Bachelor's Thesis

Design for the production of a epruvete

Final Thesis 2.19 MB Appendix 587.81 kB

Author of thesis: Tomáš Nebojsa

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Kamil Podaný, Ph.D.

Reviewer: Ing. Eva Peterková, Ph.D.

Abstract:

The aim of this thesis was to design the manufacturing process for five pieces of eprouvettes
intended for the distillation industry. The assembly was divided into an inlet tube, a nozzle, a
measuring cylinder, and an overflow, and suitable manufacturing methods were selected for
their production, namely ram bending, metal spinning, T-Drill, and soldering. Technological
calculations were performed for the individual components. Appropriate machines and tools
for manufacturing were selected and designed. The assembly was joined using capillary
soldering with tin-based solder, and finally, the manufacturing procedure for the individual
parts was defined.

Keywords:

copper, epruvete, pipe, bending, metal spinning

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaDznamka

Grading

D

Process of defence

Student seznámil komisi se svojí prací, jejími výstupy a závěry a zodpověděl dotazy oponenta. Komise dále studentovi položila následující otázky: Dr. Šlais – Tvrdíte, že forma bude z dubového dřeva. Je možné poté dodržet tolerance stanovené výkresem? (otázka byla částečně zodpovězena); Dr. Šlais – U měřícího válce složitě vyrábíte osazení, nebylo by snazší napájet do tohoto míst T-spoj? (otázka byla částečně zodpovězena); Dr. Šlais – U dílu náustek, uvádíte, že potřebujete dodržet mezi otvory úhel 60±1°, jak to zajistíte? (otázka byla částečně zodpovězena); Dr. Řiháček – Jste schopen zajistit předepsanou výšku vyhrdlení? (otázka byla částečně zodpovězena); Dr. Řiháček – Spoj v mezi přepadem a náustkem je nevyrobitelný, jak byste ho upravil, aby šel vyrobit? (otázka nebyla zodpovězena);

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Manufacturing Technology (STG)

Composition of Committee

doc. Ing. Zdeněk Lidmila, CSc. (předseda)
Ing. Eva Peterková, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Michaela Císařová, Ph.D. (člen)
Ing. Vojtěch Staněk (člen)
Ing. Jan Řiháček, Ph.D. (člen)
Ing. Miroslav Šlais, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Kamil Podaný, Ph.D.

Práce předkládá návrh výroby epruvety, která slouží – po vložení lihoměru – k průběžnému měření alkoholu v destilátu. Vzhledem ke kusové výrobě a použití v potravinářství je materiálem technická měď Cu99,5 a pro výrobu jsou vybrány technologie ohýbání, kovotlačení a vyhrdlování. Kompletní výrobek je rozdělen na 4 dílčí části, které jsou následně spájeny do celku.
Student se sice na první konzultaci dostavil relativně brzy, tj. 16. 2. 2026, ale pak se odmlčel a další schůzka proběhla až 30. 4. Následně sice již chodil pravidelně a snažil se, ovšem představy vedoucího již nestihl zcela implementovat. Dokončování probíhalo v časovém presu, což se projevilo na finální verzi práce a dokumentaci. Navzdory zmíněným připomínkám provedení rámcově odpovídá stanovenému zadání.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii D
Logické uspořádání práce a formální náležitosti E
Grafická, stylistická úprava a pravopis E
Práce s literaturou včetně citací D
Samostatnost studenta při zpracování tématu D

Grade proposed by supervisor: D

Reviewer’s report
Ing. Eva Peterková, Ph.D.

Bakalářská práce Tomáše Nebojsy se zabývá návrhem výroby epruvety, zařízení pro průběžné měření obsahu alkoholu v destilátu. Hned v úvodu musím vytknout nepoužitelný obsah, dle kterého se nelze v práci orientovat, stejně tak upozorňuji na absenci číslování stran. Práce je po stylistické stránce na nižší úrovni, vyskytuje se zde velké množství překlepů, chybějící označení obrázků, nepřesných vyjádření a netechnických obratů jako například polotovarová trubka, proměnlivá trubka, ovalizace průřezu a jiné. Pro upřesnění označení zvoleného materiálu by bylo na str. 12 vhodné napsat ČSN 42 3005.

Epruveta je složena z několika dílů, pro něž autor v úvodu práce uvádí možné způsoby jejich výroby. U výčtu metod ohýbání trubek by bylo vhodnější uvádět rozšířené pojmy jako ohyb nabalováním, ohyb navíjením, ohyb beranem atd. Každý jednotlivý díl epruvety student zhodnotil a navrhl nejvhodnější metodu pro jejich výrobu. Volba těchto metod byla správná, včetně rozhodnutí, že měřicí sestava bude z důvodu vyrobitelnosti rozdělena na dva samostatné díly. Mimo navržené technologie ohýbaní trubek beranem, kovotlačení a T-drill pro vyhrdlení otvorů je na straně 20 navržena i metoda Flowdrill, která ovšem v následném řešení výroby nebyla použita. Z dalších nedostatků, které práce obsahuje vybírám jen některé:

U vztahu (2.1) uvedeného na str. 21 je nutné poznamenat, že je odvozen i pro předpoklad neměnné tloušťky stěny. Na obr. 26 chybí označení vnitřního poloměru ohybu, v legendě u obrázku není uvedeno napětí sigma. Na str. 23 je nepřesné vyjádření ohledně odpružení po ohybu. Odpružení se nedá zamezit, jak uvádí autor, jen ho lze zmírnit anebo s ním předem počítat při návrhu nástroje či realizaci ohybu. Stroj pro kovotlačení se sice nazývá kovotlačitelský soustruh, ale označení jako speciální soustružnické zařízení není správné. V praktické části autor pro každou vyráběnou součást provádí potřebné výpočty odpovídající použité metodě výroby. U komponenty nazvané Vstupní trubka, která se bude ohýbat pomocí tzv. beranu se vyskytují následující nepřesnosti či chyby. Při určování relativního poloměru ohybu se do daného poměru R/D0 dosazuje vnitřní poloměr ohybu, který v případě 1.ohybu činí R=24 mm a v případě 2. ohybu R46 mm. Student tam chybně dosazuje poloměr vztažený k ose trubky R33 a R55. Vypočtené hodnoty poměrů nejsou pak správné, Nicméně na stanovisko, že se v obou případech jedná o ostrý ohyb to nemá žádný vliv, neboť po přepočítání jsou výsledné hodnoty v obou případech stále menší jak 6. Stejná vnesená chyba je i při posouzení minimálního vyrobitelného poloměru ohybu, který je také definován jako vnitřní poloměr. Student tedy měl vypočtený min. poloměr srovnávat s hodnotami R24 a R46 nikoliv s R33 a R55. Naštěstí i v tomto případě po srovnání správných hodnot nevznikl žádný rozpor s dalšími kroky, které student v rámci řešení provedl. Poloměr R24, respektive R033, je nutné zvětšit a nový návrh geometrie vstupní trubky je tedy správný. Při stanovování stupně obtížnosti na str. 34 by bylo vhodné dosadit konkrétní hodnoty, aby bylo jasně doložené, k jakému závěru se dospělo.

Student zjistil na základě rozboru stupně obtížnosti procesu nevhodné podmínky pro ohyb, Nicméně daný výsledek zhodnotil, že defekty nemají vliv na funkčnost součásti, a tudíž je nebude zohledňovat. Toto stanovisko je velmi odvážné, vzhledem k tomu, že klidně může dojít k prasknutí stěny nebo přílišnému zploštění průřezu, což jsou defekty, který je nutno brát v potaz. Nicméně toto tvrzení sám student posléze vyvrací tím, že v dalším postupu řešení navrhuje zvětšení poloměru ohybu a doporučuje použití výplně v podobě hustě vinuté pružiny. Vzhledem k situaci tato opatření považuji za vhodná a správná. U výpočtu minimálního poloměru ohybu na str. 34 chybí informace, odkud byla vzata hodnota součinitele K. U technologických výpočtů týkajících se výroby olemovaného otvoru u další komponenty nazvané Měřicí válec výpočtem vychází o polovinu menší hodnota výšky lemu, než je na výkrese požadována. Autor tuto situaci vyhodnotil za bezproblémovou, což se dá vzhledem ke způsobu spojování pájením akceptovat. Pro výrobu součásti nazvané Náustek zvolil metodu kovotlačení. Pro ruční kovotlačení je výpočet potřebných sil nerelevantní a teoretické vztahy jsou velmi těžko ověřitelné. Nicméně, pokud se student o toto ztvárnění pokusil, bylo zapotřebí být více precizní. Střední přetvárný odpor byl odvozen z křivek, u nichž není uvedeno, o jakou konkrétní slitinu mědi se jedná a za jakých podmínek byly tyto křivky získány. Radiální síla nebyla vůbec stanovena, přičemž kontaktní plochu nástroje s polotovarem by bylo možné stanovit na základě modelu zhotoveného například programem Ansys. Zhodnocení, zda je schopen dělník vyvinout sílu potřebou na zhotovení součásti mělo pak být provedeno právě dle radiální síly, což je síla přítlačná. Veškeré výpočty týkající se vyhrdlení otvorů u Náustku je nutné považovat za ryze orientační, neboť ve výpočtech je uvažováno s požadovanou tloušťkou stěny 0,8 mm. Vzhledem k tomu, že se Náustek bude kovotlačit z plechu o navržené tloušťce 1 mm, nelze jasně definovat, jakou tloušťku stěny bude mít finální výrobek. Zásadním nedostatkem je, že u výroby všech olemovaných otvorů pomocí technologie T-drill zcela chybí důležitá informace o velikosti vrtaného otvoru, který se následně bude olemovávat. Při návrhu formy pro výrobu Náustku chybí informace, z jakého dřeva bude forma vyrobena a jakým způsobem. V kapitole 4 Výrobní postup je špatně uveden úhel horního ohybu Vstupní trubky, a to 107,5°. Označení trubek v popisu by mělo být i s uvedeným průměrem, jen délka nestačí. U polotovaru pro Náustek by bylo vhodnější uvést, že byl vystřižen nikoliv nařezán. Celkově tento popis působí ledabyle, mělo zde být vše více upřesněno včetně toho, jaké konkrétní nástroje a stroje se použijí. V práci chybí jakékoliv informace o polotovarech. Jak velký plech se bude objednávat, jak bude dělen pro zhotovení rondelů, jaké trubky je třeba objednat, o jakých délkách, kolik jich bude potřeba pro výrobu 5ti kusů epruvet. K navrženým strojům a nástrojům bylo vhodné do příloh připojit odpovídající technické listy.

Výkresová dokumentace - epruveta je složený výrobek skládající se z několika dílů, v podstatě tvoří sestavu. Autor sice vytvořil výkres sestavy, ale zcela na ni postrádám jednotlivé pozice, které jsou pak součástí označení dílenských výkresu jednotlivých komponent. Kusovník sestavy samozřejmě chybí. Na výkrese sestavy jsou označeny jednotlivé detaily spojů. Označení písmeny zasahuje do vynášecích čar, označení B dokonce do obrysu součásti. Vhodné by také bylo zakreslit nárys a bokorys pro jasnou představu, zda je umístění trubek v jedné rovině a zda ohýbaná trubka není ohnutá do prostoru. Ve znázorněných detailech by měly být okótované skutečné výšky lemů a nad razítkem uvedeno info o spojení dílců pájením, v razítku postrádám označení modelu sestavy.

Stejně tak, jako byly upraveny rozměry na výkrese Vstupní trubky dle skutečnosti, měly být upravené i výšky lemů u otvorů na výkrese Měřicího válce a Náustku. Na výrobních výkresech měly být netolerované rozměry uvedené v závorkách.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod D
Vlastní přínos a originalita D
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis E
Práce s literaturou včetně citací D
Topics for thesis defence:
  1. Jaké další materiály kromě nástrojových ocelí se používají pro výrobu kladek pro strojní kovotlačení?
  2. Vzhledem k orientačně stanoveným úhlům odpružení navrhujete na str. 36 kalibraci ohybu. Jak byste tuto kalibraci prováděl?
  3. Popište Vaši logickou úvahu, proč jste u některých otvorů navrhl vsouvání přidružené trubky do olemovaného otvoru a u jiných otvorů nasouvání na vnější plochu olemování. Měl jste k tomu nějaké jasné důvody anebo je to zvoleno náhodně?
  4. Na Náustku máte u spodního olemovaného otvoru definovaný poloměr ohybu R1. Bude to při výrobě pomocí metody T-drill dodrženo? Je vůbec možné u T-drill požadovat konkrétní velikosti poloměrů?

Grade proposed by reviewer: D

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová