Návrh přípravku pro výrobu pružin do varhan
Loading...
Date
Authors
Svoboda, Jakub
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Práce je zaměřena na návrh obráběného ohýbacího přípravku, jenž umožňuje výrobu ventilových pružin do varhan. Důvodem zpracování tohoto tématu byla potřeba zdokonalit stávající proces výroby pružin ve varhanářství. Hlavním problémem původního přípravku bylo nekvalitní provedení závitu pružiny, což je u řemeslné práce neméně důležitý faktor. Ventilové pružiny mají různé vlastnosti a parametry, ze kterých vycházejí požadavky na přípravek. Na základě autorovi myšlenky a těchto požadavků byl vytvořen 3D model kompletního přípravku. Následně byly provedeny výpočty, které se týkají pružiny o konkrétních rozměrech. Díky těmto výpočtům bylo zjištěno, že navržený rozměr otáčivé kliky je adekvátní síle lidské ruky. K vyvinutí ohybového momentu potřebného pro správné vytvoření závitu pružiny, je potřeba na konci ramene kliky působit silou o velikosti 28 N. Tato hodnota je nižší než tabulkové hodnoty obecné evropské pracující populace. Z toho vyplývá, že rameno kliky má navrženou úměrnou délku. Pro výpočty stejné konkrétní pružiny byla využita i softwarová simulace, díky níž byla zároveň ověřena funkce přípravku. Během tvorby modelu byl kromě výpočtů a simulace také proveden experiment ověřující funkci a hlavní ideu přípravku, kterou je ohýbání s přídavným tahovým napětím. Výsledkem experimentu byla pružina, která byla následně porovnána s pružinou vyrobenou pomocí původního přípravku. Markantní rozdíl ve vzhledu závitu potvrdil správnost autorovy úvahy. Celý přípravek a jeho součásti jsou v práci podrobně popsány. Komplexně zpracovaný návrh přípravku ve formě 3D modelu, je připravený ke konzultaci ve varhanářské dílně a k následnému zařazení do výroby.
This thesis focuses on a design for a machined bending fixture to enable the production of valve springs for organs. The reason for choosing this topic was the need to perfect the existing process of making organ springs. The main problem with the original fixture was the poor quality of the spring thread. Valve springs have varying properties and parameters that determine the requirements for the fixture. A 3D model of the complete fixture was created based on the author’s ideas and these requirements. Calculations were then made for a spring of specific dimensions. These calculations showed that the proposed size of the crank is adequate to enable it to be turned by the human hand. A force of 28 N is required at the end of the crank arm to exert the bending torque required to properly thread the spring. This figure is lower than the tabular values for the general European working population. This implies that the crank arm has the designed proportional length. To calculate the same specific spring and verify the function of the fixture, software simulation was also used. When creating the model, in addition to the calculations and simulation, an experiment was also conducted to verify the function and the main idea of the fixture, which is to bend with additional tensile stress. The result of the experiment was a spring that was subsequently compared with a spring produced using the original fixture. The marked difference in the appearance of the thread proved that the author’s idea was correct. The entire fixture and its components are described in detail in the thesis. The comprehensive design of the fixture in the form of a 3D model is prepared for consultation in an organ-making workshop and then for use in production.
This thesis focuses on a design for a machined bending fixture to enable the production of valve springs for organs. The reason for choosing this topic was the need to perfect the existing process of making organ springs. The main problem with the original fixture was the poor quality of the spring thread. Valve springs have varying properties and parameters that determine the requirements for the fixture. A 3D model of the complete fixture was created based on the author’s ideas and these requirements. Calculations were then made for a spring of specific dimensions. These calculations showed that the proposed size of the crank is adequate to enable it to be turned by the human hand. A force of 28 N is required at the end of the crank arm to exert the bending torque required to properly thread the spring. This figure is lower than the tabular values for the general European working population. This implies that the crank arm has the designed proportional length. To calculate the same specific spring and verify the function of the fixture, software simulation was also used. When creating the model, in addition to the calculations and simulation, an experiment was also conducted to verify the function and the main idea of the fixture, which is to bend with additional tensile stress. The result of the experiment was a spring that was subsequently compared with a spring produced using the original fixture. The marked difference in the appearance of the thread proved that the author’s idea was correct. The entire fixture and its components are described in detail in the thesis. The comprehensive design of the fixture in the form of a 3D model is prepared for consultation in an organ-making workshop and then for use in production.
Description
Citation
SVOBODA, J. Návrh přípravku pro výrobu pružin do varhan [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Strojírenská technologie
Comittee
doc. Ing. Josef Sedlák, Ph.D. (předseda)
prof. Ing. Marek Sadílek, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Štěpánka Dvořáčková, Ph.D. (člen)
Ing. Lukáš Řehořek, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Beránek, Ph.D. (člen)
Ing. Vladimír Maixner, MBA (člen)
doc. Ing. Jan Zouhar, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-06-18
Defence
Diplomant seznámil komisi s obsahem a výsledky své diplomové práce a zodpověděl otázky vedoucího, oponenta a dalších členů komise:
V průběhu obhajoby byly zodpovězeny následující doplňující otázky:
1. Jaké je porovnání provedené simulace a reality?
zodpovězeno
2. Jaké je odpružení během ohýbání?
zodpovězeno
3. Co označuje tuhost pružiny?
zodpovězeno
4. Proč byl změněn materiál pružiny z mosazi na korozivzdornou ocel
zodpovězeno
Otázky členů komise byly zodpovězeny.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení