Optymalizacja cech konstrukcyjnych mechatronicznych układów napędowych maszyn górniczych

• Autorzy: Świtoński E. , Chuchnowski W.

Warianty tytułu

EN

Optimization of design features of mechatronic drive systems of mining machines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono metodę optymalnego kształtowania cech konstrukcyjnych mechatronicznych układów napędowych maszyn górniczych w aspekcie trwałości i niezawodności. Omówiono zagadnienia komputerowej analizy niezawodności konstrukcji połączonej z metodą elementów skończonych. Przedstawiono zagadnienia modelowania mechatronicznych układów napędowych z uwzględnieniem przekładni zębatej oraz silnika asynchronicznego. W przedstawionym modelu dynamicznym uwzględniono zjawiska nieliniowe: zmienną sztywność zazębienia oraz luzy międzyzębne. Badania optymalizacyjne przeprowadzono z wykorzystaniem modeli matematycznych układu napędowego. Jako funkcję celu przyjęto minimalizację wartości maksymalnych naprężeń stykowych i u podstawy zęba. W procesie optymalizacji został wykorzystany algorytm optymalizacji rojem cząstek (PSO - Particle Swarm Optimization).

EN

A method of optimal creation of design features of mechatronic drive systems of mining machines in the aspect of durability and reliability was presented in the paper. The problems of computer analysis of reliability of design combined with the Finite Elements Method were discussed. The issues of modelling of mechatronic drive systems, including toothed gear and asynchronous motor, were presented. Non-linear phenomena: variable toothing stiffness and tooth clearances were taken into account in a presented dynamic model. Optimization tests were conducted with the use of mathematical models of drive system. Minimization of values of maximal contact stresses and stresses at tooth's base were accepted as an objective function. An algorithm of Particle Swarm Optimization (PSO) was used in the optimization process.

Słowa kluczowe

PL

mechatroniczne układy napędowe; maszyny górnicze

EN

mechatronic drive systems; mining machines

• Wydawca: Instytut Techniki Górniczej KOMAG
• Czasopismo: Maszyny Górnicze
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 26, nr 4
• Strony: 23--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Świtoński E.

• Politechnika Śląska

autor

Chuchnowski W.

• Instytut Techniki Górniczej KOMAG

Bibliografia

• 1. Bachorz P.: Minimalizacja drgań elektromechanicznych układów napędowych. Rozprawa doktorska. Politechnika Śląska, Gliwice 2003.
• 2. Foryś P.: Nowy algorytm optymalizacji rojem cząstek i jego zastosowanie w kształtowaniu elementów konstrukcji. Rozprawa doktorska. Politechnika Krakowska, Kraków 2007.
• 3. Mężyk A.: Dynamika elektromechanicznych układów napędowych. Rozprawa doktorska, Gliwice 1994.
• 4. Mężyk A.: Optymalizacja własności dynamicznych układów napędowych maszyn. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Mechanika, z. 139, Gliwice 2002.
• 5. Petzold L. R.: A description of DASSL: A differential-algebraic system solver. Scientific Computing, pp. 65-68, Amsterdam, 1983.
• 6. Płonka R., Pawlus A.: Kombajny z elektrycznymi napędami posuwu produkcji Fabryki Maszyn FAMUR S.A. w wysoko wydajnych kompleksach ścianowych. Międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna KOMTECH, Szczyrk 1999
• 7. PN-ISO 6336-2:2000: Przekładnie zębate walcowe. Obliczenie nośności kół. Wytrzymałość zęba na zmęczenie stykowe (pitting):
• 8. PN-ISO 6336-3:2001: Przekładnie zębate walcowe. Obliczenie nośności kół. Wytrzymałość zęba na zginanie.
• 9. Świtoński E., Mężyk A., Rak Z.: Dynamika maszyn górniczych z uwzględnieniem zjawisk elektromechanicznych. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 9-10, Katowice 1991.
• 10. Świtoński E:, Mężyk A., Tejszerska D.: Analiza wpływu rozmieszczenia noży organu urabiającego na drgania skrętne układu napędowego CMG KOMAG, Gliwice 1999.