Zavrsni Fin

 

TEHNIČKA ŠKOLA, RIJEKA Vukovarska 58, Rijeka

ZAVRŠNI RAD BICIKL SA DVA PREDNJA NAGIBNA KOTAČA

Mentor/ica:

Učenik/ica:

Prof. Ranko Pavelić dipl. ing.

 

Rijeka, svibanj 2021.

Mihael Topić

 

TEHNIČKA ŠKOLA, RIJEKA Vukovarska 58, RIJEKA

EVIDENCIJSKI LIST IZRADE ZAVRŠNOG RADA

Ime i prezime učenika: Razred:

4s

Program – zanimanje: Mentor/ica:

Mihael Topić

Strojarski tehničar 

Ranko Pavelić, dipl. ing.

NADNEVAK KONZULTACIJE

SADRŽAJ RADA

Nadnevak predaje pisanog rada: (mentor je prihvatio Izradbu)

Potpis mentora/ice: Ocjena izradbe Završnog rada: Nadnevak obrane Završnog rada: 2

POTPIS MENTORA

 

Ocjena obrane Završnog rada:

Opći uspjeh iz izradbe i obrane obrane Završnog rada:

Povjerenstvo: 1. Predsjednik povjerenstva: 2. Član povjerenstva: 3. Član povjerenstva:

Sažetak 3

 

U ovom završnom radu biti će opisan postupak izrade bicikle sa dva prednja nagibna kotača. Proizvod mora biti moguće voziti, imati sposobnost nagibanja u pokretu, te sama konstrukcija mora biti rastavljiva kako bi se nagibni dio sa dva kotača mogao skinuti i postaviti na okvir bicikle ovisno o volji korisnka. U radu je objašnjen razlog odabira rješenja i izrada i zrada konstrukcije.

4

 

Sadržaj 1. Uvod................. Uvod........................... ..................... ...................... ..................... ..................... ..................... .................... .................... ..........66 2. Teorijski dio rada.................... rada.............................. .................... .................... ..................... ...................... ..................7 .......7   2.1. Prvi

Koncept ................................................................................7   2.2. Drugi Koncept.................. Koncept... ............................. ............................ ............................ ............................ ..................8 ....8   2.3. Treći koncept................. koncept... ............................. ............................. ............................ ............................ ...................9 .....9   2.4. Objašnjenje koncepta................. koncepta........................... .................... ..................... ...................... ................10 .....10 3. Opis procesa izrade rada.................... rada.............................. ..................... ..................... ...................... .............1 .111 4. Zaključak............... Zaključak.......................... ..................... .................... ..................... ..................... .................... .................... .............16 ...16 5. Popis slika................... slika............................. .................... .................... .................... ..................... ..................... ..................17 ........17 6. Literatura..........................................................................................18

5

 

Uvod   Bicikl je vozilo sa dva kotača kotača koje koristi ljudsku snagu snagu za pogon. Otkriće Otkriće bicikle nije obilježeno određenim vremenom ni imenom jer se kroz povijest stvorilo više različitih r azličitih dizajna bicikle. Prvi bicikli su bili teško upravljivi i opasni. Najbitniji napredak bicikle je bilo uvođenje lančanog prijenosa pogona koji su osmislili J. K. Starley, J. H. Lawson i Shergold 1885. godine. Razvoj bicikle se nastavio s uvođenjem pneumatskih guma, boljih materijala, preciznije izrade, mjenjača brzine, itd.

 

(Slika 1.1- Starley bicikla iz 1885. g.)

(Slika 1.2- Moderna bicikla)

Tricikl je vozilo sa tri kotača koje primijenjuje ljudsku snagu za pogon. Prvi tricikl je izradio nepokretni urar kako bi mogao održati svoju pokretljivost, a sam tricikl je bio pokretan pomoću ručica a n ne e pedala. Tricikl sa pedalama pedalama su osmislila dva francuza francuza 1789. godine, a izum je patentirao englez Denis Johnson 1818. godine.

 

(Slika 1.3- Tricikl za invalide)

(Slika 1.4- Moderni tricikl)

6

 

  Bicikl i tricikl imaju svoje prednosti. prednosti. Poanta ovog završnog završnog rada je iskoristiti veličinu i  jednostavnost bicikle bicikle te na to dodati stabilnos stabilnostt tricikle na način da konstruc konstrucija ija ostane  jednostavna za uporabu uporabu te da bude lako lako rastavljiva zbog lakš lakšeg eg transportiranja.

1. Teori eorijs jski ki di dio o rada rada Jednostavnostt montaže je ključan dio proizvoda. Konstrukcija se mora jednostavno Jednostavnos postaviti i skinuti sa bicikle. Iz tog razloga se dva kotača nalaze ispred a ne iza vozača jer bi za primjenu na stražnjim kotačima bio potreban diferencijal koji bi prenosio snagu sa pedala na kotače.

2.1. Prvi ko koncept   Prvi koncept je baziran na na postojećem dizajnu kojeg sam pronaša pronašao o na YouTube-u, koristi jednu oprugu u sredini koja konstrukciji daje stabilnost, mogućnost amortiziranja vožnje i sposobnost da vozilo samostalno stoji uspravno bez uporabe pomoćne nožice. (Link videa se nalazi u sadržaju). Problem postojećeg proizvoda je taj što je originalna vilica sa bicikle teže modificirana kako bi se mogao primijeniti sistem za nagibanje.

7

 

 

(Slika 2.1- 3D model iz YouTube videa)

(Slika 2.2- gruba skica prvog koncepta)

2.2. Drugi Koncept

8

 

Drugi koncept je inspiriran proizvodom firme „Tilting Motor Works“ koja se bavi konvertiranjem normalnih motorbicikla u motorbicikle sa dva prednja nagibna kotača. (Slika 2.3- Tilting Motor Works – Naginjujući 3-kotačni Harley)

Problem ovog dizajna je taj što je vrlo kompliciran za izradu. Koristi dvije iste opruge za stabilnost i automatsko uspravno postavljanje motorbicikle. Proizvod se radi u specijaliziranim radionama koje meni nisu dostupne.

(Slike 2.4 (lijevo) i 2.5 (desno) - grube skice drugog koncepta)

S obzirom da konstukcija koristi opruge između dvije nosive letve, lagano može doći do sudaranja između dvaju dijelova što je vrlo nepoželjno. Da bi se riješio taj problem trebali bi se koristiti kompliciraniji geometrijski oblici koji omogućuju slobodan prolaz

9

 

opruga, a to otežava izradnju konstrukcije. Najveći problem bi bio pronaći dvije iste opruge koje bi mogle služiti ovoj namjeni.

2.3. Treći koncept   Treći koncept je ujedno i onaj ko kojiji će se primijeniti za izra izradu. du. Od sva tri kon koncepata cepata ovaj je najjednostavniji za izradu po tome što uopće ne koristi opruge te konstrukcija se sastoji od tri pravokutne cijevi i nekoliko vijaka. Iako je konstrukcija jednostavna, ona i dalje omogućuje nagib koji je kritičan za ovaj rad.

(Slika 2.6- gruba skica trećeg koncepta)

Nakon konzultiranja sa mentorom došli smo do zaključka da je ovo najbolji način za izradu završnog rada.

10

 

2.4. 2.4. Obja Objašn šnje jenj njee konc koncep epta ta

(Slika 2.7- skica odabranog koncepta)

1.- Centralna vilica

2.- Centralna greda

3.- Vijak za spajanje centralne grede i vilice 5.- Vijak oslonac

4.- Gornja pomična letva 6.- Donja pomična letva

7.- Lijeva vilica

8.- Desna vilica

9.- Kotači

Sve pune točke označavaju poziciju vijka! Na dnu centralne grede (2.) probušena je rupa kroz koju se provodi vijak oslonac (5.) na koji se oslanja centralna vilica (1.). Na vrhu centralne grede je probušena rupa za vijak koji služi za spajanje centralne grede i vilice (3.) i svrha mu je da dodatno pričvrsti gredu i vilicu te sam po sebi nije nosiv. Kroz gredu su probušene još dvije rupe za vijke na koje se postavljaju gornja letva (4.) i donja letva (6.). Vijci nisu kompletno zategnuti kako bi se omogućilo okretanje letvi u odnosu na gredu. Na letve su pričvršćene lijeva vilica (7.) i desna vilica (8.). One su međusobno paralelne. Gornja i donja letva su također međusobno paralelne. Vijci koji spajaju lijevu i desnu vilicu sa gornjom i donjom letvom nisu komletno zategnuti kako bi se omogućila međusobna rotacija i time nagib cijele konstrukcije. Kotači (9.) su pričvršćeni na svoje pojedinačne vilice. Kada je konstrukcija uspravna, rubovi lijeve i desne vilice čine pravokutnik sa gornjom i donjom letvom. Kada je cijela bicikla u zavoju, dolazi do nagiba konstrukcije i pritom rubovi vilica i letvi međusobno čine oblik paralelograma. Jednak razmak između vilica omogućuje pravilan nagib konstrukcije.

11

 

3. Opis procesa izrade rada Za bicikl sa dva prednja nagibna kotača potrebna je bicikla, kao što ime rada sluti. Srećom mentor je u školi imao biciklu koja je mogla služiti za moj završni rad. Sama bicikla je bila u dobrom stanju osim što je nedostajalo sjedalo i mjenjači brzina, a gume su bile ispuhane.

(Slika 3.1- Bicikla u nađenom stanju)

Sa bicikle je skinut mjenjač sa pogonskog lančanika jer je nedostajala kontrola za mjenjač. Poskidane su sve sajle koji su bile namijenjene za kontroliranje mjenjača. Stražnji mjenjač se ne smije skinuti jer ujedno služi kao zateznik lanca i zbog toga je pomoću komada žice zablokiran u određenu poziciju kako bi se preventiralo padanje lanca. Poskidane su prednje kočnice jer neće biti korištene. Izvučena je zablokirana cijev na kojoj je nekada bilo sjedalo te je postavljena druga cijev sa sjedalom.

(Slika 3.2- Sjedalo)

12

 

Nakon pripreme bicikle, potrebno je bilo izgraditi nagibnu konstrukciju. Za to su bile potrebne dvije vilice, tri cijevi i nekoliko vijaka sa maticama. Vilice sam dobio u biciklističkom dućanu Keindl-sport Rijeka. Same vilice nisu iste veličine, ali dovoljno su slične da se i dalje mogu iskoristiti za ravršni rad.

(Slika 3.3- Vilice)

Kao centralnu gredu je primijenjena kvadratna čelična cijev stranica 40mm x 40mm. Cijev je pronađena u školskoj radioni. Na dnu cijevi je probušena rupa Ø9 za vijak oslonac.

  (Slika 3.4- Centralna cijev )

(Slika 3.5- Rupa za vijak oslonac)

13

 

Sam vijak oslonac je izvučen sa kotača od jedne stare dječje bicikle. Bio je prekriven hrđom i time jedva upotrebljiv, no nakon kuhanja u limunskoj kiselini, gotovo sva hrđa  je skinuta.

(Slika 3.6- Vijak oslonac)

(Slika 3.7- Vijak oslonac bez hrđe)

Za gornju i donju letvu je primijenjena pravokutna čelična cijev stranica 20mm x 40mm koja je prerezana na dva jednaka dijela dužine 50 cm. 25 mm od oba kraja i na sredini cijevi je stubnom bušilicom u školskoj radioni probušena rupa Ø 10mm. Kroz te rupe će prolaziti vijci koji će držati konstrukciju, a i dalje joj omogućiti naginjanje.

(Slika 3.8- Gornja i donja letva (cijev))

14

 

Lijeva i desna vilica na sebi imaju dijelove za postavljanje kočnica koje bi smetale pri postavljanju ostatka konstrukcije te bi blokirale nagibanje. Desna vilica je imala postolje za disk kočnice, a lijeva za klasične pakne. Sva ta postolja su skinuta pomoću ručne brusilice i turpije. Vilice su konusnog oblika. To predstavlja problem jer   je time površina neravna neravna što otežava bušenje bušenje rupa za vijke. Oznake za bušenje rupa se nalaze na istoj visini kod obje vilice. To se postiglo pomoću postavljanja obje vilice na istu šipku koja je simulirala osovinu kotača. Potom je pomoću libele označeno više parova točaka na obje vilice tako da je svaka točka od jednog para jednako udaljena od osovine kotača. Nakon označavnja mjesta bušenja, probušene su rupe Ø10mm koristeći stubnu bušilicu u školskoj radioni. Poslije bušenja svih rupa sve je sastavljeno da bi se provjerila točnost bušenja. Dijelovi su se spojili pomoću vijaka M10, podloški, matica, gumenih brtvi i samoosiguravajućih samoosigurava jućih matica. Vijak se postavlja tako da se kroz vilicu ili centralnu cijev provlači vijak sa podloškom i potom se stavlja još jedna podloška i matica. Matica i vijak se zatežu tako da se vijak može jedva vrtjeti unutar namijenjene rupe. Na maticu se zatim stavlja gumena brtva, druga matica i podloška. Druga matica se zateže o prvu maticu i služi kao blokada da se ništa slučajno ne odpusti. Poslije te dvije matice i podloške stavlja se letva koja se pričvršćuje sa podloškom i maticom s gumicom. Pričvršćuje se tako da je spoj čvrst, ali da se vijak idalje može vrtjeti unutar  probušene rupe.

  (Slika 3.9- probno sastavljanje konstrukcije)

(Slika 3.9.1- probno sastavljanje

konstrukcije)

15

 

Probno sastavljanje je bilo uspješno, sve je radilo kako treba te sam potom sve rastavio i zaoblio rubove letvi i sa vilica odrezao cijevi za volan.

(Slika 3.10- poboljšana nagibna konstrukcija)

Nakon bojanja prednjih kotača u crno, pokrpao sam gume i složio cijelu konstrukciju te dodao pomoćnu nožicu da rad može samostalno stajati i na kraju sam odvozio prvu probnu vožnju koja je bila uspješna. Konstrukcija se savijala kako je bilo zamišljeno. Nakon konzultacije sa mentorom, dodao sam dvije malene cjevčice na obje strane vijka oslonca, koje služe služe kao dodatna potp potpora ora granama centralne vvilice. ilice. I za kraj, cijeli rad sam mješovito prebojao u crnu, zelenu i crveno narančastu boju.

(Slika 3.11- sastavljena konstrukcija prije prije bojanja)

16

 

4. Zaključak Odabrao sam ovaj rad jer se činio zanimljivim te je slične prirode jednog osobnog projekta, a uz to, već imam i mam iskustva sa prijašnjim radom na biciklama. Problematika zadatka je bila dostupna za izvršavanje, ali i dalje izazovna. Bicikla sa dva prednja nagibna kotača ima nerazvijen potencijal na tržištu koji još j oš nije u potpunosti iskorišten. Velike zahvale školi na omogućavanju mjesta rada i materijala. Hvala Keindl-sport Rijeka što su mi dali dvije vilice. I naravno, veliko hvala mentoru na pomoći pri izradi završnog rada.

(Slika 4.1- konačni izgled završnog rada)

17

 

2. Popis sl slika Slika 1.1- Starley bicikla iz 1885. g. Slika 5.2- Moderna bicikla Slika 1.3- Tricikl za invalide Slika 1.4- Moderni tricikl  Slika 6.1- 3D model iz YouTube videa Slika 2.2- gruba skica prvog koncepta Slika 2.3- Tilting Motor Works – Naginjujući 3-kotačni Harley  Slike 2.4- Gruba skica drugog koncepta Slika 2.5- Gruba skica drugog koncepta Slika 2.6- gruba skica trećeg koncepta Slika 2.7- skica odabranog koncepta Slika 7.1- Bicikla u nađenom stanju Slika 3.2- Sjedalo Slika 3.3- Vilice Slika 3.4- Centralna cijev  Slika 3.5- Rupa za vijak oslonac  Slika 3.6- Vijak oslonac  Slika 3.7- Vijak oslonac bez hrđe Slika 3.8- Gornja i donja letva (cijev) Slika 3.9- probno sastavljanje konstrukcije Slika 3.9.1- probno sastavljanje konstrukcije Slika 3.10- poboljšana nagibna konstrukcija Slika 3.113.11- sastavljena konstrukcija prije prije bojanja Slika 8.1- konačni izgled završnog rada

18

 

5. Lite Litera ratu tura ra 

en.wikipedia.org/wiki/Tricycle en.wikipedia.org/wik i/Tricycle (pristupljeno 31.5.2021.)



https://www.youtube.com/watch?v=c3a0sS https://www.youtube.c om/watch?v=c3a0sSPOhb0&t=21s POhb0&t=21s (pristupljeno 31.5.2021.)



https://www.youtube.com/watch?v=4vtOcou_ https://www.youtube.c om/watch?v=4vtOcou_qXQ&t=496s qXQ&t=496s (pristupljeno 31.5.2021.)



https://www.tiltingmotorworks.com (pristupljeno 31.5.2021.)



https://images.google.com

19