The machining accuracy of CNC machine tools is significantly affected by the thermal deformation of the feed system. The ball screw feed system is extensively used as a transmission component in precise CNC machine tools, responsible for converting rotational motion into linear motion or converting torque into repetitive axial force. This study presents a multi-physical coupling analysis model for the ball screw feed system, considering internal thermal generation, intending to reduce the influence of screw-induced thermal deformation on machining accuracy. This model utilizes the Fourier thermal conduction law and the principle of energy conservation. By performing calculations, the thermal source and thermal transfer coefficient of the ball screw feed system are determined. Moreover, the thermal characteristics of the ball screw feed system are effectively analyzed through the utilization of finite element analysis. To validate the proposed analysis model for the ball screw feed system, a dedicated test platform is designed and constructed specifically to investigate the thermal characteristics of the ball screw feed system in CNC machine tools. By selecting specific CNC machine tools as the subjects of investigation, a comprehensive study is conducted on the thermal characteristics of the ball screw feed system. The analysis entails evaluating parameters like temperature field distribution, thermal deformation, thermal stress, and thermal equilibrium state of the ball screw feed system. By comparing the simulation results from the analysis model with the experimental test results, the study yields the following findings: The maximum absolute error between the simulated and experimental temperatures at each measuring point of the feed system components is 2.4◦C, with a maximum relative error of 8.7%. The maximum absolute error between the simulated and experimental temperatures at the measuring point on the lead screw is 2.0◦C, with a maximum relative error of 6.8%. The thermal characteristics obtained from the steady-state thermal analysis model of the feed system exhibit a prominent level of agreement with the experimental results. The research outcomes presented in this paper provide valuable insights for the development of ball screw feed systems and offer guidance for the thermal design of machine tools.
W artykule przedstawiono analizę różnych układów zasilania według standardu Tier. Dla hipotetycznego obiektu typu data center obliczono współczynniki niezawodności dla różnych układów zasilania standardu Tier (I, II, III, IV 2N oraz IV 2(N+1)). Wykonano analizę poziomu niezawodności w zależności od kosztów budowy poszczególnych układów zasilania. Przedstawiono ponadto uwagi i wnioski końcowe.
EN
The paper presents analysis of particular power supply systems according to the Tier standard. In the hypothetical data center structure reliability coefficient were calculated for particular power supply systems of the Tier standard (I, II, III, IV 2N and IV 2(N+1)). The analysis of reliability level depending on construction costs for particular power supply systems were executed. Moreover results analysis and final conclusions were described.
W artykule przedstawiono analizę różnych układów zasilania według standardu Tier. Obliczono zapotrzebowanie na moc w hipotetycznym obiekcie typu data center. Na podstawie zapotrzebowania na moc wybrano urządzenia do systemu zasilania gwarantowanego. Wykonano porównanie kosztów budowy poszczególnych układów zasilania. Przedstawiono ponadto uwagi i wnioski.
EN
The paper presents analysis of particular power supply systems according to Tier standard, Total reguired power for hypothetical data center structure were calculated. On the basis of reguired power devices were chosen for uninterruptible power supply system. The comparison of construction costs for particular power supply systems were made. Conclusions and remarks have been formulated.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Ball screws are used in the feed systems of the Numerical Control (NC) machines tools working with constantly higher cutting speed. When the speed of the balls reaches certain level, the repetitive shocks (impact forces) generated by the balls in the "transient" phase of the balls' motion increases vibration and noise. The frequency of impact forces should not be equal to the resonance frequency of driving system. Otherwise it could cause an incorrect work of the system, even could damage the ball screw mechanism. Digital simulation of these forces for definite screw and ball diameters in function of rotational speed has been investigated. The feed system resonance frequency for variable payload masses, balls diameters and the ball screw shafts length has been examined.
Współczesne tłokowe silniki spalinowe o zapłonie samoczynnym charakteryzują się parametrami pracy porównywalnymi z parametrami silników o zapłonie wymuszonym, przy mniejszym zużyciu paliwa. Są one obecnie powszechnie stosowane do napędu samochodów osobowych, również tych najmniejszych. Są to silniki o małych objętościach skokowych, dużych wartościach mocy efektywnej i momentu obrotowego, mniejszej hałaśliwości, mniejszych wymiarach gabarytowych i masach w porównaniu z silnikami starszych generacji. Postęp w obecnie stosowanych silnikach o zapłonie samoczynnym był możliwy przede wszystkim dzięki zastosowaniu w nich nowoczesnych, sterowanych elektronicznie układów zasilania z pompowtryskiwaczami lub układami common rail z wieloetapowym wtryskiem paliwa oraz wydajnymi systemami doładowania. W artykule przedstawiono wybrane wyniki wstępnych badań nowoczesnego silnika o zapłonie samoczynnym 1.3 Multijet z wieloetapowym wtryskiem paliwa produkowanego w Polsce przez Firmę Fiat-GM Powertrain Polska. Badania przeprowadzono na stanowisku hamownianym zbudowanym w Laboratorium Silników Cieplnych Politechniki Świętokrzyskiej. W ramach badań wyznaczono wskaźniki ekonomiczno-energetyczne i ekologiczne silnika, przy jego pracy według zewnętrznej charakterystyki prędkościowej.
EN
Modern piston compression-ignition internal combustion engines have parameters that are comparable with those of positive ignition engines, yet at lower fuel consumption. They are widely used to drive passenger cars, also those smallest ones. When compared with older generation engines, they demonstrate high swept volume, high values of effective power and torque, reduced noise, reduced overall dimensions and weight. Advances in presently used compression-ignition engines could be made mainly due to the application of modern electronically controlled fuel system with pump-line injectors or common rail systems with multipoint fuel injection and efficient turbocharging.The paper presents the results of introductory investigations into modern compression-ignition 1.3 Multijet engine with multi-point fuel injection. The engine is manufactured in Poland by Fiat-GM Powertrain, Poland. The investigations were conducted at the engine test house constructed in the Heat Engines Laboratory at the Kielce University of Technology. They covered the engine parameters as regards economy, energy and the environment while the engine operated in the external speed regime.
W artykule zaproponowano wytyczne odnośnie do wpływu promieni zaokrągleń pomiędzy przewężką a kanałem zasilającym oraz pomiędzy rozgałęzieniami kanałów zasilających. Podano również konstrukcyjne zalecenia ich doboru, uwzględniające warunek minimalizacji obciążenia formy. Scharakteryzowano wpływ przewężki na obciążenie formy oraz zaproponowano jej zalecane wymiary. Zbiór tych zaleceń został ustalony za pomocą symulacji numerycznej z wykorzystaniem programu Moldflow.
EN
Instructions concerning influence of radiuses of rounding between pinpoint gate and delivery channel and between branching of delivery channels were proposed in the paper. There were also given designing recommendations concerning delivery channels selection considered minimal loading of the mould. There was characterized influence of pinpoint gate on mould loading and recommended dimensions of the gate were given.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Rozwój najnowszych technologi, rosnące ceny surowców energetycznych oraz coraz większa świadomość ekologiczna społeczeństwa stymulują rozwój coraz to nowych, przyjaznych środowisku układów zasilania i napędu. Nikogo nie dziwią już panele słoneczne umieszczone na budynkach mieszkalnych. Dzięki nim można podgrzewać wodę i zaspokoić potrzeby energetyczne mieszkańców.