4

Haagse Hogeschool werktuigbouwkunde

Realiseren DavitDe bouw van het model van een davit

WP1813-11-2015

Studenten: Thimo van Veen 15033910Thomas de Vette 11025417Jim Vollebregt 15083349Rick Vroege 15098184

5Pieter Wiegeraad 14022052Boaz van Willigenburg 15078973Bas van Zeijl 15059766Job van der Zwan 15040380Stan Zwinkels 15049248

Haagse Hogeschool (Delft)Docent: Tromp J.P.M., Wit de F.M.Datum: 12 december 2015Klas: WP18

Realiseren DavitDe bouw van het model van een davit

In dit verslag laat onze projectgroep zien hoe we tot ons ontwerp zijn gekomen van de Davit. Hierin staat alle informatie waarmee gewerkt is om de innovatieve ideeën te bepalen en uit te werken. Het doel van dit project is het vervaardigen van een innovatief ontwerp om te gebruiken als davit op een schip. Dit is tot stand gekomen vanuit een verzoek van Royal Van Lent. HLezer die het definitieve ontwerp willen beschouwen kunnen dit vinden in hoofdstuk 7. Hier wordt de constructie van het ontwerp toegelicht. Dit wordt ondersteund met behulp van tekeningen en berekeningen. Daarbij willen we graag meneer De Wit en meneer Tromp bedanken voor de ondersteuning en feedback bij ons verslag.

Delft, januari 2016Thimo van Veen,Thomas de Vette

Jim VollebregtRick Vroege

Pieter WiegeraardBoaz van Willigenburg

Bas van ZeijlJob van der Zwan

Stan Zwinkels

6

7

Inhoudsopgave

Samenvatting

1. Inleiding

2. Probleemstelling

3. Pakket van Eisen

4. Pakket van Wensen:

5. Maquettes

6. Raming productiekosten

7. Ligger

7.1 Beschrijving werking

7.2 Schets

7.3 VLS + berekening

7.4 Materialenlijst plaatmateriaal + verbindingen

7.5 Beschrijving productiestappen

7.6 Prefab

8. Staander

8.1 Beschrijving werking

8.2 Schets

8.3 VLS + berekening

8.4 Materialenlijst plaatmateriaal + verbindingen

8.5 Prefab

9. Conclusie

10. Literatuurlijst

11. Bijlage

11.1.1 Tekening + berekening Bas van Zeijl

11.1.2 Tekening + berekening Thomas de vette

11.1.3 Tekening + berekening Jim Vollebregt

11.1.4 Tekening + berekening Rick Vroege

11.1.5 Tekening + berekening Pieter Wiegeraad

11.1.6 Tekening + berekening Boaz van Willigenburg

11.1.7 Tekening + berekening Job van der Zwan

11.1.8 Tekening + berekening Stan Zwinkels

12. Reflectie verslagen

8

Samenvatting

Gedurende dit rapport zal de volgende probleemstelling zo goed mogelijk worden beantwoord;Hoe kan een Davit worden ontworpen die een statische last van 100 kilogram (981 Newton) gedurende tien seconden kan dragen?Voordat deze vraag wordt beantwoord in dit rapport, zijn er eerst concept ontwerpen gemaakt door iedere student. Iedere student heeft door middel van de Wiskunde en de Mechanica uit blok 1 de krachten kunnen berekenen op elk concept ontwerp. Nu dat alle krachten in alle concept ontwerpen bekend zijn, kon het beste ontwerp worden gekozen, het ontwerp waarin elke staaf van de Davit een zo laag mogelijke kracht te verduren had. Zodanig laag dat de staven niet zouden breken. Zodra het beste ontwerp gekozen was, werd deze uitgebreid in het programma Inventor nagemaakt (“Autodesk Inventor is CAD-software ontwikkeld door het Amerikaanse bedrijf Autodesk voor het maken van digitale 3D-prototypes van producten”[?]). Wanneer deze visualisatie in Inventor helemaal klopte konden er tekeningen worden gemaakt. Deze tekeningen zijn terug te vinden in de bijlage van dit rapport (zie bijlage [?]). Nadat de tekeningen gemaakt is de Davit gebouwd met behulp van de tekeningen.

Het testen van de Davits vindt een week nadat dit rapport is ingeleverd plaats dus kan de probleemstelling maar half worden beantwoord. Of de gebouwde Davit de statische last van 100 kilogram houdt staat daarom ook niet in dit rapport.

9

1. Inleiding

In dit rapport wordt de voortgang bijgehouden van het realisatie proces van een model van een Davit kraan.

Dit wordt gedaan als naslagwerk tijdens het proces en ter toetsing van rapporteer- vaardigheden.

Het realisatie proces zal verlopen volgens de 5 fases van methodisch ontwerpen zoals beschreven in (Oskam, Cowan, Hoiting, & Souren, 2011). Daarnaast zal het rapport opgesteld worden volgens de indeling die wordt beschreven in (Hoogland, Dik, & Brand, 2015).

10

2. Probleemstelling

Hoe kan een Davit worden ontworpen die een statische last van 100 kilogram (981 Newton) gedurende tien seconden kan dragen?

11

3. Pakket van Eisen

. Voor het schaalmodel van de davit staan hieronder de eisen en wensen. Gedefinieerd aan de hand van de behoeften van de stakeholders.

Eisen: Stakeholder Eenheid DatumHet plaatmateriaal van de davit is bij de staander en ligger of van 1, 1.5 of 2 mm dik aluminium of staal van 1 of 1.5 mm dik. Deze platen moeten een afmeting van 1000 bij 500 mm hebben.

Producent mm 13-11-2015

De davit mag alleen met M4 boutjes en moertjes verbonden worden.

Producent en fabrikant

N.v.t. 13-11-2015

Het ontwerp moet een verticale statische last van 100 kg kunnen tillen.

Opdrachtgever Kg 13-11-2015

De staander van dit model is 150 bij 150 mm breed en diep en 1000 mm hoog.

Opdrachtgever Cm 13-11-2015

Het product moet volledig recyclebaar zijn. Producent N.v.t 13-11-2015

De machines die gebruikt mogen worden voor de bouw van de davit zijn: een accuboor metboortjes, een zetbank en een knipbank.

Opdrachtgever N.v.t 13-11-2015

De davit moet corrosie bestendig. Ontwerper N.v.t 13-11-2015De ligger is 600 mm lang,150 mm breed en 150 mm hoog. Opdrachtgever Cm 13-11-2015Voor demonstratie moet het mogelijk zijn om de davit 10 keer te produceren.

Opdrachtgever N.v.t 13-11-2015

Het product voldoet aan alle veiligheidsvoorschriften Klanten en overheid

N.v.t 13-11-2015

Het product moet gemonteerd kunnen worden aan de testopstelling d.m.v. een voet met 4 boutgaten.

Opdrachtgever N.v.t 13-11-2015

De testlast moet te monteren zijn aan de ligger. Fabrikant N.v.t 13-11-2015Tabel 1.1 Eisen schaalmodel Davit

4. Pakket van Wensen:

Wensen: Stakeholder Eenheid Datum

De davit mag maximaal 6 kilo wegen. Opdrachtgever Kg 13-11-2015Productiekosten mogen maximaal €2000 bedragen. Opdrachtgever Euro’s 13-11-2015De onderdelen van de davit moeten gemakkelijk te monteren/demonteren en te onderhouden zijn.

Monteur/reparateur

N.v.t. 13-11-2015

Het product moet te gebruiken zijn zonder technische voorkennis.

Gebruiker N.v.t 13-11-2015

Tabel 1.2 Wensen schaalmodel Davit

125. Maquettes

Om onszelf een beter beeld te geven van hoe de davit er uiteindelijk uit komt te zien, hebben we twee maquettes gemaakt op een schaal van 1:5.

Het 1e model was om te kijken hoe het ontwerp er ongeveer uit kwam te zien. Dit model hebben we gebruikt om te bepalen waar de zwakke plekken van de davit lagen.

▪ Voorkant van de staander te zwak.▪ Staander te beweegbaar in zijwaartse richting. ▪ Achterkant staander te veel materiaal, schuine staven

overbodig, alleen trekbelasting.▪ Ligger kan niet goed bevestigd worden op de staander.

Bevestigingspunt aan de voorkant van de ligger op de staander bevindt zich op een zwakke plek.

Met deze verbeterpunten zijn we aan de slag gegaan en zijn met nieuwe ideeën gekomen om het ontwerp te verbeteren. Dit leidde er toe dat er een nieuwe maquette gemaakt werd.

Bij het 2e model zijn de zwakke plekken verbeterd en is er beter nagedacht over het in elkaar zetten van de davit. Wat is er veranderd in het nieuwe model:

▪ Aan de achterkant van de staander zijn de schuine staven verwijderd.

▪ De voorkant van de davit bevat nu gekruiste staven i.p.v. enkel stuks staven.

▪ De ligger van de davit wordt nu aan de voorkant van de staander bevestigd, zodat de druk van de ligger op de twee grote staven vallen.

▪ De beweegbaarheid van de staander wordt beperkt, doordat er in de staander nu een kruis bevindt.

▪ Aan de ligger worden twee schuine staven bevestigd aan de davit, die er voor zorgen dat de belasting beter verdeeld zal worden.

▪ De schuine staven zullen niet op elkaar bevestigd worden, maar zullen naast elkaar liggen.

13

6. Raming productiekosten

Kostenpost KostenMateriaal:1 plaat aluminium 2 mm x 1000 mm x 500 mm €401 plaat staal 1 mm x 1000 mm x 500 mm €30200 M4 bouten €0,12 per stuk €24200 M4 moeren €0,06 per stuk €12500 M4 ringetjes €0,06 per stuk €30Fabricagekosten:Arbeidskosten (we gaan hierbij vanuit dat de davit gemaakt wordt door twee personen met een mbo opleiding die hier 15 uur voor nodig hebben) €50 per uur

€1500

Inrichtingskosten (door het gebruik van ‘standaard’ machines zoals een accuboor en zetbank zijn er geen special inrichtingskosten van toepassing)

€0

Totaal: €1636

Een raming voor de productiekosten is een voorlopige schatting van kosten die in dit geval voor de davit begroot zijn.

14

7. Ligger

7.1 Beschrijving werking

De ligger heeft een de voorkant een gat waardoor een katrol of karabijn heen kan. Dit is het punt waar het gewicht onder komt te hangen.

7.2 Schets

15

7.3 VLS + berekening

16

MG=0=E y∗150+C y∗375−Fl∗600ΣF y=0=G y+E y+C y−F l

E y=0→MG=0=E y∗150+C y∗375−F l∗600C y=785.6NG y=−E y−C y+Fl=−294.6

C y=0→MG=0=Ey∗150+C y∗375−F l∗600E y=1964NG y=−Ey−C y+Fl=−1473

C:C y=0→

ΣF x=0=FCE−225

√602+2252FCB

ΣF y=0=−60

√602+2252FCB+FCD

FCD=281NFCE=1052N

E y=0→

ΣF x=0=√22FCH+FCE−

225√602+2252

FCB

ΣF y=0=√22FCH+

60√602+2252

FCB+FCD

FCD=505NFCE=267N

D:

17C y=0→

ΣF x=0=−225

√452+2252F DB+

225√1052+2252

FDE+225

√452+2252F DF

ΣF y=0=FDC−45

√452+2252F DB+

105√1052+2252

FDE+45

√452+2252F DF

FDE=281NFDF=1052N

E y=0→

ΣF x=0=−225

√452+2252F DB+

225√1052+2252

FDE+225

√452+2252F DF

ΣF y=0=FDC−45

√452+2252F DB+

105√1052+2252

FDE+45

√452+2252F DF

FCD=505NFCE=267N

18

7.4 Materialenlijst plaatmateriaal + verbindingen

Aan de hand van de 3d modellen op auto desk inventor 2016 is er bepaald hoeveel materiaal nodig is om het eindontwerp te realiseren. Tijdens het bouwen van het ontwerp is er geen rekening gehouden met het maken van fouten bij het knippen van de plaat.

Onderdeel Breedte Hoogte AantalVersteviging neus 57 106 1xDwarsbalk onder 36,5 138 5xLigger onder 36.5 750 4XLigger boven 52.2 489 1xSteun 36.5 348 2xDwarsbalk boven rechts

32.5 138 (137,75) 4x

Dwarsbalk boven links

32.5 138 (137.75) 4x

Diagonaal boven 20 203 6xÒphangingsbalk 61 142 1xDiagonaal links 36,5 `230 4x

19

7.5 Beschrijving productiestappen

Productievoorbereiding

Materiaallijst:

De onderdelen om de davit het beste en snelste in elkaar te zetten. Word daarom de volgende onderdelen op deze volgorde gemaakt en in elkaar gezet/gemonteerd.

1. Werktekening lezen aandacht bekijken en na meten 2. Aftekenen van de boorgaten en

snijranden 3. Plaat onderdelen worden

gesneden door een knipbank omdat er ook maar 10 davit’s totaal gemaakt moeten worden is dit de besten snelste en goedkoopste uitvoering

4. In de onderdelen waar gaten in geboord moeten worden. Word dit gedaan na het knippen en onder de kolomboor

5. Zetten de onderdelen die gezet moeten worden, worden na het gaten boren onder de zet bank gezet

6. Nabewerking de bramen en scherpen randen weg vijlen/slijpen 7. Hierna worden de onderdelen samengevoegd tot de davit 8. Opruimen van de werkplaat

Samenstellen Als eerst worden de onder en de boven-ligger los van elkaar in elkaar gezet zodat ze hierna samengevoegd kunnen worden

Voor de onderligger geld dat eerst het frame in elkaar wordt gezet voordat de versteviging’s balken erin komen deze worden vervolgens met bouten en moeren aan het frame vast gemaakt

Voor de boven ligger geld dat er eerst in alle drie de kanten de kruizen gemaakt worden voordat deze in elkaar wordt gezet omdat deze driehoekig is en wanneer je de versteveging’s balken er later in zal zeten dit wel eens lastig kan zijn met montage

20Onderdeel: Werkzaamheden tijd uur gereedschapFrame Davit 1.Tekeninglezen 1 Meetgereedschap

2.Aftekenen 1 Aftekengereedschap3.Knippen 2 Knipbank met toebehoren4.Boren 1 Boormachine met toebehoren5.Buigen 3 Zet-bank6.Na bewerken/checken 2 Slijptol/Vijl7.Assembleren 4 Steeksleutel 10 2x8.Opruimen/schoonmaken 1Totaal 15 Let op PBM’s

Assembleren :Onderdeel 1 word met punt a vast gemaakt aan onderdeel 2 punt a Foto’s

Foto’s

217.6 Prefab

22

8. Staander

8.1 Beschrijving werkingDe staander hoort niet naar voren te buigen als er een gewicht aan de ligger komt te hangen. De constructie is verstevigd aan de voorkant, omdat hier de drukkracht op zal vallen. Aan de achterkant van de davit valt een trekkracht. Hierdoor is er aan de achterkant geen versteviging nodig, omdat aluminium staven goed bestand zijn tegen trekkrachten.

8.2 Schets

Er is een ontwerp in inventor gemaakt.

23

8.3 VLS + berekening

24

F l=491NMM=0=L y∗150−F l∗600Ly=1964 NΣF y=0=Ly−M y−FlΣF x=0=M X

M y=1473 NM X=0N

L:ΣF x=0=F LMΣF y=0=−FLK+LyFLM=0NFLK=Ly=1964N

M:

ΣF x=0=FML+150

√1502+2502FMK

ΣF y=0=−M y+FMJ+250

√1502+2502FMK

FMK=0NFMJ=1473N

K:

ΣF x=0=150

√1502+2502FKJ+

150√1502+2502

FKM

ΣF y=0=−FKI+FKL+250

√1502+2502FKM+ 250

√1502+2502FKJ

FKJ=0NFKI=1964N

I:ΣF x=0=F IJΣF y=0=−F IH+F IKF IJ=0NF IH=1964N

J:

ΣF x=0=150

√1502+2502F JK+

150√1502+2502

F JH+FJI

ΣF y=0=−F JM+FJG+250

√1502+2502FJK+

250√1502+2502

FJH

F JH=0NF JG=1473N

25

8.4 Materialenlijst plaatmateriaal + verbindingen

Aan de hand van de 3d modellen op auto desk inventor 2016 is er bepaald hoeveel materiaal nodig is om het eindontwerp te realiseren. Tijdens het bouwen van het ontwerp is er geen rekening gehouden met het maken van fouten bij het knippen van de plaat.

Lange hoeken 40mm 1000mm 4xLange hoeken achter 60mm 1000mm 2xDiagonale staven 20mm 232 14xDiagonale hoeken 40mm 262 2xVersteviging voet 40mm 138 1xHoeken midden 40 136 6xKruisstrip midden 20 186 2xKruisstrip boven/midden

20 197 2x

26

8.5 Prefab

Voor de constructie van de davit is er een

opstelling gemaakt van welke onderdelen er eerst aan elkaar moeten worden geconstrueerd. Dit zal er in resulteren dat de productie van de davit soepeler en sneller zal verlopen.

27

9. Conclusie

28

10. Literatuurlijst

Internet

https://metaalcenter.nl/

http://www.ijzershop.nl/51-roestvrijstaal

http://www.dezaak.nl/loonkosten-berekenen-1723454.html