The contents of the monthly No. 08/09/2019

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono zagadnienie bezpośredniego lutowania diamentu do korpusu narzędzia. Omówiono największe zagrożenia dla złącza lutowanego, takie jak naprężenia i zła zwilżalność. Następnie zaprezentowano wytwarzanie półfabrykatów z polikrystalicznego diamentu różnymi metodami. Dalej przedstawiono stopy metali (lutowia) o osnowie ze srebra, z niklu i miedzi, które wykorzystuje się do lutowania diamentu. Omówiono najczęściej stosowane metody lutowania twardego (oporowe, indukcyjne, laserowe i w poczerwieni).

SŁOWA KLUCZOWE: lutowanie, diament, PCD, ceramika, narzędzia

ABSTRACT: The article presents the problem of direct brazing of diamond to the tool body. The greatest threats to the brazing joint were discussed: stress and poor wettability. Methods for producing polycrystalline diamond blanks by various methods were presented. The metal alloys (solders) with a silver, nickel and copper matrix that is used for brazing diamonds were described. The most commonly used brazing methods (resistance, induction, laser and infrared) were discussed.

KEYWORDS: brazing, diamond, PCD, ceramics, tools

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.63

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: Porównano podstawowe charakterystyki wentylatora osiowego uzyskane za pomocą trzech metod badawczych: analitycznej, doświadczalnej i numerycznej. Przeanalizowano charakterystyki przyrostu ciśnienia całkowitego, sprawności i mocy. Omówiono wpływ odchylenia geometrii wyprodukowanego wieńca wirnikowego od założeń wynikających z projektu analitycznego. Potwierdzono poprawność zastosowanego schematu projektowania wentylatora osiowego opartego na metodach analitycznych, numerycznych i doświadczalnych.

SŁOWA KLUCZOWE: CFD, charakterystyki wentylatorów osiowych, maszyny przepływowe

ABSTRACT: The paper presents a comparison of basic axial fan characteristics obtained by three research methods: analytical, experimental and numerical. Characteristics of the total pressure, efficiency and power were analyzed. The influence of the geometry deviation of the manufactured rotor rim from the assumptions resulting from the analytical design was discussed. The correctness of the axial fan designing scheme based on analytical, numerical and experimental methods was confirmed.

KEYWORDS: CFD, characteristics of axial fans, fluid-flow machines

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.75

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono możliwość wykorzystania współczesnych systemów CAD/CAM do komputerowo wspomaganego opracowania i weryfikacji programów sterujących automatem tokarskim MIYANO BNA 42GTY. W tym przypadku posłużono się programem Alkard CNC Wizard. Do weryfikacji poprawności realizowanego procesu produkcyjnego stosowano współrzędnościową maszynę pomiarową Zeiss z głowicą Renishaw PH-20. Pomiary wykonywano z wykorzystaniem programu sterującego Modus.

SŁOWA KLUCZOWE: komputerowo wspomagane przygotowanie produkcji, systemy CAD/CAM

ABSTRACT: The study presents the possibility of using modern CAD/CAM systems for computer simulation of the process of making the detail on a numerically controlled lathe MIYANO BNA 42GTY. The Alkard CNC Wizard software was used. To verify the correctness of the implemented production process, a coordinate measuring machine Zeiss Prismo 5 with a Renishaw PH-20 head was used. The measurements were carried out using the Modus control software.

KEYWORDS: computer-aided production preparation, CAD/CAM systems

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.76

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: Opisano metodykę projektowania prototypu kanału chłodzącego przeznaczonego do pracy z głowicami przemysłowych drukarek 3D. Wykorzystano nowoczesne dostępne na rynku narzędzia wspomagające optymalizację konstrukcji mechanicznych z użyciem tzw. natychmiastowych symulacji ANSYS Discovery oraz metody addytywne pozwalające na produkcję zoptymalizowanych podzespołów. Przedstawiono wyniki prac, które zweryfikowano empirycznie z wykorzystaniem bezkontaktowej metody pomiarowej – pomiarów termowizyjnych oraz punktowych pomiarów wartości temperatury.

SŁOWA KLUCZOWE: prototypowanie, druk 3D, optymalizacja, wytwarzanie części, symulacje komputerowe, przepływy

ABSTRACT: The methodology for designing of the prototype of cooling channel tailored to work with printing head mounted in industrial 3D printer is presented. Modern tools to optimize mechanical structures using so-called immediate simulations – ANSYS Discovery – and additive methods as a tool for the production of optimized components were used. Paper includes results of application research which were verified by non-contacts experimental methods like thermovision measurements and temperatures control at selected points of channel.

KEYWORDS: prototyping, 3D printing, optimization, parts production, computational simulations, air flow

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.74

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: Omówiono możliwość zastosowania techniki komputerowej do określenia przestrzennego kształtu strefy kontaktu narzędzia nagniatającego z obrabianym materiałem. Przedstawiono potencjalne wykorzystanie zintegrowanego stanowiska pomiarowego do analizy zmian kształtu nagniatanych powierzchni walcowych na podstawie pomiaru stereometrii strefy deformacji wykonanego za pomocą profilografometru (New Form Talysurf 2D/3D 120 firmy Taylor Hobson) oraz na podstawie kolejnych pomiarów okrągłości (Talyrond 365 firmy Taylor Hobson).

SŁOWA KLUCZOWE: pomiary stereometrii powierzchni, obróbka nagniataniem

ABSTRACT: The paper discusses the possibility of using computer technology for determining the spatial shape and stereometry of the burnishing tool contact zone with the machined material. The potential for use of the integrated measurement stand for the comprehensive analysis and virtual visualization of variations in the shape of burnished cylindrical surfaces based on stereometry measurement using a profilographometer (New Form Talysurf 2D/3D 120 by Taylor Hobson) and subsequent roundness measurements (Talyrond 365 by Taylor Hobson) has been presented.

KEYWORDS: surface stereometry measurements, burnishing working

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.64

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: Realizacja prac inspekcyjno-inżynieryjnych w przewodach kanalizacyjnych stanowi poważne wyzwanie logistyczne i techniczne. Rozwój konstrukcji robotów mobilnych stwarza możliwość ich wykorzystania w tego typu zadaniach. W artykule przedstawiono wyniki prowadzonych prac, mających na celu opracowanie konstrukcji robota inspekcyjno-inżynieryjnego, przeznaczonego do kontroli, naprawy oraz instalowania przewodów teletechnicznych (światłowodowych) w przewodach kanalizacyjnych o zakresie średnic 200÷800 mm. Opisano konstrukcję robota oraz modułów, z których składa się demonstrator (modułu jezdnego, modułu nosiciela, modułu technologicznego), a także wyniki testów służących weryfikacji parametrów pracy demonstratora.

SŁOWA KLUCZOWE: robotyka, automatyka, robot mobilny, przewody kanalizacyjne, sterowanie, światłowody

ABSTRACT: Implementation of inspection and engineering works in sewage pipes is a serious logistic and technological challenge. The development of mobile robot construction technology makes it possible to use them in this type of tasks. The paper presents the results of work aimed at developing the construction of an inspection and engineering robot, intended for inspection, repair and installation of tele-technical wires (fiber optic) in sewer pipes with a diameter range of 200÷800 mm. The design of the robot as well as the modules of the demonstrator are described (driving module, carrier module, technological module) and the results of tests aimed at verifying the work parameters of the developed demonstrator.

KEYWORDS: robotics, automation, mobile robot, sewage pipes, control, fiber optics

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.65

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: W artykule opisano zadania i tryby pracy podsystemu monitorowania procesu strzelań z przeciwlotniczych zestawów rakietowych. Zaprezentowano struktury niezawodnościowe podsystemu. Scharakteryzowano wybrane zagadnienia nieuszkadzalności i obsługiwalności podsystemu monitorowania.

SŁOWA KLUCZOWE: eksploatacja, niezawodność, przeciwlotniczy zestaw rakietowy

ABSTRACT: The article discusses the tasks and modes of operation the launching process monitoring subsystem for surface-to-air missile systems. The dependability structures of monitoring subsystem are presented. Selected issues of monitoring subsystem reliability and maintainability are characterized.

KEYWORDS: operation, dependability, surface-to-air missile system

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.77

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono zagadnienia związane z przetwarzaniem sygnałów echolokacyjnych. Opisano prowadzone badania symulacyjne dotyczące wpływu wybranych parametrów układowych i metod przetwarzania sygnałów na możliwości detekcyjne oraz dokładność określanych współrzędnych echolokatora. Szczególną uwagę poświęcono prezentacji rozwiązań sprzętowo-programowych opracowanego stanowiska laboratoryjnego, przeznaczonego do generowania sygnałów echolokacyjnych odbitych od imitowanych obiektów.

SŁOWA KLUCZOWE: cyfrowe przetwarzanie sygnałów, echolokacja obiektów

ABSTRACT: The paper presents issues related to the generation and processing of echolocation signals. The conducted simulation studies on the influence of selected system parameters and signal processing methods on the detection capabilities and the accuracy of the determined echolocation coordinates have been described. Particular attention was paid to the presentation of hardware and software solutions for the laboratory stand developed, involving the generation of echolocation signals reflected from imitated objects.

KEYWORDS: digital signal processing, echolocation

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.71

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: W artykule opisano prototyp symulatora żurawia wieżowego z platformą obrotową, zbudowany i testowany w Pracowni Technik Rzeczywistości Wirtualnej Centralnego Instytutu Ochrony Pracy – Państwowego Instytutu Badawczego. Symulator ma uzupełnić brakujące ogniwo w procesie szkolenia operatorów żurawi i tym samym wpłynąć na wzrost kwalifikacji personelu.

SŁOWA KLUCZOWE: symulator, symulacja, żuraw wieżowy, szkolenie operatorów

ABSTRACT: In terms of this paper we are presenting a prototype version of the tower crane simulator being under investigation in Virtual Reality Department of The Central Institute of Labor Protection. Main purpose of this research is to produce a device that will add a new value to the training process and thus improve expertise of the tower crane operators.

KEYWORDS: simulator simulation, tower crane, operator training

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.72

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono zagadnienia związane z monitorowaniem parametrów stanu technicznego uzbrojenia, zwłaszcza rakiet przeciwlotniczych. Omówiono postać matematyczną macierzy obserwacji parametrów pochodzących z kontroli okresowej stanu technicznego uzbrojenia. Szczególną uwagę zwrócono na opis przyjętych rozwiązań programowych opracowanej aplikacji bazodanowej.

SŁOWA KLUCZOWE: kontrola stanu technicznego, rakiety przeciwlotnicze, baza danych

ABSTRACT: The paper presents issues related to the performance and parameter monitoring of armament equipment, in particular antiaircraft missiles. A mathematical model of parameter observation matrix from periodic inspections of technical condition of armament equipment is described. Particular attention was paid to the presentation of the assumed software solutions of the developed database.

KEYWORDS: condition based maintenance, anti-aircraft missiles, database

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.73

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: Przeanalizowano wytrzymałość zmęczeniową spoin korpusu prasy do tłoczenia blach karoseryjnych. Przygotowano modele MES korpusu zawierające połączenia spawane blach. Symulacja z uwzględnieniem uszkodzeń części spoin wykazała niedostateczną sztywność rusztu prasy, co w konsekwencji spowodowało złamanie zmęczeniowe wału mimośrodowego prasy.

SŁOWA KLUCZOWE: wytrzymałość zmęczeniowa, ruszt prasy, symulacja MES

ABSTRACT: The fatigue strength of welds of the press body for pressing car body sheets were analysed. The FEM models of the body were prepared taking into account welded sheet metal connections. Simulation, which took into account the damage of some welds, showed insufficient stiffness of the press grate, which in consequence caused a fatigue fracture of the eccentric press shaft.

KEYWORDS: fatigue strength, press grate, FEM simulation

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.66

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: Opisano budowę funkcjonalnego modelu egzoszkieletu prawej kończyny górnej. Zaprezentowano kluczowe podzespoły, takie jak napędy, zasilanie czy stelaż. Opisano kinematykę mechanizmu. Opracowywany egzoszkielet jest sterowany za pomocą joysticka o dużej sztywności, wykonanego z zespołu tensometrów, i umożliwia intuicyjne prowadzenie efektora przez użytkownika.

SŁOWA KLUCZOWE: egzoszkielet, sterowanie manualne, czujnik tensometryczny

ABSTRACT: The work describes the construction of a functional exoskeleton model of the right upper limb. Information on the key components used, i.e. drives, power supply and rack, is included. The kinematics of the mechanism are described. The developed exoskeleton is controlled by a special joystick with high rigidity made of two strain gauge sensors and allows the user to intuitively guide the effector.

KEYWORDS: exoskeleton, manual control, strain gauge sensor

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.67

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: Obiektem badań, opisanym w niniejszym artykule, był wieniec wirnikowy wentylatora osiowego firmy MULTWING o oznaczeniu 5ZL. Przeprowadzono badania doświadczalne wentylatora z wirnikiem zamontowanym z fabrycznym luzem promieniowym wynoszącym 5 mm. Odwzorowano geometrię wieńca wirnikowego i przeprowadzono symulacje numeryczne, w wyniku których wyznaczono przemieszczenia wierzchołka łopatki wirnikowej. Na podstawie wyników symulacji mechanicznych oraz formuły Traupela stwierdzono możliwość zmniejszenia szczeliny wierzchołkowej do 1 mm. W kolejnym kroku wykonano numeryczne symulacje przepływowe dla obu wartości luzu promieniowego. Uzyskane wyniki w formie charakterystyk wentylatora osiowego porównano z wynikami doświadczalnymi.

SŁOWA KLUCZOWE: CFD, MES, luz promieniowy, charakterystyki wentylatorów osiowych

ABSTRACT: In this paper the object of research was the rotor rim of axial fan manufactured by MULTWING with the designation 5ZL. Experimental tests of the fan with the above mentioned rotor rim were carried out with factory tip clearance of 5 mm. Next, the geometry of the rotor rim was mapped and numerical simulations were carried out, as a result of which, displacements of the tip of the rotor blade were determined. Based on the results of mechanical simulations and the Traupel formula the possibility was found to reduce the tip clearance to 1 mm. In the next step, numerical flow simulations were performed for both tip clearance values. Obtained results, in the form of basic characteristics of axial fan, were compared with experimental results.

KEYWORDS: CFD, FEM, tip clearance, characteristics of axial fan

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.68

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: W artykule omówiono kontynuację prac związanych z tworzeniem symulatora jazdy samochodem o masie do 3,5 t, zaadaptowanego do wybranych niepełnosprawności. Artykuł zawiera opis opracowanej ruchomej platformy o sześciu stopniach swobody i kokpitu. W celu zapewnienia możliwości kierowania symulatorem przez jak najszerszą grupę osób z niepełnosprawnościami ruchowymi zaimplementowano wybrane urządzenia wspomagające. Można je łatwo zdemontować w celu testowania innych rozwiązań. Platforma wraz z kokpitem jest kontrolowana z poziomu aplikacji symulatora, a obraz prezentowany jest uczestnikowi symulacji w okularach projekcyjnych 3D oraz – opcjonalnie – na trójsegmentowym ekranie.

SŁOWA KLUCZOWE: symulator jazdy, osoby z niepełnosprawnościami ruchowymi, rzeczywistość wirtualna

ABSTRACT: The article presents the continuation of work related to the creation of a car driving simulator with a weight of up to 3.5 tons adapted to selected disabilities. The article contains a description of the developed motion platform with six degrees of freedom and the cockpit. In order to ensure the possibility of being managed by the largest group of people with physical disabilities, selected support solutions were implemented. These devices can be easily dismantled to test others. The platform together with the cockpit is controlled from the simulator application and the image is presented to the simulation participant in 3D projection glasses and optionally on a three-segment screen.

KEYWORDS: driving simulator, people with physical disabilities, virtual reality

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.69

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: Drgania samowzbudne generują wibracje oraz hałas, które oddziałują bezpośrednio na operatorów maszyn pozadrogowych. Minimalizacja wartości tych parametrów jest korzystna z wielu powodów, przede wszystkim zdrowotnych, ekologicznych, a także ekonomicznych.

SŁOWA KLUCZOWE: drgania samowzbudne, autodrgania, wibracje, hałas, maszyna pozadrogowa

ABSTRACT: Self-excited vibrations are a generator of vibrations and noise that directly affect operators of off-road machines. Minimizing the values of these parameters is beneficial for a number of reasons, among which the health and ecological as well as economic ones should be considered the most important.

KEYWORDS: self-excited vibrations, self-excrescence, vibration, noise, off-road machine

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.8-9.70

 

* Artykuł recenzowany

STRESZCZENIE: Druk 3D metodą bezpośredniej depozycji energii – DED (direct energy deposition) – wiąże się ze stosowaniem dużej ilości energii cieplnej, która generuje gradient temperatury w wytwarzanym wyrobie. Zwykle prowadzi to do niespodziewanej anizotropii i osłabienia materiału przez resztkową porowatość. Te problemy można rozwiązać dzięki dodatkowej procedurze przetapiania, zapewniającej kontrolowaną orientację kryształów i redukcję porowatości.