Structural and material analysis of an innovative mixer drum with a capacity of 12 m³

• Autorzy: Bernaczek Jacek , Fudali Paweł , Kalandyk Anita , Koperski Mateusz , Nagnajewicz Marek

Identyfikatory

DOI

10.17814/mechanik.2023.5-6.12

Warianty tytułu

PL

Analiza konstrukcyjno-materiałowa innowacyjnego bębna mieszalnika o pojemności 12 m³

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A structural and material analysis of individual elements of the mixing-unloading spiral and shell segments of the innovative mixer drum of the hydraulic truck concrete mixer with a capacity of 12 m³ was developed. A complex CAD design process of individual elements in terms of the developed manufacturing technology was carried out. The construction of the mixer components was verified in the 3D-CAD system and a numerical analysis of stress distribution using the finite element method (FEM) was carried out for key segments of the spiral, which directly determines the implementation of the correct and efficient concrete mixing process. The research resulted in the development of comprehensive technical documentation of the original mixer structure, including executive drawings of the components along with a description of the manufacturing technology and the choice of the initial material-steel with increased abrasion resistance. The results of the completed research process were used in the next stage of research, i.e. bench tests of the innovative design of the 12 m³ mixer drum.

PL

Opracowano analizę konstrukcyjno-materiałową elementów spirali mieszająco-rozładowującej i segmentów płaszcza innowacyjnego bębna mieszalnika hydraulicznej betonomieszarki samochodowej o pojemności 12 m³. Przeprowadzono złożony proces projektowania CAD poszczególnych przedmiotowych elementów w aspekcie opracowanej technologii wytwarzania. Konstrukcję członów składowych mieszalnika poddano weryfikacji w systemie 3D-CAD oraz przeprowadzono analizę numeryczną rozkładu naprężeń metodą elementów skończonych MES dla kluczowych segmentów spirali, która bezpośrednio warunkuje realizację poprawnego i wydajnego procesu mieszania masy betonowej. Badania pozwoliły na opracowanie kompleksowej dokumentacji technicznej autorskiej konstrukcji mieszalnika, obejmującej rysunki wykonawcze elementów składowych wraz z opisem technologii wytwarzania oraz wyborem materiału wstępnego - stali o zwiększonej wytrzymałości na ścieranie. Wyniki zrealizowanego procesu badawczego zostały wykorzystane na kolejnym etapie badań, tj. w testach stanowiskowych innowacyjnej konstrukcji bębna mieszalnika o pojemności 12 m³.

Słowa kluczowe

EN

mixer drum; mixing and unloading spiral; hydraulic truck concrete mixer; CAD construction; FEM analysis; technical documentation

PL

bęben mieszalnika; spirala mieszająco-rozładowująca; hydrauliczna betonomieszarka samochodowa; konstrukcja CAD; analiza MES; dokumentacja techniczna

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Mechanik
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 96, nr 5-6
• Strony: 56--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bernaczek Jacek

• Katedra Konstrukcji Maszyn, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Rzeszów, Polska

• https://orcid.org/0000-0002-8942-092X

autor

Fudali Paweł

• Katedra Konstrukcji Maszyn, Wydział Budowy Maszyn i Lotnictwa, Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza, Rzeszów, Polska

• https://orcid.org/0000-0002-1976-0902

autor

Kalandyk Anita

• INA Sp. z o.o., Rzeszów, Polska

autor

Koperski Mateusz

• INA Sp. z o.o., Rzeszów, Polska

autor

Nagnajewicz Marek

• INA Sp. z o.o., Rzeszów, Polska

Bibliografia

• [1] Bielski J. „Inżynierskie zastosowania systemu MES”. Kraków: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej (2013).
• [2] Blicharski M. „Inżynieria materiałowa stali”. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN (2019).
• [3] Bogucki W., Żyburtowicz M. „Tablice do projektowania konstrukcji metalowych”. Warszawa: Arkady (2006).
• [4] Dietrich M. „Podstawy konstrukcji maszyn”. T. 2. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, wydanie: 3 (2019).
• [5] Domański J. „SolidWorks Simulation 2020: statyczna analiza wytrzymałościowa”. Gliwice: Helion (2020).
• [6] Dziurski A., Mazanek E., Kania L. „Przykłady obliczeń z podstaw konstrukcji maszyn”. T. 1: „Połączenia, sprężyny, zawory, wały maszynowe”. Warszawa: WNT (2015).
• [7] Feld M. „Podstawy projektowania procesów technologicznych typowych części maszyn”. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN (2018).
• [8] Mustapha K.B. „Practical Finite Element Simulations with SOLIDWORKS 2022”. Packt Publishing (2022).
• [9] Skrzypek S.J., Przybyłowicz K. „Inżynieria metali i technologie materiałowe”. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN (2019).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).