1. ‫חדש‬ ‫מוצר‬ ‫תכן‬ ‫פרויקט‬–034353/4
‫חביב‬ ‫חביב‬,‫עותמאן‬ ‫רביע‬
‫תודות‬
‫תודה‬‫רבה‬‫לד‬"‫ר‬‫יורם‬‫קירזון‬‫שהנחה‬‫ועזר‬‫לנו‬‫לאורך‬‫כל‬‫הדרך‬‫בצורה‬‫יוצאת‬‫דופן‬.
‫תודה‬‫רבה‬‫לאנשי‬‫ישקר‬,‫מר‬‫גבי‬‫ברום‬,‫מר‬‫דורון‬‫שחר‬,‫ומר‬‫ערן‬‫אברהמי‬,‫שתמכו‬‫ועזרו‬‫לנו‬‫לבצע‬‫את‬‫הפרויקט‬.
‫תודה‬‫רבה‬‫לד‬"‫ר‬‫חגי‬‫במברגר‬‫על‬‫ההרצאות‬‫המכוונות‬‫והעשירות‬‫במידע‬‫חיוני‬‫לסטודנטים‬,‫ועל‬‫פרויקט‬‫נפלא‬‫שמקרב‬‫את‬
‫הסטודנטים‬‫לזירת‬‫העבודה‬‫שחסרה‬‫לכל‬‫סטודנט‬.
‫הקדמה‬
‫ה‬‫אתגרים‬
‫גיבוש‬‫עקרון‬‫פעולה‬:‫נדרשנו‬‫למצוא‬‫עקרון‬‫פעולת‬‫סינון‬‫מקורית‬‫בגלל‬‫אי‬-‫מציאת‬‫מערכות‬‫סינון‬‫דומות‬
‫בספרות‬.‫לבסוף‬‫התכנסנו‬‫על‬‫שכלול‬‫מתקן‬‫חריצים‬‫שקיים‬‫בישקר‬(‫תוף‬‫חריצים‬‫סובב‬‫במקום‬‫פלטה‬
‫מחורצת‬‫אופקית‬‫המורעדת‬‫בכיוון‬‫אופקי‬).‫רעיון‬‫התוף‬‫נבדק‬‫ואומת‬‫ע‬"‫י‬‫ניסויים‬‫באב‬-‫טיפוס‬‫של‬‫תוף‬
‫חריצים‬‫אשר‬‫יוצר‬‫לשם‬‫כך‬.
‫פרטי‬‫תכן‬:‫נדרשנו‬‫למצוא‬‫פתרונות‬‫פשוטים‬‫למתקן‬‫כגון‬:‫אופן‬‫הצמדת‬‫המכסים‬‫לפאות‬,‫מבנה‬
‫השילדה‬,‫מערכת‬‫הנעה‬‫לתוף‬,‫מתקן‬‫מתיחה‬‫לרצועת‬‫הנעה‬,‫מכסי‬‫מגן‬‫ומגש‬‫אחסון‬.
‫עמידה‬‫בלו‬"‫ז‬:‫משימה‬‫לא‬‫פשוטה‬‫בשל‬‫גורמים‬‫שונים‬‫כגון‬:‫חוסר‬‫ניסיון‬‫בתכן‬,‫זמן‬‫רב‬‫לגיבוש‬
‫פתרונות‬,‫הכנת‬‫שרטוטים‬,‫אישור‬‫הפרויקט‬‫ע‬"‫י‬‫הלקוח‬,‫מגבלות‬‫קשר‬‫עם‬‫ספקים‬‫ויצרנים‬,‫ולחץ‬‫זמן‬
‫בגלל‬‫קורסים‬‫אחרים‬.
‫ספייסרים‬ ‫סינון‬ ‫פרויקט‬
‫המנחה‬
‫ד‬"‫קירזון‬ ‫יורם‬ ‫ר‬
‫תיאור‬‫הסינון‬ ‫מתקן‬
‫והשלכותיהן‬ ‫הניסויים‬ ‫תוצאות‬
‫הלקוח‬ ‫דרישות‬
(1‫מתקן‬‫הסינון‬‫צריך‬‫לאפשר‬‫סינון‬‫שישה‬‫סוגים‬
‫של‬‫ספייסרים‬,‫המחולקים‬‫לשלוש‬‫קבוצות‬,
‫כמפורט‬‫בשרטוט‬‫לפי‬‫צבעים‬.‫בכל‬‫קבוצה‬
‫ספייסר‬‫אחד‬‫יכול‬‫להיות‬‫מוגדר‬‫כרצוי‬
‫כשהשאר‬‫לא‬‫רצויים‬.
(2‫יכולת‬‫סינון‬‫של‬‫קופסת‬‫ספייסרים‬‫בנפח‬2
‫ליטר‬,‫כאשר‬99%‫הם‬‫מהסוג‬‫הרצוי‬‫ו‬-1%
‫מהסוגים‬‫האחרים‬‫הלא‬‫רצויים‬.
(3‫אמינות‬‫סינון‬‫של‬100%.
(4‫זמן‬‫סינון‬2‫ליטר‬‫לא‬‫יעלה‬‫על‬15‫דקות‬.
(5‫גודל‬‫המתקן‬‫לא‬‫יעלה‬‫על‬1‫מ‬'X1‫מ‬'.
(6‫נדרשת‬‫בטיחות‬‫מירבית‬‫למפעיל‬.
‫מכלולי‬‫המתקן‬(‫ראה‬‫ציור‬):
.1‫מכלול‬‫תוף‬‫מתומן‬‫מסתובב‬‫בעל‬‫פאות‬‫מחורצות‬‫ומכסים‬.
‫המכסים‬‫מאפשרים‬‫לקבוע‬‫את‬‫פאת‬‫החריצים‬‫הפעילה‬
‫לשלב‬‫סינון‬‫ספציפי‬.
.2‫מכסה‬‫בטיחות‬‫המיועד‬‫להגן‬‫על‬‫המפעיל‬‫בזמן‬‫סיבוב‬
‫התוף‬.
.3‫מגש‬‫לספייסרים‬‫הנפלטים‬‫מהתוף‬‫בשלב‬‫סינון‬.
.4‫מכסה‬‫הגנה‬‫של‬‫מכלול‬‫רצועת‬‫ההנעה‬‫הכולל‬‫גם‬‫שני‬‫גלגלי‬
‫רצועה‬.
.5‫מנוע‬+‫ממסרת‬‫גלגלי‬‫שיניים‬.
.6‫מנגנון‬‫מתיחת‬‫רצועה‬.
.7‫שילדה‬‫מרותכת‬‫ומעובדת‬‫המיוצרת‬‫מפרופילי‬‫פלדה‬
‫תקניים‬.
.8‫גלגלי‬‫הסעה‬‫עם‬‫אפשרות‬‫בלימה‬.
‫הסינון‬ ‫פעולת‬ ‫עקרון‬
‫עיקרון‬‫השימוש‬‫בחריצים‬‫הינו‬‫אמצעי‬‫יעיל‬‫להפרדה‬‫בין‬‫סוגים‬‫שונים‬‫של‬‫ספייסרים‬,‫הנבדלים‬
‫בקוטרם‬‫החיצוני‬.‫כדי‬‫למנוע‬‫לאפשר‬‫מעבר‬‫של‬‫ספייסר‬‫מסוים‬‫דרך‬‫מסננת‬‫חריצים‬,‫יש‬‫לקבוע‬‫את‬
‫רוחב‬‫החריץ‬‫בהתאם‬‫לקוטרו‬,‫כמתואר‬‫באיור‬.
‫לכיסוי‬‫דרישות‬‫הלקוח‬‫תוכנן‬‫תוף‬‫מסתובב‬(‫סביב‬‫ציר‬‫אופקי‬)‫בצורת‬‫מתומן‬:5‫פאות‬‫מחורצות‬
‫ברוחב‬‫חריצים‬‫שונה‬,‫פאה‬‫אחת‬‫פתוחה‬‫לצורך‬‫הזנה‬‫או‬‫הרקה‬‫ושתי‬‫פאות‬‫סגורות‬‫לספייסרים‬
‫עתידיים‬."‫שלב‬‫סינון‬"‫מוגדר‬‫כסיבוב‬‫התוף‬‫כאשר‬‫פאה‬‫מחורצת‬‫אחת‬‫גלויה‬,‫וכל‬‫השאר‬
‫מכוסות‬‫במכסים‬‫אטומים‬‫הניתנים‬‫להרכבה‬‫ופרוק‬‫קלים‬‫ומהירים‬.
‫אב‬-‫טיפוס‬:
‫כדי‬‫לחקור‬‫את‬‫טיב‬‫הקונספט‬‫שנבחר‬,‫נבנה‬‫תוף‬‫מתומן‬‫שנועד‬
‫לטפל‬‫בקבוצה‬‫האדומה‬(‫רוחב‬‫חריצים‬4.2‫מ‬"‫מ‬‫למניעת‬‫מעבר‬
‫ספייר‬‫בקוטר‬4.5‫מ‬"‫מ‬).‫משמאל‬-‫תמונת‬‫התוף‬‫עם‬‫ספייסרים‬.
‫תוצאות‬‫הניסויים‬:
‫הניסויים‬‫הוכיחו‬‫שקונספצית‬"‫תוף‬‫חריצים‬"‫מוצלחת‬‫מעבר‬
‫למצופה‬:‫אמינות‬‫הסינון‬‫בכל‬‫הניסויים‬‫היתה‬100%,‫וזמן‬‫הסינון‬
‫היה‬‫קצר‬‫ביותר‬(‫ראה‬‫טבלת‬‫תוצאות‬‫משמאל‬).
‫מספ‬
‫ר‬
‫הניסו‬
‫י‬
n_‫מספר‬
‫הספייסרים‬
‫רצויים‬ ‫הלא‬
‫מספר‬
‫הסיבו‬
‫בים‬
V
[rpm]
‫ממוצע‬
‫ת‬
t
[sec]
1 1 9 25 21.6
2 1 1.6 24.6 3.9
3 1 3 24.3 7.4
4 1 1.5 20.5 4.4
5 2 2 22.2 5.4
6 2 3 24.7 7.3
7 2 2 25 4.8
8 2 4 25.5 9.4
9 3 5 23.8 12.6
13 3 8.5 20.2 25.3
14 5 7.5 25.6 17.6
15 5 4.5 22.9 11.8
16 5 4 23.8 10.1
17 5 6.5 23.8 16.4
18 8 4.8 23 12.5
19 8 6.5 26 15
20 8 4.5 24.5 11
21 10 4.5 27 10
22 10 8.5 25.5 20
23 10 13 24.4 32
‫התוף‬ ‫של‬ ‫האינרציה‬ ‫מומנט‬ ‫חישוב‬:
‫ע‬ ‫נתונה‬ ‫פאה‬ ‫של‬ ‫האנרציה‬ ‫מומנט‬ ‫חישוב‬"‫הנוסחה‬ ‫י‬:
‫קביעת‬‫מימדי‬‫התוף‬:
‫מהניסויים‬‫התברר‬‫שהפרמטר‬‫שקובע‬‫את‬‫מימדי‬‫התוף‬‫האופטימלי‬‫הינו‬
"‫מפלס‬‫הספייסרים‬",‫כלומר‬,‫גובה‬‫מצבור‬‫הספייסרים‬‫כשהוא‬‫מפוזר‬
‫ע‬"‫פ‬‫פאה‬‫אופקית‬‫במצב‬‫סטטי‬.‫הגובה‬‫האופטימלי‬‫הוא‬‫כ‬-20‫מ‬"‫מ‬,
‫ולכן‬‫עבור‬‫נפח‬2‫ליטר‬,‫הוחלט‬‫לבחור‬‫בפאה‬‫בגודל‬525X190‫מ‬"‫מ‬.
 
 
 
2 2
2 2
2 2
1
0 0
12
1
0 0
12
1
0 0
12
m h d
I m w d
m h w
 
 
 
  
 
 
 
  
 2 2 2 21
12
xxI I ml m h d ml    
2
8
8 3.95 10tof plate grams mm
I I 
   
2
2
2
2
8
cov
2 8
2 8
cov
9
2.87 10
1
2 4.04 10
2
1
1.125 10
2
1.198 10
plate er gr mm
pkkem gr mm
pully gr mm
total plate plate er pkkem pully
total gr mm
I
I MR
I Mr
I I I I I
 




 
   
  
   
  
‫התוף‬ ‫לציר‬ ‫התעייפות‬ ‫תכן‬:
-10000
-5000
0
5000
10000
15000
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Mz[Nmm]
Mz
‫בתיב‬ ‫שביצענו‬ ‫הסימולציה‬ ‫בין‬ ‫התאמה‬ ‫התקבלה‬"‫לבין‬ ‫ם‬
‫הגל‬ ‫התעייפות‬ ‫עבור‬ ‫שעשינו‬ ‫החישוב‬.
‫כוחות‬ ‫גם‬ ‫חשבו‬‫ר‬‫י‬‫בחירת‬ ‫לצורך‬ ‫אקציה‬‫התוף‬ ‫לגל‬ ‫מיסבים‬.
‫ישקר‬ ‫מפעל‬,‫תפן‬
8 2 2
2
2
2 2
1
1.296 10 [ ] 1.2987[ ]
20 2 1
1.0472
2 60 sec
[ ] [ m] [N m]
sec sec
1.2987 1.0472 1.36[ ]
zz
zz
I gr mm kg m
t
kg m kg m
T I N m
 


      
  
       
 
   
      
‫חישוב‬‫הספק‬‫המנוע‬:‫חישוב‬‫ההספק‬‫התבסס‬‫על‬‫ההנחה‬‫שנדרש‬‫להאיץ‬‫את‬
‫התוף‬‫ממצב‬‫מנוחה‬‫למהירות‬‫של‬20‫סל‬"‫ד‬(‫ראה‬‫טבלת‬‫תוצאות‬)‫בתאוצה‬
‫קבועה‬,‫תוך‬‫שתי‬‫שניות‬,‫כאשר‬‫משקל‬‫הספייסרים‬‫הוא‬5‫ק‬"‫ג‬,‫וכולם‬
‫מרוכזים‬‫בפינת‬‫התוף‬(‫מקסימום‬‫עומס‬).‫החישוב‬‫נותן‬‫הספק‬‫של‬28.5‫וואט‬,
‫שזהו‬‫ערך‬‫מאוד‬‫נמוך‬,‫אבל‬‫עקב‬‫גודל‬‫המערכת‬‫ותנאי‬‫העבודה‬‫הוחלט‬‫לבחור‬
‫במנוע‬‫בן‬‫חצי‬‫כוח‬‫סוס‬(372‫וואט‬),‫מהירות‬1500‫סל‬"‫ד‬.
1 2 12.25 1.36 13.61[ ]totalT T T N m      
‫בחירת‬‫יחסי‬‫תמסורת‬‫מנוע‬–‫תוף‬:‫מהירות‬‫מנוע‬1500‫סל‬"‫ד‬.
‫יחס‬‫הפחתה‬‫של‬‫ממסרת‬‫גלגלי‬‫שיניים‬:1:25
‫יחס‬‫הפחתה‬‫של‬‫גלגלי‬‫הרצועה‬:1:3
‫מהירות‬‫התוף‬:20‫סל‬"‫ד‬
‫ספייסיר‬4.5‫מ‬"‫מ‬
‫חריץ‬4.2‫מ‬"‫מ‬
‫ספייסיר‬3.8‫מ‬"‫מ‬
‫חריץ‬4.2‫מ‬"‫מ‬
‫במפעל‬‫ישקר‬‫נעשה‬‫שימוש‬‫בשיפודים‬‫עליהם‬‫מושחלות‬‫שימות‬‫מסוגים‬‫שונים‬(‫סכיני‬‫חיתוך‬
‫ממתק‬"‫ש‬),‫כשביניהן‬‫ספייסרים‬(‫מרווחונים‬).‫לכל‬‫סוג‬‫של‬‫שימה‬‫מותאם‬‫ספייסר‬‫ספציפי‬‫השונה‬
‫מהאחרים‬‫במידותיו‬.‫השחלת‬‫השימות‬‫והספייסרים‬‫על‬‫השיפודים‬‫מתבצעת‬‫ע‬"‫י‬‫מכונה‬‫אוטומטית‬,
‫המוזנת‬‫ממיכל‬‫בו‬‫נמצאים‬‫הספייסרים‬‫מהסוג‬‫המתאים‬.‫שרבוב‬‫ספייסר‬‫שאינו‬‫מתאים‬‫למיכל‬(‫טעות‬
‫אנוש‬),‫יגרום‬‫לעצירת‬‫המכונה‬‫ולהפסקת‬‫תהליך‬‫ההשחלה‬.‫כדי‬‫למנוע‬‫תקלה‬‫מסוג‬‫זה‬,‫נדרש‬‫לפתח‬
‫מתקן‬‫סינון‬‫שתפקידו‬‫יהיה‬‫להבטיח‬‫שהמכונה‬‫האוטומטית‬‫תוזן‬‫רק‬‫בספייסרים‬‫מתאימים‬,‫ע‬"‫י‬
‫סילוק‬‫אלה‬‫שאינם‬‫מתאימים‬,‫באמינות‬‫של‬100%.
2
2
5[ ]
9.8
sec
250[ ] 0.25[ ]
5 9.8 0.25 12.25[N m]
M kg
m
g
R mm m
T M g R

 
   
   
        
2
13.61 20 28.5[ ]
60
28.5
0.03826[ ]
745.7
20[ ]
2
[ ]
60 sec
totalP T Watt
HP
rpm
rad
rpm





      

  
 

 
2
1
3
5 4
7
6
8