZ. Výsledkem předkládané práce je funkční model nového prostředku pro transfer objektů v materiálovém toku využívající ke svému pohonu část gravitační síly vyvozené přepravovaným objektem. Jedná se ve srovnání s původně realizovaným modelem o konstrukčně jednodušší řešení využívající nových kompozitních materiálů. Takto zpracovaný návrh nového prostředku pro transfer objektů v materiálovém toku publikovaný v předkládané práci společně výsledky jeho testů a porovnání s jeho původní standardně řešenou variantou, se mohou stát výchozím bodem pro budoucí konstrukce podobných zařízení v různých oblastech interních transportů.

Abstract:

The general need to transport objects is one of the basic components of most human activities. The submitted work focuses only on the narrow area of transport of objects in the material flow of the production process and tries to solve the energy, ergonomic and environmental aspects of the transfers. Internal transfer of objects in the material flow is part of every production process. Whether transporting between two jigs, machines or production systems. This transport is therefore present in every production process. However, from the point of view of their creators' access to this segment of supply, it is not the main element of the supplied equipment during its design and solution. From this point of view, the process of in-service transport is often neglected part of production facilities and is solved by common constructions, which often bring with them ergonomic and economic disadvantages. Although this supply segment is not considered to be problematic and therefore, in most cases, new solutions are not required by customers to eliminate the disadvantages of current designs, it has the potential of significant financial savings. For this reason, the present work deals with the design of new solutions for in-process transfer of objects in the material flow, which would require zero or minimal supply of external energy and require no operator. To achieve this goal, analyzes of known solutions are used, but they have not been theoretically worked out yet. Based on the identified shortcomings, new solutions were designed with the help of modern methods of innovative engineering such as functionally object analysis or tools of innovative creativity combined in the TRIZ methodology. The result of this work is a functional model of a new means for transfer of objects in the material flow using for its propulsion a part of the gravitational force exerted by the transported object. Compared to the originally realized model, it is a structurally simpler solution using new composite materials. The elaborated design of a new device for object transfer in material flow published in this work together with the results of its tests and comparison with its original standard solution, can become a starting point for future constructions of similar devices in various areas of internal transport.

Kľúčové slová

Mezioperační doprava, spotřeba energie, karakuri mechanismy, tlumené kmitání, Maple, kompozitní tvarové pružiny

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 30. 8. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. Dr. Ing. Ivan Mašín

Technical University of Liberec

Faculty of Mechanical Engineering

Doctoral programme / odbor:
Machines and Equipment / Machine and Equipment Design