The contents of the monthly No. 11/2022

ABSTRACT: Research on drive units confirms that, as a result of many years of operation, the fastest-wearing components in diesel engines of machines and vehicles are in-line and distributor pumps. The durability of the pumps is several times shorter than that of the motors. A dozen or so different sizes and types of in-line injection pumps were used in diesel engines of vehicles, which significantly complicated the service capacity. The authors of the work created a pump that has a universal application and can be used interchangeably for many types of diesel engines and also meets the increased durability requirements. The analysis partially presents the results of operational tests of the pump working under load and the analysis of the causes of damage. Model studies of the contact stresses between damaged elements were also carried out.

KEYWORDS: pump shaft, diesel engine, FEM analysis, pump drive shaft, experimental verification

STRESZCZENIE: Badania zespołów napędowych potwierdzają, że do najszybciej zużywających się w wyniku wieloletniej eksploatacji podzespołów w silnikach wysokoprężnych maszyn i pojazdów należą pompy wtryskowe rzędowe i rozdzielaczowe. Trwałość pomp jest kilkakrotnie mniejsza od trwałości silników. W silnikach wysokoprężnych pojazdów stosowano kilkanaście różnych wielkości i rodzajów pomp wtryskowych rzędowych, co znacznie komplikowało możliwości serwisowe. Autorzy pracy skonstruowali pompę, która ma uniwersalne zastosowanie i może być montowana zamiennie w wielu typach silników wysokoprężnych, ponadto spełnia podwyższone wymogi trwałości. W analizie przedstawiono wyniki badań eksploatacyjnych pompy pracującej pod obciążeniem i przyczyny uszkodzeń. Przeprowadzono również badania modelowe naprężeń kontaktowych między elementami, które uległy uszkodzeniu.

SŁOWA KLUCZOWE: wał pompy, silnik wysokoprężny, analiza MES, wał napędowy pompy, weryfikacja eksperymentalna

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2022.11.24

 

* Artykuł recenzowany

ABSTRACT: The article presents the issues of numerical analysis of the structure of a heavy CNC milling machine turntable. A 3D model of the machine tool was developed using the CAD application, and the rotary table of the machine tool was tested in the CAE application. The results of the strength and stress analysis were the basis for the optimization of the structure.

KEYWORDS: CAD/CAE software, FEM numerical analysis, design optimization, CNC milling machines, SolidWorks

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono problematykę numerycznej analizy konstrukcji stołu obrotowego ciężkiej frezarki CNC. W aplikacji CAD opracowano model przestrzenny obrabiarki, a jej stół obrotowy został przebadany w aplikacji CAE. Wyniki symulacji wytrzymałościowych były podstawą do optymalizacji konstrukcji.

SŁOWA KLUCZOWE: oprogramowanie CAD/CAE, analiza numeryczna MES, optymalizacja konstrukcji, frezarki CNC, SolidWorks.

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2022.11.25

 

* Artykuł recenzowany

ABSTRACT: The article is devoted to metrological problems occurring during the assembly of bearings in machines. Typical errors made during measurements of the components of bearing nodes and their influence on the bearing life are listed. Design solutions in the form of composite bearing hubs have been described, which allow to solve of key metrological problems and avoid mistakes made during the assembly of car chassis systems.

KEYWORDS: rolling bearings, assembly, assembly errors, play, bearing hub

STRESZCZENIE: Artykuł poświęcono problemom metrologicznym występującym podczas montażu łożysk w maszynach. Wymieniono typowe błędy popełniane podczas pomiarów elementów składowych węzłów łożyskowych i ich wpływ na trwałość łożysk. Opisano rozwiązania konstrukcyjne w postaci zespolonych piast łożyskowych pozwalające rozwiązać kluczowe problemy metrologiczne i uniknąć błędów popełnianych podczas montażu układów jezdnych samochodów.

SŁOWA KLUCZOWE: łożyska toczne, montaż, błędy montażu, luz, piasta łożyskowa

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2022.11.23

 

* Artykuł recenzowany

ABSTRACT: The quality of the geometric structure of a surface is influenced by factors such as the geometry of the cutting tool, the cutting conditions and the displacements in the tool–workpiece system. This paper describes the results of a study to analyse the influence of selected machining factors accompanying the face milling process on the geometric structure of the surface. During the machining tests, relative displacements in the T–W system were recorded, as well as the components of forces and moments of the face milling process for specimens made of grey cast iron. The tests were carried out on an AVIA VMC 800 milling centre, and the accuracy of the machined surface was checked. A Talysurf CCI – Lite Non-contact 3D Profiler, which was equipped with TalyMap Platinum software, was used to measure the geometric structure of the surface.

KEYWORDS: machining, milling, grey cast iron, geometrical structure of the surface, components of cutting forces, relative movements

STRESZCZENIE: Na jakość struktury geometrycznej powierzchni wpływają takie czynniki, jak: geometria narzędzia skrawającego, warunki skrawania oraz przemieszczenia w układzie narzędzie–przedmiot obrabiany. W artykule opisano wyniki badań, których celem była analiza wpływu wybranych czynników obróbki towarzyszących procesowi frezowania czołowego na strukturę geometryczną powierzchni. W trakcie prób skrawania rejestrowano przemieszczenia względne w układzie N–P oraz składowe sił i momentów procesu frezowania walcowo-czołowego próbek wykonanych z żeliwa szarego. Próby przeprowadzono na centrum frezarskim AVIA VMC 800. Sprawdzono dokładność wykonania powierzchni poddanej obróbce frezarskiej. Strukturę geometryczną powierzchni zmierzono profilometrem Talysurf CCI – Lite Non-contact 3D Profiler, wyposażonym w oprogramowanie TalyMap Platinum.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka skrawaniem, frezowanie, żeliwo szare, struktura geometryczna powierzchni, składowe sił skrawania, przemieszczenia względne

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2022.11.22

 

* Artykuł recenzowany

ABSTRACT: In this paper, a survey of new achievements in the area of biologically inspired design and manufacturing and fundamental rules of biological transformation in manufacturing – also in relation to mechanical engineering – is provided. Some possible scenarios and several examples of the applications of biological transformation in manufacturing are presented. Some new trends, for instance, the way so-called Living Manufacturing Systems, which are based on advanced AI techniques, are discussed. Finally, some examples of a successful biologicalisation of manufacturing tools, i.e. injection moulds, machine tools, manufacturing processes, and systems are provided. This paper can motivate Polish engineers and researchers to undertake this topic in Poland.

KEYWORDS: manufacturing, manufacturing biologicalisation, bio-inspired manufacturing, biological transformation of manufacturing, bio-intelligent manufacturing systems

STRESZCZENIE: W artykule dokonano przeglądu osiągnięć w zakresie biologicznie inspirowanego projektowania i wytwarzania oraz zasad biologicznej transformacji tych podstawowych funkcji w inżynierii mechanicznej. Przedstawiono możliwe scenariusze i liczne przykłady wdrażania biologicznej transformacji w przemyśle wytwórczym. Omówiono nowe trendy, m.in. przejście do „żywych” systemów wytwórczych (living manufacturing systems) oparte na technikach AI samouczenia się. Zamiarem autora jest zainteresowanie inżynierów i naukowców w kraju tematem transformacji biologicznej.

SŁOWA KLUCZOWE: przemysł wytwórczy, biologizacja wytwarzania, biologicznie inspirowane wytwarzanie, biologiczna transformacja wytwarzania, biointeligentne systemy wytwórcze

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2022.11.21

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE:

Chłodzenie pod wysokim ciśnieniem (HPC) jest skuteczną metodą redukcji zużycia narzędzia i poprawy jakości powierzchni przy toczeniu, zwłaszcza w przypadku obróbki materiałów trudno obrabialnych. Tu przedstawiono wyniki badania wpływu takiego chłodzenia na charakterystykę toczenia stopu tytanu Ti-6Al-4V oraz przydatność narzędzi powlekanych TiAlN/AlCr₂O₃.