Gereedschap: technische inrichting gebruikt ter ondersteuning van

Gereedschap: technische inrichting gebruikt ter ondersteuning van menselijk of dierlijke arbeid
Werktuig: Technische inrichting waarin voor het verrichten van arbeid – waartoe de mens of dier
niet bereid is – niet-biologische energiebronnen worden gebruikt
Functie: definieert wat een (deel)product moet doen (het wijzigen van de huidige toestand naar een
meer wenselijke)
Functiedecompositie: het onderverdelen van een functie in behapbare deelfuncties
Concept: definieert hoe een product een functie moet vervullen
Hydrauliek en pneumatiek
Hydrauliek:
 Pompen:
o Verdringerpompen: plunjerprincipe (zie 1e plaatje)
 Roterende verdringerpompen:
 Schroefpomp
 Tandwielpomp (zie 2e plaatje)
o Rotorpomp (zie 3e plaatje)
 Schottenpomp (zie 4e plaatje)
 Oscillerende verdringerpompen
 Radiale plunjerpomp
 Axiale plunjerpomp (zie 5e plaatje)
 Leidingen:
o Vast: dikwandige naadloze stalen buis (hydrauliek)
o Flexibel: gewapende kunststof slang
 Besturing :
o Kleppen: voorkomen terugstromen
 Veiligheidskleppen: voorkomen te hoge druk
o Ventielen en schuiven: regelen vloeistofstroom
 Actuatoren:
o Lineair (cilinder) (bijv. meerstraps actuator (telescoop), remklauw)
o Roterend (hydromotor) (bijv. wielaandrijving,
transportband)
 Tandradmotor (zie 6e plaatje)
 Radiale plunjermotor (zie 7e plaatje)
 Axiale plunjermotor
Enkelwerkend (ingaande beweging gevolg van externe kracht)
of dubbelwerkend (in- en uitgaande beweging gekoppeld aan
hydraulisch systeem)
Energiebronnen:

Zuigermotoren (stoommachines, verbrandingsmotoren)


Stromingsmachines (waterturbine, gasturbine, stoomturbine, windmotor)
Elektromotoren (driefasen wisselstroom- gelijkstroom- stappenmotoren)


Brandstofcellen
Accu’s, batterijen
Verbinden: samenvoeging van 2 of meer onderdelen, waardoor een onderlinge scheiding van die
onderdelen, onder invloed van een uitwendige belasting, wordt verhinderd
Verbindingsmethoden:
 Lijmverbindingen
Lijmen is het verbinden van gelijksoortige of verschillende niet-metalen en metalen door
oppervlaktehechting m.b.v. geschikte lijmen. Lijm is een aanvankelijk plastische, de te
verbinden delen bevochtigende, veelal organische stof die na in een vaste stof te zijn
overgegaan, de delen mechanisch hecht en zodoende bijeenhoudt (op basis van adhesie
(hechting tussen tussenlaag en werkstukmateriaal) en cohesie (sterkte van de tussenlaag)).
o Fysisch uithardende lijmen (dispersie-, contact-, smeltlijmen, plastisolen)
o Chemisch uithardende lijmen (polymerisatie-, polyadditie, polycondensatielijmen)

Soldeerverbindingen
Solderen is een thermische procedure waarbij een materiaalverbindend materiaal in
gesmolten toestand wordt toegevoegd. Hierbij wordt de smelttemperatuur van het
basismateriaal niet bereikt.
Capilaire werking:

Lasverbindingen
Lassen is het onlosneembaar verbinden van aparte onderdelen tot een lasdeel d.m.v. het
aanbrengen van een materiaalverbinding.
o Druklassen
Bij druklassen komt de verbinding tot stand door gebruik te maken van hoge
krachten en temperatuurverhoging, meestal zonder lastoevoeging. Er is geen sprake
van smelten.
 Weerstandlassen (punt-, projectie-, rolnaad en stomplassen)
 Puntlassen: het werkstuk wordt ingeklemd tussen 2 elektroden.
Middels het doorvoeren van een stroom zal er warmte ontstaan.
 Wrijvingslassen (ook ultrasoon)
o Smeltlassen
Bij het smeltlassen vindt de verbinding plaats door plaatselijk smelten van het te
lassen materiaal en het toevoegmateriaal. Een warmtebron verhit beide te
verbinden onderdelen d.m.v. een vlagboog. De elektrode is permanent of
afsmeltend. Het smeltbad wordt beschermd door gas en/of slak.
 Elektrisch booglassen (MIG/MAG lassen, TIG lassen)
 Thermo-chemisch lassen
 Stralingslassen

Klinkverbindingen

Schroefverbindingen
Schroef
v.s.
vaak voorzien van punt
wordt van boven aangedraaid
evt. zelf draad tappend
bout
vaak gelijkblijvende diameter
krachten worden zijwaarts aangebracht
vaak in combinatie met voorgesneden draad
o
Bezwijkgedrag
o
o
Zelfremmend als spoedhoek < wrijvingshoek
Ontwerprichtlijnen
 Dynamische belasting: verminderen spanningspieken
 Uitstekende schroefdraad
 Afgeronde verdieping en uitstekende boutschroefdraad
 Uitboren van de schroefbout



Draadgaten inloop: kleine afschuiningen aan de inbrengopening (voorkomen
storende neerslagophopingen bij gegalvaniseerde onderdelen en maken
inbrengen makkelijker)
Draadgaten uitloop: zorg altijd voor een draadgatuitloop loodrecht op de as
van de bout
Voor schroefdraad in plaat moet vaak de plaatdikte lokaal vergroot worden
(omvouwen, oplassen, vloeiboren, lasmoeren, inklinkmoeren)


Krachtlijnen: draagvlakken van schroefkoppen en moeren moeten loodrecht
op de schroeflengteas staan (anders ontstaan extra buigspanningen in de
schroefschacht)
 Dynamische belasting: verlengen van de bout (grotere vervormbaarheid,
verschuiving aangrijpingspunt bedrijfslast in de richting van de deelnaad)
 Zwakke materialen: inserts toepassen
Penverbindingen en spanbussen
Er is sprake van een penverbinding als een pen in een gat wordt gemonteerd, waarbij deze
pen door alle te verbinden delen gaat. Pennen hebben geen voorspanning, bouten wel.
Bouten worden axiaal belast, pennen loodrecht daarop.
o Penvormen:
o Pen zonder kop
o Pen zonder kop met splitpengaten en ringen
o Pen met kop en splitpengaten
o Pen met kop en schroefdraad
o
Pentypen
 Conische pennen: slijtage en gatvergroting opheffen bij regelmatige
demontage | nauwkeurige positionering onderdelen | duur | niet trilvast
 Cilindrische pennen: voor losse, overgangs- en vaste passingen | relatief
duur door opruimen gat | lastig los te maken | niet trilvast
 Kerfpennen (kerfnagels): kerfgroeven op de omtrek zorgen voor elastische
vervorming van de kerfrand. Dit zorgt voor radiale voorspanning | trilvast |
herbruikbaar | montage simpel
 Spanbussen: gerold uit verenstaal | trilvast | vaker te gebruiken | makkelijk
monteerbaar

Borgelementen
o Borgringen
o splitpennen
3 typen verbindingen:
 Krachtgesloten verbindingen: de verbinding is begrensd door de maximale wrijvingskracht
(kans op slip, mogelijk verlies aan wrijving, grote krachtoverbrenging mogelijk, eenvoudige
constructie, gecontroleerd slip toestaan bij overbelasting)
 Vormgesloten verbindingen: verbinding is begrensd door de bezwijkkracht van de
constructie (complexere vorm, bij overbelasting vervorming/breuk, geen slip, eenvoudige
montage)
 Materiaalgesloten verbindingen
Materiaalkeuze
 Belastingconcentraties doorleiden: materiaal met hogere rekgrens (door hogere rekgrens
kan er lichter ontworpen worden, de stijfheid van de constructie zal hierdoor zelfs
verminderen)
o Kiezen voor sterkere kwaliteit constructiestaal (gelaste constructies)
o Harden / veredelen (zwaar belaste onderdelen)
o Carboneren / veredelen (zwaar belaste ‘verspaande’ onderdelen)
o Voorzien van ‘inserts’ (kunststof / aluminium)
 Vervorming beïnvloeden door materiaal met andere elasticiteitsmodulus.
 Wrijving beïnvloeden door andere wrijvingscoëfficiënt
 Gelijke materiaalsoorten zijn vaak minder geschikt om over elkaar te glijden
 Opletten voor galvanische corrosie, vervorming (kromtrekken)l, verandering van functionele
speling door verschillende uitzettingscoëfficiënt
Overbrengingen: middel om een beweging over te brengen
 Variatie in:
o Type beweging: rotatie – rotatie / rotatie – translatie
o Richting: assen parallel / assen snijdend / assen kruisend
o Snelheid en kracht: reductie / krachtversterking
o Plaats
 Type overbrenging:
o Riemoverbrenging: een vermogensoverbrenging met als tussengeschakeld element
een op trek belaste riem
 Vlakke riem
 V-riem: geringe voorspanning -> grote kracht | krachtoverbrenging via
zijkanten
o
o
 Tandriem
Voordelen: geluidsarm | stoot en trillingsvrije loop | eenvoudig | grote asafstanden
mogelijk | geen smering noodzakelijk | lage onderhoudskosten | laag gewicht per
eenheid vermogen
Nadelen: geen constante overbrenging (slip) | voorspanning nodig | grotere
asbelasting | grote inbouwruimte | beperkt temperatuurgebied | invloed
omgevingsfactoren | mogelijke elektrostatische oplading
Wrijvingskracht > trekkracht in riem
Kettingoverbrenging: een vermogensoverbrenging met als tussengeschakeld
element een op trek belaste ketting
 Schakelketting (hijsen, transport)
 Scharnierketting (hijsen, transport, aandrijven)
3 soorten:
 Penketting: pen draait in schallen (hoge slijtage)
 Busketting: pen vast in buitenste schallen, binnenste schallen hebben bus
(bus draait om de pen)
 Rollenketting: pen vast in buitenste schallen, binnenste schallen hebben 2
bussen (bus 1 draait om de pen, bus 2 draait over kettingwiel)
Snelheidvariatie is afhankelijk van het aantal tanden
Tandwielen
 Roloverbrenging: parallelle of snijdende assen | lijncontact (hoge
belastbaarheid) | zuiver rollend contact (weinig wrijving) | relatief goedkoop
| stotende belasting

Schroefroloverbrenging: geen snijdende assen | schuivend contact (wrijving,
laag rendement) | stiller, vlakkere krachtoverbrenging
Beschadiging en smering
 Tandvoetbreuk (door te hoge belasting / vermoeiing) -> aanpassen
geometrie / materiaal


Putvorming (door vermoeiing / wisselende spanningen) -> aanpassen
geometrie
Vreten (galling) (door hoge lokale druk / hoge glijsnelheden) -> hoge
temperaturen, ontbrekende smeerfilm, tijdelijk aaneenlassen -> lagere
ruwheid, juiste flankspeling juiste smeermiddelen
Lagers
 Hoofdfunctie: nauwkeurig en wrijvingsarm langs elkaar laten bewegen | beperking van het
aantal vrijheidsgraden van bewegen
lager: onderdeel dat soepele beweging mogelijk maakt
lagering: systeem van lagers (of een enkel lager) wat rotatie en axiale opsluiting van de as
verzorgt
 Typen lagers:
o Wentellagers (rollen, lijn- /puntcontact): nagenoeg geen wrijving | aanloopmoment
niet groter dan bedrijfsmoment | smeermiddelengebruik gering | weinig onderhoud
| geen inlooptijden | goed uitwisselbaar | gevoelig voor stoten, trillingen en
vervuiling
o






Glijlagers (glijden, vlakcontact): relatieve beweging tussen as en lagerschaal,
drukopbouw in vloeistof/gas/vet als tussenmedium
o Magneetlager (contactloos)
o Luchtlager (contactloos)
Lagerkooien: zorgen voor het onderling gepositioneerd houden van de wentellichamen en
verhinderen zo direct contact (minder slijtage, evenredige belastingsverdeling) | houden de
wentellichamen bijeen bij demontabele lagers
Smering (vet/olie): voorkomt metallisch contact | bescherming slijtage en corrosie
Afdichtingen (aan 1 of 2 kanten, bij 2 kanten smering tussen de ‘seals’): bescherming
omgevingsinvloeden
Max. toerental begrensd door warmteontwikkeling
Statisch draaggetal 𝐶0 : statische radiale belasting die op de hoogst belaste vlakken van het
wentellager een blijvende vervorming van 0,01% van de diameter van het wentellichaam
veroorzaakt
Dynamisch draaggetal 𝐶: een zuiver radiale belasting waarbij 90% van een groep indentieke
lagers een normale levensduur van 106 omwentelingen haalt
Overige toepassingen:
o
Kogelhulzen
o
Lineaire rollende geleiding (kogelomloopprincipe / looprolprincipe)
o
Kogelomloopspindel
Glijlagers
vs.
Eenvoudig
Veelal statisch belast
Wrijving afhankelijk van smeringstoestand
Bij lagere toerentallen
Relatief groot aanloopmoment vanuit stilstand
Wentellagers
dynamisch belastbaar
lage rolweerstand
aanloopmoment constant
Vast-los lagering: vast lager om as axiaal op te sluiten, los lager om axiale maatfouten en
uitzetting/doorbuiging op te vangen
Steunlagering: schuiven van as mogelijk (bij korte assen)
Borgen van as en lager: met een lichte drukpassing, met een asmoer, met bout en schrijf, met een
borgring, met trekbus, met drukbus
Typische lagerpassing problemen:
 Walsen van lager-ring in zitting (rotatie van lagerring t.o.v. zitting -> slijtage aan zitting): kies
minder speling
 Passingroest (bij onjuiste (te losse) passingen -> het roespoeder zal als een soort slijpmiddel
het slijtageproces bij walsen van het lager versnellen): kies minder speling, bij montage
oppervlak behandelen
Smering:
 Vet: blijft beter in het lager dan olie, voorkomt binnendringen vervuiling, niet bij hogere
toerentallen, vet periodiek vervangen
 Olie: bij hogere toerentallen en temperaturen, goede afvoer van warmte en
verontreinigingen, gesloten systeem vereist
Assen:
 Draagassen: onderdelen voor het dragen en lageren van loopwielen, kabelschijven,
hefbomen, etc. (alleen buigbelasting, geen torsiemoment, weinig afschuiving)
 Aandrijfassen: draaien rond en dienen voor het overbrengen van torsiemomenten d.m.v.
tandwielen, riemschijven, koppelingen etc. (torsie en buiging, soms axiaal)
 Astappen: getrapte draagas- en aandrijfaseinden, voor het dragen en lageren (cilindrisch,
conisch of kogelvormig)
Naaf: middendeel, rond een as te monteren deel van een wiel/tandwiel/hefboom/etc.
As-naaf koppeling: voor het doorgeven van krachten en koppel (rotatie vast, translatie vast, behoud
van centrering)
 Vormgesloten (voor bijv. schakelen en koppelen):
o Inleg- en spieverbinding: de spie moet steeds iets korter dan de naaf zijn
o Spieas en vertande verbinding: wanneer inlegspieën niet in aanmerking komen
i.v.m. de grootte, de stootbelasting en de wisselende belasting van torsiemoment
o Polygoonverbinding: geschikt voor stotende torsiemomenten, worden gebruikt voor
demonteerbare schuif- en perspassingen (zelf centrerend)
o Kopvertanding
o Penverbinding: geschikt voor het overbrengen van kleine en stootvrije
torsiemomenten
 (wrijvings)krachtgesloten
o Cilindrische persverbinding: samenstellen van delen die voor montage een
negatieve speling hebben, voornamelijk toegepast als niet-demonteerbare
verbinding (geschikt voor stoot- en wisselende belasting)
 Langspersverbinding
 Krimpverbinding
 oliepersverbinding
o Kegelpersverbinding: bevestiging van naven op asuiteinden, garanderen een
nauwkeurige centrering en daarmee een hoge loopnauwkeurigheid
o Klemelementverbinding (spanbus met conische klemring): demonteerbare
mechanische persverbinding (invloed van toleranties en oppervlaktenauwkeurigheid
stukken minder)
o Klemverbinding: hoofdzakelijk toegepast bij riemschijven, snaarschijven en
hefbomen, die op langere, gladde assen geplaatst moeten worden
o Tapse spieverbinding: hoofdzakelijk toegepast voor zware schijven, wielen en
koppelingen (voor ruw bedrijf en van richting wisselend torsiemoment)


Voorgespannen vormgesloten: combinatie van vorm- en krachtgesloten
Materiaalgesloten: verbinding door materiaalhechting (bijv. lijmen, solderen, lassen)
As-as koppeling: voor het overbrengen van rotatie-energie (en daarnaast het compenseren van
afwijkingen, demping en het in- en uitschakelen overbrenging)
 Schakelbaar
o Vormgesloten
o (wrijvings)krachtgesloten
 Auto(ont)koppeling
 Moment bestuurde koppeling
 Toerental bestuurde koppeling (bijv. slipkoppeling)
 Richting bestuurde koppeling
 Inductiekoppeling
 Hydrodynamische koppeling
 Niet schakelbaar
o Star (geen slijtage, onderhoudsvrij, beide draairichtingen, geen demping, uitlijning
zeer kritisch)
 Flenskoppeling
 Klembuskoppeling
 kroonwielvertanding
o beweegbaar
 klauwkoppeling
 kruissleufkoppeling
 koppeling van parallelle kruk
 flexibele koppeling
 tandkoppeling
 scharnier- of cardankoppeling
 homokinetische koppeling
o elastische koppeling
 metaal-elastische koppeling
 rubber-elastische koppeling
remmen:
 waarom:
o vertragen van bewegende massa’s (regel- of stoprem)
o vasthouden van een last (houdrem)
o opwekken van een tegenkoppel (vermogensrem)
 typen
o mechanisch: op wrijving gebaseerd (blokkenrem, schrijfrem, bandrem, trommelrem)
o hydrodynamisch: energieomzetting door stromingsweerstand (stromingsrem,
waterrem)
o elektrisch: regeneratie door energieovername, terugvoer gecontroleerd (motorrem,
inductierem)
veren: vervormen elastisch onder inwerking van kracht, waarbij potentiële energie opgeslagen
wordt. Deze energie komt, na aftrek van wrijvingsverliezen, weer vrij in de vorm van arbeid
 waarom
o opslag en vrijgave energie
o realisatie beweging of kracht

o
o
typen
o
o
o
o
compensatie maatvoering
demping
bladveren
drukveren
trekveren
torsieveren