Prototypowanie cyfrowe na przykładzie wybranych samojezdnych maszyn górniczych

• Autorzy: Bołoz Łukasz , Ostapów Lesław

Warianty tytułu

EN

Digital prototyping on the example of selected underground mining machines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zmieniające się wymagania i potrzeby użytkowników oraz zapotrzebowanie na nowe rozwiązania maszyn górniczych stanowią wyzwanie dla konstruktorów. Czas przeznaczony na fazę projektową nowej maszyny nierzadko zostaje ograniczony do minimum. Małoseryjna, a czasami jednostkowa produkcja skutkuje koniecznością częstego projektowania i wytwarzania egzemplarzy handlowych, które jednocześnie są prototypami. Jedynym i skutecznym rozwiązaniem jest zastosowanie dostępnych programów CAD i CAE, umożliwiających cyfrowe prototypowanie. Ich wykorzystanie pozwala na stworzenie kompletnej maszyny w środowisku wirtualnym. Model wirtualny poddawany jest testom, które mają na celu eliminowanie kolizji, optymalizację konstrukcji, jak również pozyskanie wielu informacji związanych obciążeniem, kinematyką, dynamiką, statecznością czy zapotrzebowaniem na moc. Prototypowanie cyfrowe pozwala uniknąć większości błędów, których wykrycie i usuwanie na obiekcie rzeczywistym jest czasochłonne i kosztowne. W artykule przedstawiono przykłady zastosowania szeroko rozumianego wspomagania komputerowego do projektowania samojezdnych maszyn górniczych produkcji Minę Master. Pokazano efekty zastosowania modelowania, analiz wytrzymałościowych MES, symulacji statycznych i dynamicznych, modelowania układów napędowych. Omówiono również stosowane metody walidacji modeli komputerowych oraz weryfikacji parametrów gotowych maszyn.

EN

The changing requirements and needs of users as well as the demand for new mining machinery solutions pose a challenge for designers. Time spent on the design phase of a new machine is often reduced to a minimum. Small lot production and sometimes single piece production entails the necessity to frequently design and manufacture commercial copies, which are also prototypes. The only effective solution is to apply available CAD and CAE programs enabling digital prototyping. Their use allows for making a complete machine in a virtual environment. The virtual model is subjected to tests aimed at eliminating collisions, optimizing the construction as well as obtaining a lot of information concerning the load, kinematics, dynamics, stability and power demand. Digital prototyping enables avoiding the majority of errors whose detection and elimination in a real object is time-consuming and expensive. The article presents examples of the application of broadly understood computer aided designing of self-propelled mining machines, produced by Mine Master. The effects of applying the modelling, FEM strength analysis, static and dynamic simulations, modelling of drive systems have been demonstrated. The methods used to validate computer models and verify the parameters of finished machines have also been discussed.

Słowa kluczowe

PL

prototypowanie cyfrowe; samojezdne maszyny górnicze; maszyny górnicze; program CAD; wspomaganie komputerowe

EN

digital prototyping; self-propelled mining machines; mining machinery; CAD program; computer support

• Wydawca: Wydawnictwo HMR-TRANS Sp. z o.o.
• Czasopismo: Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze
• Rocznik: 2020
• Tom: Nr 4
• Strony: 59--66
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Bołoz Łukasz

• AGH w Krakowie

autor

Ostapów Lesław

• Mine Master Sp. z o.o.

Bibliografia

• [1] Bołoz Ł.: Digital Prototyping on the Example of Selected Self-Propelled Mining Machines, Multidisciplinary Aspects of Production Engineering, 3(1), 2020, s. 172-183.
• [2] Bołoz Ł., Castañeda Leonel F.: Computer-aided support for the rapid creation of parametric models of milling units for longwall shearers, Management Systems in Production Engineering, 26(4), 2018, s. 193-199.
• [3] Bołoz Ł., Mendyka P.: Koncepcje wozów samojezdnych do zabezpieczania stropów wyrobisk korytarzowych obudową powierzchniową, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, 2(2018), s. 42-46.
• [4] Bołoz Ł., Ostapów L.: Samojezdny wóz kotwiący ze zintegrowanym układem do zabudowy obudowy powierzchniowej, Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze, nr 3(37), 2017, s. 47-51.
• [5] Derlukiewicz D., Karliński J.: Static and dynamic analysis of telescopic boom of self-propelled tunneling machine, Journal of Theoretical and Applied Mechanics, 50(1), 2012, s. 47-59.
• [6] Działak P., Karliński J., Rusiński E.: Method of operator safety assessment for underground mobile mining equipment. E3S Web Conf. XVIIth Conference of PhD Students and Young Scientists, 29, 2018.
• [7] Gospodarczyk P., Kotwica K., Mendyka P., Stopka G., Bołoz Ł.: The design and analysis of drilling and bolting rigs for narrow vein exploitation, Exploration and mining, mineral processing. International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM, Sofia, vol. 2, 2016, s. 881-888.
• [8] Karkula M.: Selected aspects of simulation modelling of internal transport processes performed at logistics facilities, Archives of Transport, 30(2), 2014, s. 43-56.
• [9] Kotwica K., Stopka G.: Drive simulation tests for electric drilling rig. New Trends in Production Engineering, 2(1), 2019, S. 96-103.
• [10] Szurlej T., Ostapów L., Mendyka P.: Functional structure of battery drive for self-propelled mining rig usedin room-pillar ore exploitation system, New Trends in Production Engineering, 2(1), 2019, s. 112-120.
• [11] Wang S.H., Melendez S., Tsai C.S., Wu C.W.: Parametric Design and Design Associability in 3D CAD, Advanced Manufacture: Focusing on New and Emerging Technologies, vol. 594, 2008, s. 461-468.
• [12] Zhang A.S.J.: Teaching computer aided product design with aesthetic considerations, Proceedings of the ASME International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference 2005, vol. 3, s. 581-584.

Uwagi

Projekt finansowany z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (POIR.01.01.01-00-D011/16)

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).