konstrukcijski razvoj proizvoda - seminarski rad - final

Seminarski radKonstrukcijski razvoj proizvodaSveuilite Josip Jurj Strossmyer u OsijekuStrojrski fkultet u Slvonskom Brodu

SEMINARSKI RADKONSTRUKCIJSKI RAZVOJ PROIZVODA

STALAK ZA PRIJENOSNO RAUNALO

Igor LukiAlen JoziTomislav ordiMatej Tuferdi

Slavonski Brod, 2015.

SADRAJ1. UVOD22. ANALIZA PROIZVODA33. LISTA ZAHTJEVA54. MORFOLOKA MATRICA84.1. Varijanta 1 (Jozi)94.2. Varijanta 2 (Luki)134.3. Varijanta 3 (ordi)164.4. Varijanta 4 (Tuferdi)195. VREDNOVANJE VARIJANTI RJEENJA215.1. Varijanta 3 doraeni 3D model236. HIJERARHIJSKO STABLO PROIZVODA267. FUNKCIJSKA STRUKTURA PROIZVODA287.1. Gruba funkcijska struktura proizvoda287.2. Detaljna funkcijska struktura proizvoda297.3. Funkcije proizvoda338. PROVJERA VRSTOE KONSTRUKCIJE388.1. Provjera nosivosti zavara388.1.1 Provjera zavara 1388.1.2. Provjera zavara 2 i 3408.1.3. Provjera zavara 5428.2. Provjera kritinih elemenata pomou MKE459. ZAKLJUAK51

1. UVODDizajn proizvoda predstavlja element razlikovanja u odnosu na proizvode konkurencije, pa na taj nain postaje znaajan izvor za stjecanje i odravanje konkurentske prednosti poduzea na tritu. Naalost, dizajn proizvoda vrlo esto ulazi prekasno u proces razvoja novog proizvoda i uslijed toga njegovo znaenje i potencijal ostaju zanemareni. U ovom radu je predstavljen razvoj stola za laptop od polazne ideje, kroz proraun do mogueg rjeenja. U radu je dana lista zahtjeva i dijagram toka samog dizajna, a zatim je uraen i proraun odreenih dijelova da se provjeri da li zadovoljava zahtjevane uslove.

2. ANALIZA PROIZVODA

Prednosti posjedovanja laptopa su velike, ali to ne znai da njegova primjena nema loe strane. Veina ljudi koji rade za laptopima due vremena imaju bolove u miiima i leima. Glavni razlog ove nelagode je neudoban poloaj pri radu na laptopu. Zahvaljujui primjeni specijaliziranih stalaka za laptope, ovo je stvar prolosti.Danas se na tritu nalazi velik raspon konstrukcijskih izvedbi postolja. Velika prednost se daje postoljima izraenim od lakih materijala poput plastike, no zahtijevnija i sloenija postolja zahtijevaju primjenu razliitih metala, od aluminija do elika i drugih lakih metala. Na slici 2.1 su prikazani primjeri razliitih izvedbi stalaka za laptop.

Slika 2.1 Jednostavnije verzije stolia za laptop

Osnovna svrha stolia je olakati korisniku rad na laptopu, omoguiti udobnost, te omoguiti laku rastavljivost i skladitenje, od dodatnih mogunosti koje nude razliite skuplje verzije stolia je mogunost skladitenja laptopa unutar samog stolia u svrhu zatite od praine i sauvanja samog laptopa, zatim razliiti dodaci poput dodatnog osvjetljenja, integriranog hladnjaka za sprjeavanje pregrijavanja. Stoli mora biti estetski ugodan i ergonomski prihvatljiv, jer prilikom kupovine ovakvih proizvoda esto pored thenikih karakteristika stolia kljunu ulogu ima sam dizajn. Na slici 2.2. prikazane su sloenije izvedbe stolia za laptop.

Slika 2.2 Sloenije verzije stolia za laptop

3. LISTA ZAHTJEVA

GEOMETRIJA Dimenzije stola u radnom poloaju (Z) Dimenzije stola u sklopljenom poloaju (Z)KINEMATIKA (gibanje elemenata stola) Sklopive noge (ako ih varijanta stola ima) (Z) Sklopiva radna povrina () Podesiv nagib radne povrine (Z) Nekoliko poloaja (15, 30, 45) (Z) Neogranieno () Mogunost izvlaenja dodatnih povrina s lijeva ili desna (za mi i slino) () Podesiva visina radne povrine (Z) Nekoliko poloaja (Z) Neogranieno (u odreenom podruju) () Sklopivost stola na nain da u sklopljenom poloaju moe spremiti raunalo u unutarnji prostor ()SILE Masa stola < 5 kg (Z) Stabilnost stola osigurana kvalitetnim i dovoljno krutim spojevima posebno kod nogu stola i dijela koji regulira nagib radne povrine (Z) Nosivost stola min. 15 kg (Z)MATERIJAL Polimerni materijali (Z) Drveni materijali () Aluminij i slini lagani metali za najvie optereene dijelove ()ERGONOMSKA SVOJSTVA Radna visina (min. 300 mm) (Z) Zaobljeni rubovi (Z) Postavljeni oslonci za sprjeavanje klizanja raunala () Gumirani dijelovi ili elementi radne povrine zbog sprjeavanja klizanja () Gumirane stope nogu stola (zbog klizanja) () Mogunost koritenja na automobilskom sjedalu (Z) Mogunost koritenja u krevetu (Z) Lako rukovanje pominim elementima (Z) Minimalan broj sastavnih dijelova () Zatita okolia (Z) Minimalni prijenos vibracija kroz stol na korisnika i podlogu (Z)

IZRADA I KONTROLA Koritenje to vie standardnih dijelova zbog jednostavnije izrade i popravka (Z)

DODATNE MOGUNOSTI Ventilator za hlaenje ispod radne povrine (Z) Mogunost regulacije ili gaenja ventilatora () Ugraeni zvunici () Mjesto za odlaganje alice ili boce () USB HUB () Mogunost ugraivanja dodatne eksterne baterije (sa mogunosti punjenja 12V auto prikljukom) () Fiziko zakljuavanje raunala () Ladica za sitne potreptine () Postavljena mini lampa za osvjetljivanje povrine () Mjesto za odlaganje mobitela ()IZGLED Povrina koja ne ostavlja tragove prstiju () Povrina zatiena od korozije i trajnog oneienja od obojenih tekuina (Z) Povrina zatiena od manjih ogrebotina (Z) Neutralne boje (estetski kompatibilne sa to veim brojem prijenosnika) () Minimalna vidljivost elektronikih dijelova (posebno kablova) (Z)EKSPLOATACIJA I POSLUIVANJE Tihi rad svih pominih dijelova (Z) Jednostavno rukovanje prilikom sklapanja i rasklapanja stola (Z) Osigurani osnovni sigurnosni uvjeti opasnost od otrih dijelova, zapaljenja elektronikih dijelova i sl. (Z) Jednostavno posluivanje i odravanje bez potrebe podmazivanja i sl. (Z) Trokovi proizvodnje 15% nii od srednje vrijednosti postojeih stolova sline izvedbe na tritu (Z) Prenosivost u ruksaku standardne veliine (Z) Mogunost rastavljivosti i odstranjivanja pojedinih dijelova (vika) () Modularnost pojedinih komponenti stola (dodavanje i uklanjanje znaajki stola) ()

4. MORFOLOKA MATRICA

Tablica 4.1 Morfoloka tablica za sve 4 varijante rjeenjaPARCIJALNA FUNKCIJAPRINCIP RJEENJA

1.Mogue optereenje stolado 5 kgdo 10 kgdo 12 kgdo 15 kg

2.Ukupna masa stolado 5 kg5 10 kg--

3.Oblik radne podlogejedna povrinadvodijelnadvodijelna - preklopna-

4.Dimenzije radne podloge17'' povrina za raunalo17'' povrina + podloga za mipravokutna povrina (17''x2)-

5.Sustav za kutno pomicanje radne podlogePomou oslonaca za regulacijuPomou regulacije visine noguSteznim spojem (neogranieno)-

6.Sustav za sklapanje stolaBez mogunosti sklapanjaSklopiv u vlastiti prostorSklopiv bez rastavljanja elemenata-

7.Broj nogu stola (potpora radnoj povrini)Bez nogu stola24

-

8.Oblik nogu stolaBez nogu stolaNogari na izvlaenjePreklopne nogeRastavljive noge (vie dijelova)

9.Sustav za pomicanje stola po visiniPomou oslonaca za regulacijuPomou regulacije visine noguSteznim spojem - neogranienoPomou centralnog stupa za regulaciju

10.Dodirna povrina s tlomIzravno s nogama stolaKotaiGumirane stopeKontakt s tlom preko kuita

11.Materijal radne povrineAluminijPolimerni materijal (PE i sl.)--

12.Materijal nogu stolaAluminijBez nogu stolaPolimerni materijal (PE i sl.)-

13.Ukupan broj sastavnih dijelovado 1010-2020 do 30-

14.Sustav dodatnog hlaenja prijenosnog raunalaBez sustava hlaenjaS jednim ventilatoromS dva ventilatoraOtvoren prostor za pasivno hlaenje

15.Nain prenoenja stola (mobilnost)Prijenos u standardnom ruksakuPrijenos stola unutar kojeg je raunaloMogunost spremanja u torbu za raunaloPrijenos na vee udaljenosti nije predvien

V2 V4 V1 V3

4.1. Varijanta 1 (Jozi)

Varijanta 1 zamiljena je kao prijenosni, lagani i sklopivi pomoni stol za prijenosno raunalo. Radna povrina podijeljena je na dva dijela koja su zglobno povezana te im je na taj nain omogueno preklapanje i dvostruko smanjenje dimenzija u potrebi prijenosa. Noge stola zamiljene su na nain da se mogu preklopiti unutar radne povrine stola, i svaka zasebno izvui i produljiti te tako omoguiti promjenu visine i nagiba radne povrine. Od ostalih elemenata stol jo posjeduje nekoliko USB prikljuaka i sustav hlaenja prijenosnog raunala pomou jednog ventilatora koji zrak uvlai s donje strane stola i ispuhuje prema radnoj povrini. Nakon sklapanja kompletan stol debeo je tek 4 cm i kao takvog ga je mogue spremiti u torbu za prijenosno raunalo ili ruksak, zajedno sa prijenosnim raunalom.Tablica 4.2 Prikaz rjeenja prve varijantePARCIJALNA FUNKCIJAPRINCIP RJEENJA

1.Mogue optereenje stolado 10 kg

2.Ukupna masa stolado 5 kg

3.Oblik radne podlogedvodijelna - preklopna

4.Dimenzije radne podlogepravokutna povrina (17''x2)

5.Sustav za kutno pomicanje radne podlogePomou regulacije visine nogu

6.Sustav za sklapanje stolaSklopiv bez rastavljanja elemenata

7.Broj nogu stola (potpora radnoj povrini)4

8.Oblik nogu stolaNogari na izvlaenje

9.Sustav za pomicanje stola po visiniPomou regulacije visine nogu

10.Dodirna povrina s tlomGumirane stope

11.Materijal radne povrinePolimerni materijal (PE i sl.)

12.Materijal nogu stolaAluminij

13.Ukupan broj sastavnih dijelova10-20

14.Sustav dodatnog hlaenja prijenosnog raunalaS jednim ventilatorom

15.Nain prenoenja stola (mobilnost)Mogunost spremanja u torbu za raunalo

Slika 4.1 Potpuno rasklopljen stol (pogled sprijeda)

Slika 4.2 Potpuno rasklopljen stol (pogled iza)

Slika 4.3 Potpuno rasklopljen stol (pogled ispod)

Slika 4.4 Stol u napola zatvorenom poloaju

Slika 4.5 Stol u potpuno zatvorenom poloaju


4.2. Varijanta 2 (Luki)

Varijanta 2 predviena je kao laka i lako prenosiva konstrukcija. Noge koje su sklopive u nekoliko razliitih poloaja pruaju puno mogunosti razliitih visina i nagiba radne povrine. Od dodatnih mogunosti ova varijanta ima dva mala hladnjaka i otvor za pasivnu disipaciju topline. Najvea prednost ove varijante su male dimenzije i njena versatilnost, dok je najvei nedostatak ograniena nosivost, tako da je ova varijanta pogodna za korisnike koji ele jednostavno i lako prenosivo rjeenje. Tablica 4.3 Prikaz rjeenja druge varijantePARCIJALNA FUNKCIJAPRINCIP RJEENJA


2.Ukupna masa stolado 5 kg

3.Oblik radne podlogejedna povrina

4.Dimenzije radne podloge17'' povrina za raunalo

5.Sustav za kutno pomicanje radne podlogeSteznim spojem (neogranieno)

6.Sustav za sklapanje stolaSklopiv bez rastavljanja elemenata

7.Broj nogu stola (potpora radnoj povrini)2

8.Oblik nogu stolaPreklopne noge

9.Sustav za pomicanje stola po visiniSteznim spojem - neogranieno

10.Dodirna povrina s tlomIzravno s nogama stola

11.Materijal radne povrineAluminij

12.Materijal nogu stolaAluminij

13.Ukupan broj sastavnih dijelovado 10

14.Sustav dodatnog hlaenja prijenosnog raunalaOtvoren prostor za pasivno hlaenje

15.Nain prenoenja stola (mobilnost)Prijenos u standardnom ruksaku

Slika 4.7 Stol u potpuno otvorenom poloaju

Slika 4.8 Stol u potpuno otvorenom poloaju (pogled iza)


Slika 4.10 Stol u potpuno zatvorenom poloaju (pogled ispod)

4.3. Varijanta 3 (ordi)

Varijanta 3 zamiljena je kao stalak za prijenosno raunalo, predvien za rad u malim prostorima (stanovima, sobama, studentskim prostorijama) gdje korisnik ne posjeduje dovoljno mjesta za radni stol ali mu je potrebna odreena stabilna povrina na kojem moe drati raunalo. Stalak ima osnovne funkcije podeavanja visine i nagiba radne povrine, kao i kotae kojima je omogueno lake pomicanje stola po tlu, s dodatnim konicama na prednja dva kotaa, kako bi se osigurala stabilnost stola u nekom eljenom stacionarnom poloaju.Tablica 4.4 Prikaz rjeenja tree varijantePARCIJALNA FUNKCIJAPRINCIP RJEENJA


2.Ukupna masa stola5-10 kg

3.Oblik radne podlogedvodijelna

4.Dimenzije radne podloge17'' povrina + podloga za mi

5.Sustav za kutno pomicanje radne podlogeSteznim spojem (neogranieno)

6.Sustav za sklapanje stolaBez mogunosti sklapanja

7.Broj nogu stola (potpora radnoj povrini)Bez nogu stola

8.Oblik nogu stolaBez nogu stola

9.Sustav za pomicanje stola po visiniPomou centralnog stupa za regulaciju

10.Dodirna povrina s tlomKotai


12.Materijal nogu stolaPolimerni materijal (PE i sl.)

13.Ukupan broj sastavnih dijelova20 do 30

14.Sustav dodatnog hlaenja prijenosnog raunalaS jedinim ventilatorom

15.Nain prenoenja stola (mobilnost)Prijenos na vee udaljenosti nije predvien

Slika 4.11 Stalak za raunalo (pogled ispred)

Slika 4.12 Stalak za raunalo (pogled iza)

4.4. Varijanta 4 (Tuferdi)

etvrta varijanta rjeenja kombinacija je vrstog kofera za prijenosno raunalo unutar kojeg se nalazi i podloga za isto. Kofer je aluminijski, presvuen skajem ili otpornijim tekstilom. U zatvorenom poloaju ovaj stol moe sluiti kao prenosilo za raunalo dok je u otvorenom poloaju standardni stalak kao podrka raunalu. Na radnoj podlozi ima 180 mm hladnjak i 4 USB prikljuka. Tablica 4.5 Prikaz rjeenja etvrte varijantePARCIJALNA FUNKCIJAPRINCIP RJEENJA


2.Ukupna masa stola5-10 kg

3.Oblik radne podlogejedna povrina

4.Dimenzije radne podloge17'' povrina za raunalo

5.Sustav za kutno pomicanje radne podlogePomou oslonaca za regulaciju

6.Sustav za sklapanje stolaSklopiv u vlastiti prostor

7.Broj nogu stola (potpora radnoj povrini)Bez nogu stola

8.Oblik nogu stolaBez nogu stola

9.Sustav za pomicanje stola po visiniPomou oslonaca za regulaciju

10.Dodirna povrina s tlomKontakt s tlom preko kuita


12.Materijal nogu stolaBez nogu stola

13.Ukupan broj sastavnih dijelova10 do 20

14.Sustav dodatnog hlaenja prijenosnog raunalaS jednim ventilatorom

15.Nain prenoenja stola (mobilnost)Prijenos stola unutar kojeg se nalazi raunalo

Slika 4.13 Varijanta 4 (pogled ispred)

Slika 4.14 Varijanta 4 (pogled s lijeva)

5. VREDNOVANJE VARIJANTI RJEENJA

Vrednovanje najpovoljnije varijante rjeenja vri se usporedbom pojedinih ocjena dodijeljenih varijanti prema pojedinim parcijalnim funkcijama. Svaka parcijalna funkcija ima odreenu teinsku vrijednost ija ukupna suma svih parcijalnih funkcija iznosi 1. Ukupna ocjena varijante podijeljena je na ocjenu tehnike dobrote dobivene iz procjene dobrote parcijalnih funkcija, te ekonomske dobrote koja predstavlja ekonomsku isplativost izrade varijante. Najvea mogua ocjena je 1, a budui da realna rjeenja ne mogu dobiti toliko visoku ocjenu, usporeuju se i ono rjeenje koje je najblie pravcu idealnog rjeenja odabire se kao konano rjeenje. Prema kriterijima ocjenjivanja, najpovoljnija varijanta je varijanta 3, jer je najblira pravcu koji predstavlja idealno rjeenje. Zbog lake izrade, upotrebe veeg broja standardnih dijelova i stabilnosti konstrukcije ima odgovarajuu pouzdanost jer je time manja opasnost od potencijalnih kvarova a u sluaju oteenja popravak je jednostavan.

Slika 5.1 Grafiki prikaz ukupne dobrote rjeenja

Odabrana varijanta proizvoda je optimalna zbog: Najvee ukupne tehnike dobrote Dobre ekonomske dobrote Koritenja svih konvencionalnih tehnologija u izradi Pouzdanosti Kvalitete

5.1. Varijanta 3 doraeni 3D model

Na temelju odabrane varijante napravljen je novi doraeni 3D model u programskom paketu SolidWorks 2013. Doraena varijanta takoer zadovoljava postavljene zahtjeva prema listi zahtjeva i elja. Na slikama 5.2 do 5.4 prikazani su neki pogledi te detalji modela.

Slika 5.2 Odabrana konana varijanta pogled sprijeda

Slika 5.3 Odabrana konana varijanta pogled iza

Slika 5.4 Odabrana konana varijanta pogled ispod

6. HIJERARHIJSKO STABLO PROIZVODA

Svaki proizvod ima svoju funkciju. Funkcija proizvoda je opis bilo kojega tehnikog sustava s obzirom na njegove radne, procesne i fizike znaajke. U pravilu je popisana rijeima ili reenicama. Prilikom davanja naziva funkcija potrebno je izbjegavati velike i nesmislene nazive. Naziv treba biti to saetiji i openitiji. Naglasak se daje na glagole ili pridjeve. Imenice ne opisuju funkciju, ali je djelomino odreuju kao tehniki sustav, odnosno koristimo ih kao pomo za razumijevanje neke zahtijevane funkcije (npr. mali pomaci, visoko naprezanje, upravljanje, voenje, vijak pritegnuti itd.).

Funkcija proizvoda je opis bilo kojega tehnikog sustava s obzirom na njegove radne, procesne i fizike znaajke. Glavna funkcija naroito je istaknuta funkcija proizvoda koja definira cilj razvojnokonstrukcijskog procesa. To je najvaniji zahtjev korisnika. Iz ovoga razloga, zahtjev se uzima u obzir za potrebu definiranja cilja. Proizvod ne moe biti bez glavne funkcije i moe imati najvie jednu glavnu funkciju. Dopunska funkcija potporna je funkcija, zahtijevana korisnikovim dopunama. Vaan je zahtjev za poveanje sloenosti proizvoda kao i za definiranje novih funkcija unutar sloene strukture proizvoda. Dopunska funkcija nije nuno potrebna za djelovanje glavne funkcije. Proizvod moe ne imati ili imati jednu i vie dopunskih funkcija. Pomona funkcija odreena je posebnou radnoga principa i same izvedbe proizvoda. Proizvod moe ne imati ili imati jednu i vie pomonih funkcija. Povezna funkcija omoguuje oblikovnim modelima da budu meusobno povezani u smislu doprinosa ispunjenju potrebne funkcije. Fizika veza zasnovana je na mehanikim i fizikalnim osnovama. Veza ne mora uvijek biti samo fizika, ona se moe ostvariti i preko toka energije, materijala ili signala predoenih mehanikim i fizikalnim osnovama. Na primjeru elektromotora, kod povezivanja rotora i statora izmeu sebe, osim fizike veze, prisutna je i energijska veza preko magnetnoga polja, opisanog magnetnim tokom, kao fizikalnom veliinom. Ovako definirana fizikalna veliina je jedan od parametara preko kojih je opisana povezna funkcija izmeu ova dva elementa. Proizvod moe imati jednu ili vie poveznih funkcija.

STALAK ZA PRIJENOSNO RAUNALOHijerarhijsko stablo proizvoda:Okvir: Pravokutna cijev 50x30x2,5 (L=635 mm); Aluminij (AlMgSi5); DIN EN 573-3 Pravokutna cijev 50x30x2,5 (L=720 mm); Aluminij (AlMgSi5); DIN EN 573-3 Pravokutna cijev 50x30x2,5 (L=450 mm); Aluminij (AlMgSi5); DIN EN 573-3 Pravokutna cijev 45x25x2,5 (L=350 mm); S235GH ; DIN EN 10028-1 Ojaanje lim 70x70x6; S235GH ; DIN EN 10028-1Radna podloga: Okvir radne povrine lim 260x460x3; elik S235GH; DIN EN 10028-1 Podloga polimerna ploa PE-UHMW 300x450x2; ISO 291-23/50 Ojaanje lim 120x30x5; S255GH; DIN EN 10028-1Sustav za regulaciju visine i nagiba povrine: Uskoni svornjak (Index plunger) Ganter Griff, GN 607.4 (gotov proizvod) Zupanik toplo valjana ipka 60, konstr. elik S355, DIN EN 10025 Oslonac za uskoni svornjak kovano 15x20x50, elik S355, DIN EN 10222 Vijak M10 x 25; S235; DIN ISO 4762 ahura 35; valjana ipka; S 355; EN 10222 Osovinica 30; valjana ipka; S 355; EN 10222 Podloka / ep 30; valjana ipka; S 355; EN 10222Kontakt s tlom: Kotai s konicom, Blickle Castors and Wheels (gotov proizvod) Product id.: 381640-4 Kotai 50 mm, gumirani Maksimalno optereenje po kotau 50 kg Kotai obini, Blickle Castors and Wheels (gotov proizvod) Product id.: 381640-5 Kotai 50 mm, gumirani Maksimalno optereenje po kotau 50 kgDodatna oprema: Hladnjak zraka; 60x60x15; nominalna brzina okretaja 2500 o/min pri 28 dB Eksterna lampa: Danolite 16'', podesiva, odravanje pomou sklopa opruga, vrsta kompatibilne arulje E26

7. FUNKCIJSKA STRUKTURA PROIZVODA

7.1. Gruba funkcijska struktura proizvoda

Gruba funkcijska struktura slui za opisivanje problema funkcijama, stoga je na apstraktnoj razini. Na sljedeoj slici prikazana je gruba funkcijska struktura proizvoda Stalak za prijenosno raunalo.

GF:Podrka prijenosnom raunalu u raduPF1:Mobilnost konstrukcijePF2:Regulacija poloajaPF3:Osiguranje optimalnog rada raunalaPF4:Sigurnost proizvoda u eksploataciji

GF:Mobilnost konstrukcijePF1:etiri kotaa postavljena na kontaktu s tlomPF2:Mogunost blokiranja dva kotaa PF3:Relativno male dimenzije PF4:Mogunost odlaganja u uske prostore

GF:Regulacija poloajaPF1:Regulacija visinePF2:Regulacija nagiba povrinePF3:Osiguranje od neeljene promjene poloajaPF4:Mogunost pristupa stolu s obje strane

GF:Osiguranje optimalnog rada raunalaPF1:Osigurano hlaenje pomou hladnjakaPF2:Konstrukcija predviena da ne zadrava toplinuPF3:Dodatno osvjetljenje na pomonoj radnoj povriniPF4: Radna povrina sigurna od statikog elektriciteta

GF:Sigurnost proizvoda u eksploatacijiPF1:Jednostavno upravljanje regulacijom visinePF2:Sustav za regulaciju bez upotrebe silePF3:Zaobljeni rubovi na radnoj povriniPF4:Radna povrina od neprovodljivog materijala

Slika 7.1 Gruba funkcijska struktura prizvoda Stalak za prijenosno raunalo

7.2. Detaljna funkcijska struktura proizvoda

PODRKA PRIJENOSNOM RAUNALU U RADUMobilnost konstrukcijeGF:Kotai postavljeni na kontaktu s tlomDF:Omogueno gibanje u svim smjerovimaPF:Osiguran tihi rad pri pomicanju stolaPOVF1: Kotai spojeni na donji dio konstrukcije stolaGF:Mogunost blokiranja dva kotaaDF:Kotai postavljeni na prednjoj strani stolaPF:-POVF1: Koenje osigurano pritiskom na papuicu

GF:Relativno male dimenzijeDF:-PF:-GF:Mogunost odlaganja u uske prostoreDF:irina proizvoda znatno manja od duljinePF:Mogunost koritenja sprave i u druge svrhe odlaganjaRegulacija poloajaGF:Regulacija visineDF:-PF:Prijenos mase raunalaPOVF1: Stabilnost osigurana parom kvadratnih cijevi POVF2: Cijevi u kontaktu uskonim svornjakomGF:Regulacija nagiba povrineDF:PF:Prijenos mase raunalaPOVF1: Radna povrina u kontaktu sa centralnim stupomPOVF2: Mehanizam za regulaciju zupanik / uskoni svornjakGF:Osiguranje od neeljene promjene poloajaDF: -PF:Stabilnost osigurana predefiniranim poloajima visine i nagibaPOVF1: Kontakt svornjaka na zajednikim rupama centralnog stupaPOVF2: Kontakt uskonog svornjaka na zupaniku za regulaciju nagibaGF:Mogunost pristupa stolu s obje straneDF:-PF:Regulacija nagiba radne povrine u rasponu od 180POVF1: Uskoni svornjak na predefiniranim mjestima na zupaniku za regulaciju

Osiguranje optimalnog rada raunalaGF:Osigurano hlaenje pomou hladnjakaDF:-PF:Rasipanje topline usmjerenim strujanjem zrakaPOVF1: Kontakt s radnom povrinom pomou vijakaPOVF2: Spajanje s raunalom pomou USB prikljukaGF:Konstrukcija predviena da ne zadrava toplinuDF:-PF:Radna povrina otvorena zbog lakeg rasipanja toplinePOVF1: Spoj radne povrine u okvira radne povrine vrstim spojemGF:Dodatno osvjetljenje na pomonoj radnoj povriniDF:-PF:Pomicanje osvjetljenja u svim smjerovima POVF1: Kontakt s radnom povrinom vijanim spojemGF:Radna povrina sigurna od statikog elektricitetaDF:-PF:Polimerni materijal visoke vrstoePOVF1: Kontakt s elinim okvirom pomou vrstog dosjedaSigurnost proizvoda u eksploatacijiGF:Jednostavno upravljanje regulacijom visineDF:Uskoni svornjak u sklopu s polimernom ruicomPF:Sigurno koritenje povlaenjem uskonog svornjakaPOVF1: Sklop uskonog svornjaka zavaren za centralni stupGF:Sustav za regulaciju bez upotrebe sileDF:-PF:Regulacija ostvarena klizanjem centralnog stupa nakon povlaenja svornjakaGF:Zaobljeni rubovi na radnoj povriniDF:-PF:Povrina osigurana od sluajnih ogrebotina i sl.POVF: -GF:Radna povrina od neprovodljivog materijalaDF:-PF:Osiguranje od izravne opasnosti od elektrinog udaraPOVF1: Polimerna povrina u kontaktu sa svim elektrinim dijelovima

7.3. Funkcije proizvodaTip funkcijeNazivParametriFizikalni izrazi

GF:Podrka prijenosnom raunalu u radu

Masa konstrukcije,nosiva masamk = 7 kg

mn = 5 kg

PF1:Mobilnost konstrukcije

Broj kotaa,nosivost kotaan = 4Fmax = 500 N

PF2:Regulacija poloaja

Minimalna i maksimalna visina podizanja,kut regulacije nagiba radne povrinehmin = 600 mmhmax = 1000 mm

PF3:Osiguranje optimalnog rada raunala

Promjer ventilatora;brzina okretaja ventilatora;glasnoa ventilatora60x60x15, = 2500 o/minpri 28 dB

Tip funkcijeNazivParametriFizikalni izrazi

GF:Kotai postavljeni na kontaktu s tlom

DF:Gibanje u svim smjerovima

PF:Osiguran tihi rad pro pomicanju stola

POVF1:Kotai spojeni na donji dio konstrukcije stola

Veliina matice;moment zatezanja maticeM14;Fpmax = 50 Nm

GF:Mogunost blokiranja dva kotaa

Sila pritiska na papuicu konice;broj kotaa 2F = 50 N

GF:

Regulacija visine

Uskoni svornjak;broj poloaja;nosivost;maksimalna visina podizanja;vrsta spoja uskonog svornjakan = 5 poloajahmax = 1000 mmmn = 20 kg- kutni zavareni spoj a3


GF:Regulacija nagiba povrine

Uskoni svornjak;broj poloaja,raspon kuta regulacijen = 5 poloaja ~ 180

PF:Prijenos mase raunala

Nosiva masa na radnoj povrini;promjer nosive osovinice;vrsta spojamn = 10 kgD = 20 mmStezni spoj

POVF1:Spoj dodatne radne povrine

Debljina lima,kutni zavareni spojduljina zavara,povrina zavarat = 5 mmkutni zavareni spoj s centralnim stupm a3l = 80 mmAz = 240 mm2

POVF2:Spoj nosivog lima i radne povrine

Debljina lima,kutni zavareni spot = 5 mmkutni zavareni spoj s centralnim stupm a3


GF:Konstrukcija predviena da ne zadrava toplinu

PF:Otvorena radna povrina zbog lakeg rasipanja topline

POVF1:Spoj radne povrine i okvira vrstim spojem

GF:Dodatno osvjetljenje pomone radne povrine

Veliina lampe,vrsta arulje,maksimalna doputena snaga arulje16vrsta arulje E26Pmax = 60 W

PF:Pomicanje osvjetljenja u svim smjerovima

POVF1:

Kontakt s radnom povrinom pomou vijanog spoja

Veliina matice;moment zatezanja maticeM14;Fpmax = 500 N


GF:Jednostavno upravljanje regulacijom visine

Sila povlaenja uskonog svornjaka,promjer ruice

F = 40 NDmax = 25 mmDmin = 18 mm

POVF1:Sklop uskonog svornjaka zavaren za centralni stupKutni zavar,veliinaKruni kutni zavar a3 veliine

GF:Zaobljeni rubovi na radnoj povrini

Radijus zaobljenja oboda povrine,radijus bridovaR1 = 21 mmR2 = 5 mm

PF:Povrina osigurana od sluajnih ogrebotina

POVF1:Polimerna radna povrina u kontaktu sa svim elektrinim dijelovima

8. PROVJERA VRSTOE KONSTRUKCIJE8.1. Provjera nosivosti zavara8.1.1 Provjera zavara 1

Slika 8.1 Zavar 1 Podnoje konstrukcijeMaterijal cijevi:AlMgSi5Granica teenja:Faktor sigurnosti:Doputeno naprezanje:Veliina zavara:Optereenje konstrukcije:Masa konstrukcije:Sila optereenja:Krak djelovanja optereenja:

Geometrijske karakteristike zavara 1:

Slika 8.2 Geometrijske karakteristike zavara 1Povrina zavara:Moment tromosti:Moment otpora:Moment savijanja:Naprezanja u zavaru:

Ekvivalento naprazanje:

8.1.2. Provjera zavara 2 i 3

Slika 8.3 Zavari 2 i 3 Podnoje konstrukcijeMaterijal cijevi:AlMgSi5Granica teenja:Faktor sigurnosti:Doputeno naprezanje:Veliina zavara:Optereenje konstrukcije:Masa konstrukcije:Sila optereenja:Krak djelovanja optereenja:

Geometrijske karakteristike zavara 2 i 3:

Slika 8.4 Geometrijske karakteristike zavara 2 i 3

Povrina zavara:Moment tromosti:Moment otpora:Moment savijanja:Naprezanja u zavaru:


8.1.3. Provjera zavara 5

Slika 8.5 Zavar 5 Spoj radne povrine i centralnog stupa za regulaciju

Materijal cijevi:S235GHGranica teenja cijevi:Materijal lima:S255GHGranica teenja lima:Faktor sigurnosti:Doputeno naprezanje:

Veliina zavara:Optereenje konstrukcije:Sila optereenja:Krak djelovanja optereenja:

Geometrijske karakteristike zavara 2 i 3:

Slika 8.6 Geometrijske karakteristike zavara 5Povrina zavara:Moment tromosti:Moment otpora:Moment savijanja:

Naprezanja u zavaru:


8.2. Provjera kritinih elemenata pomou MKEProvjera kritinih elemenata pomou MKE radi se softverskom paketu Abaqus CAE 6.14., gdje su provjereni utjecaji sila optereenja na najvie optereene dijelove konstrukcije. Kritina mjesta u ovoj konstrukciji su limovi koji nose radnu povrinu, zbog male povrine presjeka a velikog momenta djelovanja na njih oekuje se znaajnije naprezanje. Ostatak konstrukcije ima dovoljnu vrstou da podnese i znatno vea optereenja.Zbog jednostavnijeg rjeavanja problema uklonjeni su elementi komplicirane geometrije (kotai i lampa), te polimerni dio radne povrine koji nema nikakvu nosivu ulogu u ovoj konstrukciji a samo mi doprinjeo jo veem broju konanih elemenata.

Slika 8.7 Pojednostavljeni model za analizu

Na mjestima kotaa postavljeni su rubni uvjeti oslonaca a na mjestima radne povrine postavljena je ravnomjerno rasporeena sila od 15 kg, odnosno 150 N s dodatkom zbog mase konstrukcije. Konstrukcija je umreena tetraedrima koji su dovoljno dobri elementi za ovakav tip analize uz dodatnu panju posveenu malo veem broju elemenata. Zbog sloenosti kontakata konstrukcije bilo bi sloeno i dugotrajno postavljanje nekih kvalitetnijih konanih elemenata koji bi u konanici davali neznatno drukija rjeenja analize.

Slika 8.8 Model s postavljenim rubnim uvjetima i optereenjima

Umreeni model ima 84256 konanih elemenata, s posebnom panjom na gornji dio konstrukcije gdje su oekivana via naprezanja. Za ovakav tip optereenja i analiza, broj konanih elemenata je dovoljan.

Slika 8.9 Umreeni model

Analiza naprezanja gornji dio konstrukcije rezultati:Kao to je i oekivano, analizirani model pokazuje najvea naprezanja na mjestima izravno nose radnu povrinu. Zbog nedostatka prostora i utede na masi konstrukcije, za nosivi lim koriten je materijal S235, koji uz redukciju vrstoe zbog faktora sigurnosti 1,5 ima nosivost od 188 MPa.Kao to je i vidljivo na slici 8.10, naprezanja ni u jednom znaajnom presjeku ne prelaze doputenu vrijednost od 188 MPa, osim u dijelovima zaobljenja okvira gdje se pojavljuje manja koncentracija naprezanja no ipak ne predstavlja opasnost po nosivost kompletnog okvira budui da su naprezanja jo uvijek daleko ispod granice teenja materijala.

Slika 8.10 Rezultati naprezanja na desnoj radnoj povrini

Slina situacija naprezanja je i na lijevoj radnoj povrini, no zbog manjeg predvienog optereenja radne povrine, rezultati naprezanja su i neto manji. Na lijevoj radnoj povrini kritino mjesto je na nosivom limu koji podrava cijelo optereenje pa tako i snosi znaajan dio naprezanja, kao to je i vidljivo na slikama 8.11 i 8.12.

Slika 8.11 Rezultati naprezanja na lijevoj radnoj povrini

Slika 8.12 Rezultati naprezanja na lijevoj radnoj povrini nosivi lim

Slika 8.13 Rezultati naprezanja na desnoj radnoj povrini nosivi lim

Analiza naprezanja donji dio konstrukcije rezultati:

Slika 8.14 Rezultati naprezanja u podnoju konstrukcije max. naprezanje 25 MPa

9. ZAKLJUAKU seminarskom radu prikazan je postupak razvoja novog proizvoda od faze zadavanja cilja i postavljanja liste zahtjeva, preko izrade konceptnih rjeenja, vrednovanja izvedenih konceptnih rjeenja, odabira optimalne varijante rjeenja, te razvoja odabrane varijante do faze prorauna. Cilj je bio na osnovu postojeih rjeenja i postojeeg sustava informacija koncipirati novo konstrukcijsko rjeenje stalka za prijenosno raunalo.Odabrana varijanta konceptnog rjeenja bila je najblia trenutnim izvedbama konstrukcijskih rjeenja za ovu zadau, no imala je i svojih posebnosti i predloenih novih konstrukcijskih rjeenja. Ovaj koncept se razvijao, te su neka rjeenja odbaena, a neka nova prihvaena. Takoer, proizvod je razmatran i sa stajalita industrijskog dizajna pa je doivio i vizualne preinake. Osim sa stajalita industrijskog dizajna proizvod je razmatran i sa stajalita funkcija i funkcionalnosti proizvoda i njegovih sastavnih dijelova. Razraena je gruba i fina funkcijska struktura proizvoda, te je bilo potrebno odgovarajuim konstrukcijskim dijelovima proizvoda zadovoljiti pojedine zahtjeve funkcionalnosti. Nakon to se zavrilo sa analizom funkcionalnosti proizvoda bilo je potrebno napraviti proraune konstrukcije. Proraunima je potvreno da je predloeni proizvod pravilno konstruiran te su zadovoljeni svi uvjeti optereenja.Konstrukcijski razvoj proizvoda dug je, opsean i zahtjevan posao koji zahtijeva mnogo znanja, truda, zalaganja, istraivanja postojeih rjeenja, istraivanja trita i predvianje novih trendova, osmiljavanje novih i boljih konstrukcijskih rjeenja, kao i dugotrajne analize funkcija i funkcionalnosti proizvoda. Ako se svim fazama konstrukcijskog razvoja proizvoda pristupi ozbiljno, profesionalno i timski, jer je ovakav posao nemogue raditi samostalno, u konanici se dobije nov, kvalitetan i pouzdan proizvod iji je uspjeh na tritu zagarantiran.21

konstrukcijski razvoj proizvoda - seminarski rad - final

Documents