Onderwerp: Constructie wieg

Voor de werktuigbouwers...

Mijn boot staat nu op de kant op haar ingeklapte kielen, wat heel handig is om de romp te poetsen maar vrij onhandig voor het geplande groot onderhoud aan de kielen, roeren en hydraulisch ophaalmechanisme. Om aan de binnenkant bij de cilinders te komen dienen de kielen een flink stuk uitgeklapt te zijn (>25 gr van de 40 gr totale slag). De boot kan echter niet op de kielen staan wanneer deze (gedeeltelijk of helemaal) uitgeklapt zijn.

Daarom dient er een bok/wieg te komen zodat de kielen vrij kunnen hangen.

Ben de afgelopen avonden flink aan het rekenen geweest met wat TU Delft dictaten (veel te downloaden daar!), het Polytechnisch zakboekje, data van staalboeren en "PC-frame", een heel handig pakket om momenten, krachten en vervormingen in constructies door te rekenen. Interessant vak maar allemaal nieuw voor mij. Een constructeur kost tussen eur 300 en 1600, afhankelijk van hoe rocket-science ze de dimensionering inschatten. De constructie moet zo licht mogelijk én demontabel (Gamma aanhanger) worden, echter ik hoef niet op de grens van het toelaatbare te zitten: daarom geen FEM analyse maar ouderwetse vuistregels met voldoende veiligheid zodat ik (dat moet dan maar) wat te zwaar uit kom.

Ik wil delen wat tot nu toe het plan is, de profielen zijn al bepaald, maar de uitvoeringsdetails moeten nog. Ik ben benieuwd wie hier ervaring mee heeft, naar tips etc.

Hier het globale idee (exacte maten dienen nog bepaald te worden)




Bok is splitsbaar in delen:
-2x platte deel A+B+C+D, splitst op stippellijn
-2x lengte-ondersteuning F-G-F
-1x strip of staaldraad E (wordt alleen op trek belast)

De rode stippen worden M12 (nog narekenen) boutverbindingen en

Voorlopig gekozen materialen (warmgewalst) S235:
A+D UNP30 U-staal 35x40x35x5 mm
C+F+G 40x40x3 vierkante buis
E strip 40x5 mm
B 36 mm multiplex, haaks daarop strook 9 mm multiplex 10 cm breed met 10 mm EPDM celrubber (55 Sh)

Worst-case belasting zijn onderstaande gelijktijdige condities:
-10 bft dwars én in lengterichting op de boot, volledig opgevagen door één bokdeel
-65% bootgewicht (x120%) + 300 kg (x150%) op één bokdeel

Zie hieronder voor de dán optredende vervormingen:


Blauwe staven zijn zonder belasting, rode worst-case. Hele bok heeft dan een scheefstand van 20 mm en horizontale ligger heeft een S-bocht van 16 mm (piek-piek). Onder normale belasting (6 bft en normaal bootgewicht + 300 kg) is de maximale vervorming in de horizontale balk 5 mm. In de praktijk zal het houten vormstuk ook nog wat steun geven.

Voor de worst-case heb ik gecontroleerd naar afschuifkrachten, en gecombineerde buigmomenten en compressiekrachten. Knikgetallen zijn veilig en de twee zwaarstbelaste staven zitten op 28% van de vloeigrens. Zou qua sterkte dus zeker lichter kunnen, maar dan wordt het geheel natuurlijk slapper. Dat lijkt me weer niet zo goed voor mijn romp.

Tot zover ben ik nu. Gaat dit de goede kant op? Zie ik dingen over het hoofd?

Een vraag over de demontabele split tussen D-D halverwege de horizontale ligger: deze is gedimensioneerd als scharnierpunt (er staat daar een drukkracht in horizontale richting van 14 kN (bijna anderhalve ton) en 7 kN vertikaal (staaf 4 probeert staaf 3 naar beneden te drukken). Zouden jullie dit ook daadwerkelijk uitvoeren als scharnierpunt of iets verzinnen wat momenten over kan dragen (overschuif buis, flensverbinding ofzo?)

Over de ondersteuning tussen romp en vormstuk: als ik een 10 cm brede strook haaks op de holling plaats met 10 mm EPDM, dan drukt dit 5 mm in met een oppervlaktedruk van 1100g/cm2. Dit ter plaatse van twee spanten. Is dit verantwoord? Lijkt me vergelijkbaar met hijsbanden?

PS: Ben vast onbewust onbekwaam maar ben hier om te leren. Opbouwende feedback is welkom!

PS2: alle knoopunten zijn star, behalve die van de onderste strip en in het midden waar de bovenste ligger gekoppeld dient te worden.

Ik heb ff geen tijd om er wat serieus naar te kijken,. maar een paar zaken vallen mij op:
- Je schematiseert de belasting als gelijkmatig verticaal en de wind horizontaal op het bok.
Ik werkelijkheid geeft de boot met wind een excentrische belasting op het houten spant. Hij wil ahw gaan draaien. Staat de mast er nog op?

- Multiplex moet berekend worden

- Verbindingen stalen spant moeten berekend en ontworpen worden. Meestak werkt het het beste om eerst dat te doen en daarvan de rest van de constructie (ipv andersom)

- Het geheel ziet er wat labiel uit in lengte richting van de boot. Zeker bij het op de bok zetten. Kan je geen kruis tussen de bokken verzinnen?

- Is het wel terecht op te denken dat het hele gewicht van de boot mooi gelijkmkatig verdeeld wordt over de spanten? Dat zou betekenen dat het kielgewicht eerst naar boven gaat (via de schotten aan de binnenzijde van de boot) en dan weer gelijkmatig naar benenden?

Dankje!

De mast staat er niet op.

Qua windbelasting heb je een goed punt lijkt mij: de boot zal schuin in de lijzijde van het hout gedrukt worden. Zal ik die vector daar op laten werken?

Het ziet er inderdaad wat ielig uit in lengterichting, vraag is echter of dat problemen zal geven in de praktijk. Uitgangspunt is om de drukstaven qua lengte beneden 2.6 m te houden zodat ze in een aanhanger vervoerd kunnen worden. Bij een kruis wordt dat lastig denk ik. Nog op broeden dus!

Qua krachtverdeling kielen: normaal zullen ze op een blok hout rusten, maar ik mag toch aannemen dat dat voorste spant (deel van het grid in de romp) niet niemendwaardig vervormd als ik ze omhoog trek!?

Qua lassterkte: goed punt, helemaal niet aan gedacht - moet idd niet zo zijn dat de verbindingen de zwakste schakel gaan vormen!

Multiplex berekenen, poeh! Bestaan daar tabellen voor zoals bij staal? Plaat wordt opgesloten tussen U-profielen, maar mag idd niet uitbuigen of breken!

Thx!

Nachtvlinder,
Het is al enige tijd geleden dat ik echt in dit soort berekeningen thuis was.
Niettemin kan ik er wel gevoelsmatig iets over zeggen misschien.
1) Het bovenste deel van A wordt ook op buiging i.p.v. alleen druk belast ter plaatse van de verbinding met D. Beetje afhankelijk van de plaats van de steun. Kan heel verkeerd uitpakken. Ik ga er nu even van uit dat het multiplex weinig tot niets aan de sterkte bijdraagt.
2) De schoor F wordt m.i. op druk belast i.p.v. trek. Stel je voor dat de steun wat naar achter helt, dan komt het rechterdeel vrij van de grond (sterk overdreven) en de hele steun gaat op het linkerdeel rusten, dus druk in de linker steun.
3) Wat pieter2 al opmerkte: Ik zou zeker aan weerszijden beide steunen met elkaar verbinden met een diagonaal verband. Dat zou ook punt 2) ten goede komen.
Het is maar gevoelsmatig, morgen kan ik wel eens bij de werf kijken hoe ze daar die steunen in elkaar hebben gezet. Die zijn overigens stationair en veel zwaarder als hier beoogd. Maar goed.
Vr.groet, peter

Nachtvlinder schreef : Je zou kunnen kijken naar de afmetingen van een kleine paardentrailer (1300kg MTM), die zijn een stuk langer en hoger en nog wel op B rijbewijs te rijden met veel auto's (sinds 2013 is de eis dat je auto zwaarder moet zijn dan de aanhanger vervallen, dus als de maximale toegestane massa (MTM) van de aanhanger onder het max. trekgewicht van de auto zit, en de totale MTM van auto en aanhanger onder 3500kg is het goed).

Je hoeft het deel A+B+C+D dan niet splitsbaar te maken.

1: Welke veiligheidsfactor gebruik je in je berekeningen?

2: Hoe voorkom je dat de boot gaat rollen in zijn wiegje?

Waarom wil je het wiel opnieuw uitvinden? Tweedehands zijn er genoeg bokken te vinden voor boten, hoef je niet moeilijk te doen.

Zo'n wiel b.v?

Ik had gisteren niet zoveel tijd.

Daarom nu verder:

3: De houten wieg zal veel stijver zijn dan de bovenste ligger. Je kunt/moet er dus van uitgaan dat die alleen op de hoekpunten belast gaat worden.

4: Je moet de delen die op druk belast zijn ook op knik controleren.

5: Waarom laat je de schoren niet in het midden bij elkaar komen? Dan heb je een veel makkelijker te berekenen constructie met alleen trek/drukstaven. En geen buiging.

6: Reken je ook uit of de boot voorwaarts van de bokken kan rollen?

7: Houdt je er rekening mee dat de ondergrond niet vlak is? Over dergelijke afstanden moet je er rekening mee houden dat de ondergrond tot (schatting) 100mm scheluw is.

Als je afsteunt thv de spanten dan kan je volgens mij met 4 losse steuntjes (paaltje, grondplaat, stuk draadeind met scharnierend steunblok) met een kruisverband ertussen uit de voeten. Kruisstangen in de lengterichting moet je dan deelbaar maken mbv een paar bouten en moeren en een binnenpijp. Puur op ervaring zonder enige wetenschappelijke onderbouwing overigens..

Zo'n 'wieg' is wel mooier, zou ik ook zeker maken als ik ging traileren met de boot. Maar voor alleen stilstaan en als de constructie demontabel en makkelijker vervoerbaar moet zijn zou ik iets simpelers verkiezen.

Al eens bij de havenmeester geïnformeerd? Soms willen ze in het kader van je project wel even een oogje toeknijpen op de kosten en je boot even in de takels hangen.

Boot 's ochtends optillen, zutje demonteren, boot weer op de bok aan het eind van de dag.

Moet wel gek lopen wil dat meer kosten dan zo'n wieg...

vraag me eigenlijk af of het op de grond laten zakken van de kielen wel zo slim is? Is het niet beter om het gewicht van de kielen te gebruiken om de wiegen onderling te koppelen door ze op een ligger te laten zakken die de beide wiegen verbindt? Dan blijft het totaalgewicht op de constructie gelijk en dat zal denk ik schelen in de beweeglijkheid van het geheel bij harde wind
(naast de eerste genoemde kruisverbanden)

Dank allemaal voor de vele nuttige suggesties, ik ga er mee bezig.

FMJ schreef :
Eerder heeft de boot voor korte duur gestaan zoals hieronder, maar dit lijkt mij ongeschikt voor permanent gebruik vanwege het ontbreken van onderlinge verbanden tussen de staanders. Geeft wel aan dat de romp stijf genoeg zal zijn om met haar volle gewicht in een wieg te hangen...

Na aanleiding van de reacties hier en een PB van iemand die een soortgelijke bok heeft gebruikt, is er een heel ander idee ontstaan. Deze constructie is eenvoudiger, nog steeds deelbaar, makkelijk te maken met veel minder lasverbindingen. De grote houten vormstukken zijn verlaten.



-Verticale steunen zijn 48.3x3.2 mm stijgerpijpen, de bovenste 15 cm verlengd met 38 mm spindels met roterende voetplaat. Op die voetplaat geschroefd zijn stempels met stevig schuimrubber 300x300 mm; de middelste stempels zijn 300x500 mm.

-Breedte ligger is 40x60x40x3 mm U-profiel, waarin de staanders met M12 bouten gefixeerd worden

-Dikke lijnen zijn drukstaven, dunne lijnen trekstaven

-Er is nog niet aan gerekend

-Deelbare lengte ligger is vastgelast aan de breedte ligger, te koppelen via lijfplaat met boutverbinding aan beide flanken U-profiel

-Als horizontaal kruis tussen beide breedte liggers staaldraad+spanners of sjorbanden

-De wieg is iets smaller geworden (2025 mm) dus dat stuk hoeft niet deelbaar. Grootste vaste stuk is dan 2025x1500 mm

Zal vanavond de hier gestelde vragen "toetsen" aan dit idee...

Vanmorgen heeft een kraan de boot van de grond getild en op de nieuwe bok gezet. Achter drie brede stempels, vóór twee; romp wordt nergens zichtbaar ingedrukt. Het grote klussen kan beginnen...

Aanvullend idee: De kuiptent eraf halen ivm windvang achterop de boot.

Is allemaal doorgerekend Wel slecht voor de ruitjes overigens...