Overbrengingen en constructies
Werktuigbouwkunde
OPGESTELD DOOR
Naam: NAAM ACHTERNAAM
Student Nr.:
Datum: 30/09/2020
Werktitel: Aandrijving achtbaan.
NCOI
HBO Bachelor Werktuigbouwkunde
,Voorwoord
Mijn naam is NAAM ACHTERNAAM, woonachtig in Zwolle. Ik studeer hbo-werktuigbouwkunde bij het
NCOI.
Momenteel ben ik werkzaam bij SPIE-NL in Wijhe. Hier vervul ik de functie van Jr. Inspecteur civiele
kunstwerken. Mijn voornaamste werkzaamheden bestaan uit het maken van Rapportages van de
technische toestand van bruggen sluizen en gemalen.
Het verslag dat voor u ligt betreft een technisch constructiedossier voor een aandrijving van een
achtbaan.
Het samenstellen van alle onderdelen met gebruik van diverse technische gegevens maakte deze
opdracht erg leuk en uitdagend.
Daarnaast wil ik de NCOI bedanken voor het verstrekken van informatie, Het geven van colleges over
Technische Bedrijfskunde en enkele handvaten die benodigd zijn om een bedrijfskundige analyse te
kunnen maken.
In het kader van vertrouwelijkheid van de door NAAM ACHTERNAAM en VDL ETG verstrekte informatie
is de NCOI-verklaring hierover in de Bijlage 1 opgenomen.
Overbrengingen en constructies
1
NCOI - NAAM
, Samenvatting
Spie Nederland is een bedrijf welke zich richt op het onderhouden van de
infrastructuur. De betreffende vestiging focust zich hier op de technische
dienstverlening hiervan.
De opdracht is om als constructeur een concept te maken voor het aandrijven van een karretje op een
achtbaan tot deze wordt opgetakeld. Hierbij wordt als ingenieur dit constructiedossier gemaakt.
Volgens een pakket van eisen worden er een aantal onderdelen gekozen. Daarnaast zijn er ook een
aantal wensen welke ook worden verwerkt in de opdracht, denk hierbij aan de kleur e.d. De overige
onderdelen blijven buiten beschouwing. De aandrijving van de achtbaan moet voldoen aan de moderne
tijd.
Voor de veiligheid is er gekeken naar de wetgeving die betrekking hebben op achtbanen. Hiervoor zijn er
een aantal wettelijke normen zoals de WAS en de NEN-EN 13814:2004. Met inachtneming van deze
normen worden de veiligheidsfactoren weergegeven.
Zo moet er gekeken worden naar het totaalgewicht van het aan te drijven karretje. Hierbij is het voor de
veiligheid het best om uit te gaan van het hoogste gewicht. Om dit te bepalen is het gemiddelde gewicht
van een man genomen welke uitkomt op 85 kg. Het karretje weegt zelf 2000 kg. Er zijn 10 voor karretjes
voor 4 personen over een totale lengte van 30 meter.
Met het menselijk gewicht meegenomen is bepaald dat 1 karretje met max 4 personen een samengesteld
gewicht heeft van 2340 kg. Deze massa moet over een lengte van 50 meter worden aangedreven tot een
snelheid van 3,6 km/uur wat uitkomt op 1 m/s. Om dit te voor het 1 e karretje op 30 meter vanaf de start te
behalen is er een versnelling nodig van 0,017 m/s2 over een tijdsbestek van 58,824 seconden. De
benodigde kracht in newton is 14731.28 Newton.
Om dit karretje te transporteren is er een rollenketting nr. 80 met een hartafstand van 50 mm gekozen. De
ketting loopt over 2 identieke tandwielen met ieder 40 tanden.
De Motor om de karretjes aan te drijven is een cast iron motor IE2 met een vermogen van 15 kW en een
toerental van 1460 omw/min. Dit toerental wordt door een tandwielkast JRTR 97 en een
frequentieregelaar VFD JI 350 15 kW 400 V omgezet tot een gewenst toerental voor de aandrijving van
58.946 omw/min.
De as, spie en het tandwiel wordt gemaakt van C45 staal. De as heeft een diameter van Ø 60m6 en heeft
een lengte van 1000mm. De as ondervindt een torsiekracht van 222.222 N /mm2. Op deze as is een
vlakke DIN 6885A inlegspie aangebracht met een maatvoering 18x11x90mm (BxHxL). De as wordt
ondersteund door 2 identieke Cilinderlagers 12 NU3.
Het frame met ondersteunende pilaren wordt gemaakt van HSLA A606 Corten staal en wordt
Overbrengingen en constructies
gefabriceerd volgens, in overeenstemming met de eisen van de klant.
Met de diverse onderdelen samengesteld, berekend en bepaald kan worden overgaan tot de verdere
realisatie van de achtbaan in overleg met de belangstellenden.
In de bijlagen staat de samenstellingstekening en de overige technische tekeningen van de berekende
onderdelen.
2
NAAM ACHTERNAAM
, Inhoudsopgave
1. INLEIDING.................................................................................................................................................. 5
1.1 ORGANISATIE....................................................................................................................................... 5
1.2 PROGRAMMA VAN EISEN EN KLANTWENSEN........................................................................................... 5
1.2.1 EISEN........................................................................................................................................... 5
1.2.2 WENSEN....................................................................................................................................... 6
1.2.3 NORMEN, RICHTLIJNEN EN VEILIGHEIDSFACTOREN..........................................................................6
2. AANDRIJVING VAN EEN ACHTBAAN............................................................................................................... 8
1. EIGENSCHAPPEN VAN HET WAGENTJE..................................................................................................... 8
2. KRACHT EN VERSNELLING....................................................................................................................... 8
3. OVERBRENGING................................................................................................................................... 11
4. AANDRIJVING....................................................................................................................................... 13
4.1 MOTOR.......................................................................................................................................... 13
4.2 TANDWIELKAST.............................................................................................................................. 14
4.3 FREQUENTIEREGELAAR.................................................................................................................. 14
5. KEUZE AS EN BEREKENING................................................................................................................... 15
6. KEUZE LAGER EN BEREKENING............................................................................................................. 17
7. KEUZE SPIE EN BEREKENING................................................................................................................ 18
8. KEUZE FRAME ONTWERP EN MATERIAALKEUZE.......................................................................................19
9. CONCLUSIE & AANBEVELINGEN............................................................................................................. 21
1. CONCLUSIE...................................................................................................................................... 21
2. AANBEVELINGEN.............................................................................................................................. 21
1. LITERATUUR LIJST.................................................................................................................................... 22
1.1 WEBSITES......................................................................................................................................... 22
1.2 BOEKEN............................................................................................................................................ 23
3. BIJLAGE.................................................................................................................................................. 24
BIJLAGE 1 VERTROUWELIJK...................................................................................................................... 24
BIJLAGE 2 CONCEPT TEKENING................................................................................................................. 25
BIJLAGE 3 FREQUENTIEREGELAAR............................................................................................................ 26
BIJLAGE 4 TECHNISCH TEKENING AANDRIJFAS........................................................................................... 27
BIJLAGE 5 LAGER..................................................................................................................................... 28
BIJLAGE 6 SAMENSTELLING AANDRIJVING.................................................................................................. 29
BIJLAGE 8 SAMENSTELLING ACHTBAAN...................................................................................................... 31
1. INHOUDSOPGAVE...................................................................................................................... 3
2. INLEIDING................................................................................................................................. 4
1.1 ORGANISATIE.................................................................................................................... 4
Overbrengingen en constructies
1.2 PROGRAMMA VAN EISEN EN KLANTWENSEN........................................................................4
1.2.1 EISEN........................................................................................................................... 4
1.2.2 WENSEN....................................................................................................................... 5
1.2.3 NORMEN, RICHTLIJNEN EN VEILIGHEIDSFACTOREN...........................................................5
3. AANDRIJVING VAN EEN ACHTBAAN.............................................................................................. 7
1. EIGENSCHAPPEN VAN HET WAGENTJE....................................................................................7
2. KRACHT EN VERSNELLING...................................................................................................... 7
3. OVERBRENGING.................................................................................................................... 9
4. AANDRIJVING...................................................................................................................... 11
4.1 MOTOR....................................................................................................................... 11
4.2 TANDWIELKAST........................................................................................................... 12
3
NCOI - NAAM
Werktuigbouwkunde
OPGESTELD DOOR
Naam: NAAM ACHTERNAAM
Student Nr.:
Datum: 30/09/2020
Werktitel: Aandrijving achtbaan.
NCOI
HBO Bachelor Werktuigbouwkunde
,Voorwoord
Mijn naam is NAAM ACHTERNAAM, woonachtig in Zwolle. Ik studeer hbo-werktuigbouwkunde bij het
NCOI.
Momenteel ben ik werkzaam bij SPIE-NL in Wijhe. Hier vervul ik de functie van Jr. Inspecteur civiele
kunstwerken. Mijn voornaamste werkzaamheden bestaan uit het maken van Rapportages van de
technische toestand van bruggen sluizen en gemalen.
Het verslag dat voor u ligt betreft een technisch constructiedossier voor een aandrijving van een
achtbaan.
Het samenstellen van alle onderdelen met gebruik van diverse technische gegevens maakte deze
opdracht erg leuk en uitdagend.
Daarnaast wil ik de NCOI bedanken voor het verstrekken van informatie, Het geven van colleges over
Technische Bedrijfskunde en enkele handvaten die benodigd zijn om een bedrijfskundige analyse te
kunnen maken.
In het kader van vertrouwelijkheid van de door NAAM ACHTERNAAM en VDL ETG verstrekte informatie
is de NCOI-verklaring hierover in de Bijlage 1 opgenomen.
Overbrengingen en constructies
1
NCOI - NAAM
, Samenvatting
Spie Nederland is een bedrijf welke zich richt op het onderhouden van de
infrastructuur. De betreffende vestiging focust zich hier op de technische
dienstverlening hiervan.
De opdracht is om als constructeur een concept te maken voor het aandrijven van een karretje op een
achtbaan tot deze wordt opgetakeld. Hierbij wordt als ingenieur dit constructiedossier gemaakt.
Volgens een pakket van eisen worden er een aantal onderdelen gekozen. Daarnaast zijn er ook een
aantal wensen welke ook worden verwerkt in de opdracht, denk hierbij aan de kleur e.d. De overige
onderdelen blijven buiten beschouwing. De aandrijving van de achtbaan moet voldoen aan de moderne
tijd.
Voor de veiligheid is er gekeken naar de wetgeving die betrekking hebben op achtbanen. Hiervoor zijn er
een aantal wettelijke normen zoals de WAS en de NEN-EN 13814:2004. Met inachtneming van deze
normen worden de veiligheidsfactoren weergegeven.
Zo moet er gekeken worden naar het totaalgewicht van het aan te drijven karretje. Hierbij is het voor de
veiligheid het best om uit te gaan van het hoogste gewicht. Om dit te bepalen is het gemiddelde gewicht
van een man genomen welke uitkomt op 85 kg. Het karretje weegt zelf 2000 kg. Er zijn 10 voor karretjes
voor 4 personen over een totale lengte van 30 meter.
Met het menselijk gewicht meegenomen is bepaald dat 1 karretje met max 4 personen een samengesteld
gewicht heeft van 2340 kg. Deze massa moet over een lengte van 50 meter worden aangedreven tot een
snelheid van 3,6 km/uur wat uitkomt op 1 m/s. Om dit te voor het 1 e karretje op 30 meter vanaf de start te
behalen is er een versnelling nodig van 0,017 m/s2 over een tijdsbestek van 58,824 seconden. De
benodigde kracht in newton is 14731.28 Newton.
Om dit karretje te transporteren is er een rollenketting nr. 80 met een hartafstand van 50 mm gekozen. De
ketting loopt over 2 identieke tandwielen met ieder 40 tanden.
De Motor om de karretjes aan te drijven is een cast iron motor IE2 met een vermogen van 15 kW en een
toerental van 1460 omw/min. Dit toerental wordt door een tandwielkast JRTR 97 en een
frequentieregelaar VFD JI 350 15 kW 400 V omgezet tot een gewenst toerental voor de aandrijving van
58.946 omw/min.
De as, spie en het tandwiel wordt gemaakt van C45 staal. De as heeft een diameter van Ø 60m6 en heeft
een lengte van 1000mm. De as ondervindt een torsiekracht van 222.222 N /mm2. Op deze as is een
vlakke DIN 6885A inlegspie aangebracht met een maatvoering 18x11x90mm (BxHxL). De as wordt
ondersteund door 2 identieke Cilinderlagers 12 NU3.
Het frame met ondersteunende pilaren wordt gemaakt van HSLA A606 Corten staal en wordt
Overbrengingen en constructies
gefabriceerd volgens, in overeenstemming met de eisen van de klant.
Met de diverse onderdelen samengesteld, berekend en bepaald kan worden overgaan tot de verdere
realisatie van de achtbaan in overleg met de belangstellenden.
In de bijlagen staat de samenstellingstekening en de overige technische tekeningen van de berekende
onderdelen.
2
NAAM ACHTERNAAM
, Inhoudsopgave
1. INLEIDING.................................................................................................................................................. 5
1.1 ORGANISATIE....................................................................................................................................... 5
1.2 PROGRAMMA VAN EISEN EN KLANTWENSEN........................................................................................... 5
1.2.1 EISEN........................................................................................................................................... 5
1.2.2 WENSEN....................................................................................................................................... 6
1.2.3 NORMEN, RICHTLIJNEN EN VEILIGHEIDSFACTOREN..........................................................................6
2. AANDRIJVING VAN EEN ACHTBAAN............................................................................................................... 8
1. EIGENSCHAPPEN VAN HET WAGENTJE..................................................................................................... 8
2. KRACHT EN VERSNELLING....................................................................................................................... 8
3. OVERBRENGING................................................................................................................................... 11
4. AANDRIJVING....................................................................................................................................... 13
4.1 MOTOR.......................................................................................................................................... 13
4.2 TANDWIELKAST.............................................................................................................................. 14
4.3 FREQUENTIEREGELAAR.................................................................................................................. 14
5. KEUZE AS EN BEREKENING................................................................................................................... 15
6. KEUZE LAGER EN BEREKENING............................................................................................................. 17
7. KEUZE SPIE EN BEREKENING................................................................................................................ 18
8. KEUZE FRAME ONTWERP EN MATERIAALKEUZE.......................................................................................19
9. CONCLUSIE & AANBEVELINGEN............................................................................................................. 21
1. CONCLUSIE...................................................................................................................................... 21
2. AANBEVELINGEN.............................................................................................................................. 21
1. LITERATUUR LIJST.................................................................................................................................... 22
1.1 WEBSITES......................................................................................................................................... 22
1.2 BOEKEN............................................................................................................................................ 23
3. BIJLAGE.................................................................................................................................................. 24
BIJLAGE 1 VERTROUWELIJK...................................................................................................................... 24
BIJLAGE 2 CONCEPT TEKENING................................................................................................................. 25
BIJLAGE 3 FREQUENTIEREGELAAR............................................................................................................ 26
BIJLAGE 4 TECHNISCH TEKENING AANDRIJFAS........................................................................................... 27
BIJLAGE 5 LAGER..................................................................................................................................... 28
BIJLAGE 6 SAMENSTELLING AANDRIJVING.................................................................................................. 29
BIJLAGE 8 SAMENSTELLING ACHTBAAN...................................................................................................... 31
1. INHOUDSOPGAVE...................................................................................................................... 3
2. INLEIDING................................................................................................................................. 4
1.1 ORGANISATIE.................................................................................................................... 4
Overbrengingen en constructies
1.2 PROGRAMMA VAN EISEN EN KLANTWENSEN........................................................................4
1.2.1 EISEN........................................................................................................................... 4
1.2.2 WENSEN....................................................................................................................... 5
1.2.3 NORMEN, RICHTLIJNEN EN VEILIGHEIDSFACTOREN...........................................................5
3. AANDRIJVING VAN EEN ACHTBAAN.............................................................................................. 7
1. EIGENSCHAPPEN VAN HET WAGENTJE....................................................................................7
2. KRACHT EN VERSNELLING...................................................................................................... 7
3. OVERBRENGING.................................................................................................................... 9
4. AANDRIJVING...................................................................................................................... 11
4.1 MOTOR....................................................................................................................... 11
4.2 TANDWIELKAST........................................................................................................... 12
3
NCOI - NAAM
