Zajímavou maturitní práci na téma kolem Rcček a aut zpracoval Honza Brich. Práci poskytl k zhlédnutí i nám, tak ať se líbí …
Úvod
1. Základní popis a nastavení modelu
1.1 Nastavení podvozku
2. Zavěšení kola zadní nápravy
2.1 Vytvoření 3D modelu zadní nápravy
2.2 Co je to AutoDesk Inventor?
2.3 Vznik 3D modelu zadní nezávislé nápravy
Úvod
K testování jsem si vybral závodní podvozek slovenského výrobce Xray, který se věnuje závodním podvozkům již řadu let. Vyrábí modely od offroad bugy (terénní modely) až po onroad modely (halové modely). Na modelech používá nejnovější technologie a materiály z pevnostních ocelí, karbonu až po plastové díly se skelnými vlákny.
Obr.1 Boční pohled na model xray T3 [1]
Pro maturitní práci jsem vybral podvozek Xray s označením T3, pocházející z roku 2010. Pro mé testování to bude dostačující model. V testech se zaměřím na tři faktory, které ovlivňují chování modelu (tlumiče, pneumatiky, diferenciál). Na okolní vlivy jako je váha baterie, elektroniky případně odpor karoserie (její tvar) nebude při testech brán zřetel, jelikož tyto parametry neovlivňují zásadně chování modelu. Testování bude probíhat na hladké asfaltové ploše za příznivých povětrnostních podmínek. Zvolím si základní nastavení, od kterého budu provádět změny. Vždy udělám pouze jednu změnu s velkou odchylkou od normálu (lépe tím vypozoruji odlišné chování modelu).
Jelikož je model výrazně podobný dospělým závodním vozům, využiji odborných knih (popř. internetu) a pokusím se vše zakomponovat do testovaní. Tak jako velké automobily používají například zimní a letní obutí nebo závodní speciály šotolinové (prašné cesty) a asfaltové pneumatiky, tak i na modely 1:10 je velká škála vzorků pneumatik. Pro naše testování vybereme pneumatiky, které nám ukáží, jak velké rozdíly mohou být při změně pneumatik v průjezdu jednoduchou zatáčkou. Pro získání nejlepšího nastavení budeme postupně testovat různé typy pneumatik.
1. Základní popis a nastavení modelu
V úvodu jsem se zmínil o testovaném podvozku, jeho výrobci a materiálech, ze kterých je vyroben. Musíme si ale říct jak je model poháněn a co vše je jeho srdcem. Hlavní částí je pohonná jednotka, která se skládá z regulátoru otáček a samotného elektromotoru. Oproti velkým automobilům model nemá spojku ani převodovku, tuto práci zastává regulátor, který dává motoru pokyny vpřed a vzad. Regulátor také zajišťuje napájení pro všechny komponenty modelu. Na modelu je zajištěn stálý převodový poměr pomocí řemenic (oz. kola) a řemenů. Zatáčení kol zajišťuje servo, které je ovládáno řidičem přes vysílač. V servu je umístěn malý motor, který přes ozubená kola ovládá páku a ta zatáčí samotnými koly. Jak již bylo výše zmíněno, celý model je řízen pomocí vysílačky pracující v pásmu Wifi (2,4 GHz), tato vysílačka se spáruje s přijímačem v modelu a řidič ovládá všechny jízdní funkce. Celý model dostává do pohybu baterie typu Lithium-Polymer o napětí 7.4V a kapacitě 4000mah. Tato baterie váží zhruba 300g a model na ni vydrží jet přibližně 20min. Je to stejné jako u velkého automobilu, čím více šlapete na plyn, tím se zvyšuje spotřeba a v případě modelu odběr energie z baterie. V následujících tématech se zaměříme na porovnání testovaných komponentů mezi modelem 1:10 a klasickým spalovacím automobilem, bez kterého si mnoho z nás nedokáže představit každodenní život.
 |
1. Regulátor otáček a motor2. Servo s přijímačem3.Pohoná baterie
4. Tlumiče 5. Kuličkový diferenciál 6. Řemenice a rozvodový řemen |
Obr.2 Základní rozložení modelu
1.1 Nastavení podvozku
Pro nastavování podvozků se používají takzvané set-up systémy. Jedná se o přesný výrobek, který ve stupních měří hodnoty nastavené na podvozku. Fungují tak, že se nasadí místo kol a zobrazují nastavované hodnoty. Práce s ním je velmi přesná a zvládne jí i průměrný uživatel. Já jsem použil set-up systém firmy Xray, který je vidět na přiložené fotografii.
Obr.3 Nastavovací měřidla – tzv. „setup systém“
2. Zavěšení kola zadní nápravy
Zavěšení kol je část vozu, která je připevněna k rámu vozu. Zajišťuje svislý pohyb vzhledem k vozovce či podvozku. Je pevně uložena a zabraňuje nežádoucím pohybům (např. pohyb vpřed a vzad). U RC modelů se využívá nezávislé zavěšení, kdy každé kolo má své vlastní zavěšení s tlumícím celkem.
1. Zadní nezávislá náprava, která je předmětem modelování 3D2. Rozvodový řemen pohánějící vozidlo3. Zadní planetový diferenciál4. Přední nezávislá náprava
|
2.1 Vytvoření 3D modelu zadní nápravy
Ve škole jsem se za 4 roky naučil ovládat základní funkce programu AutoDesk Inventor , a proto jsem se rozhodl, že do své práce vyrobím část modelu. Díky časové náročnosti jsem si vybral část zadní nápravy.
2.2 Co je to AutoDesk Inventor?
Inventor slouží k tvorbě 3D modelů součástí především pro strojírenské konstruování. Lze volit mezi tvorbou 2D i 3D , jelikož tento program má správné nástroje pro obojí. Pomocí programu lze vytvářet náčrty a následné řešení jeho tvarů, modifikovat konstrukční sestavy ale i pracovat paralelně v širším týmu konstruktérů. Během pár kliknutí může uživatel z vytvořeného 3D modelu zhotovit 2D výkresovou dokumentaci, rychleji než pomocí 2D CAD nástrojů. Inventor se tímto řadí mezi nejprodávanější CAD aplikace na světovém trhu.
Vzhledem k maturitní práci jsem si vybral pro modelování část zavěšení zadní nápravy. Nejprve jsem si dané součástí pomocí posuvného měřidla naměřil, narýsoval a poté přešel k samotné realizaci. Škola, kterou navštěvuji, vlastní i vyspělé 3D tiskárny a díky tomu si vytvořenou sestavu nechám vyrobit na zdejších strojích.
2.3 Vznik 3D modelu zadní nezávislé nápravy
Jako první úkol bylo naměřit součásti a zorganizovat si určitý postup modelování. K měření jsem použil standartní posuvné měřidlo (šupleru), která se používá ve všech rýsovacích odvětvích.
Obr.5 Náčrt zadního ramene
Obr.6 Náčrt zadního náboje
Postupně jsem se při modelování potýkal s tvarovou složitostí některých komponentů. Některé rádiusy jsem řešil například pomocí víčka od „PET“ lahve, jelikož přesně pasovalo do požadovaného rozměru. Neváhal jsem jej tedy využít, například pro radius na náboji viz. Obr.6 a 7. Většina hran na součástech měla specifická a různorodá zaoblení, která mi komplikovala kompletaci, ale vše se povedlo vyřešit.
Obr.7 3D model zadního náboje
Velké komplikace mi způsobila hnací hřídel tzv. kloubová poloosa, ve které se mi nedařilo vhodně „zavazbit“ všechny díly, tak aby se hřídel v programu nerozpadala.
Obr.8
Pomocí prvku sestava jsem dané součásti složil a pomocí zabarvení je upravil do následující dobře čitelné podoby.
Obr.9
Následně jsem součásti sloučil do jediné sestavy, tak aby vznikla část zadní nápravy včetně hnací hřídele. Pro dobrou čitelnost dílů, jsem použil výrazné barvy, které jednotlivé díly dobře rozliší.
Obr.10
Za pomoci pana profesora Ing. Richarda Němce jsem se mohl seznámit s 3D tiskárnou a nechat si tak vyrobit 3D součásti, které budu prezentovat při maturitní obhajobě. 3D tisk spočívá v rovnoměrném vrstvení speciálního prášku, který je v případě špatného tisku znovu recyklovatelný. Po dokončení tisku je výrobek velmi křehký a znečištěný okolním práškem. Zbytkový prášek se ze součásti jemně ofoukne či sejme jemným štětečkem. Poté se součást napustí speciálním lepidlem, které součást vytvrdí.
Obr.11 3D výtisky dílů nápravy
Vyrobené součásti jsem lehce opracoval (brusným papírem) a složil do části nápravy. Na obr. 12 je vidět srovnání dvou náprav. Výše je náprava vyrobená 3D tiskárnou, níže je komerční náprava vyráběná sériově.
Obr.12 Srovnání náprav (3D tisk a originální)
V dalším článku se podíváme na odpružení a tlumení nápravy…