Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

System wspomagania oceny stateczności przegubowych wozów wiercących

Bołoz Łukasz

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2023

|

Vol. 12, iss. 2

9--27

PL

Samojezdne maszyny górnicze takie jak kołowo-oponowe wozy wiercące charakteryzują się budową przegubową oraz wyposażone są w wysięgniki z organami roboczymi wysuniętymi daleko poza obrys podwozia. Taka konstrukcja powoduje, że maszyny te są podatne na utratę stateczności. Stąd też konieczne jest analizowanie rozkładu mas oraz ich szeroko pojętej stateczności podczas całego procesu projektowania, przy uwzględnienie wielu czynników wynikających ze sposoby i warunków ich pracy. Jednak brak jest odpowiednich modeli obliczeniowych pozwalających na przeprowadzenie badań analitycznych dla maszyn o takiej konstrukcji. W artykule przedstawiono autorski system wspomagający szybką ocenę stateczności jedno i dwuwysięgnikowych wozów wiercących. Model pozwala na przeprowadzenie analiz bez konieczności rozwiązywania równań różniczkowych występujących w modelach dynamicznych oraz bez stosowania badań modelowych za pomocą narzędzi CAD/CAE. Opracowany model obliczeniowy został zweryfikowany przez porównanie uzyskanych wyników z wynikami z pełnego modelu dynamicznego, z wynikami badań modelowych przeprowadzonych w programie CAD/CAE oraz z wynikami badań empirycznych nacisków kół i podpór na podłoże dla wybranego wozu wiercącego. Na podstawie weryfikacji i walidacji tego modelu stwierdzono jego pełną poprawność oraz przydatność. Model został wykorzystany do opracowania praktycznego i łatwego w obsłudze arkusza obliczeniowego. Następnie przeprowadzono badania analityczne stateczności wybranego wozu wiercącego. Model obliczeniowy jak i arkusz kalkulacyjny stanowią podręczne narzędzie wykorzystywane podczas procesu projektowania przez jedną z polskich firm produkujących wozy wiercące.

EN

Underground mining machines, such as wheel-tyre drilling rigs, are articulated and equipped with booms that project far beyond the undercarriage. Such a structure makes these machines prone to lose stability. Hence, it is necessary to analyse the distribution of masses and geometry as well as their broadly understood stability during the entire design process, taking into account many factors resulting from the manner and conditions of their operation. However, there are no ap-propriate computational models that would enable carrying out analytical tests for machines with this kind of construction. The article presents the author's support system which allows a quick assessment of the stability of single- and twin-boom drilling rigs. The model makes it possible to perform analyses without having to solve differential equations present in dynamic models or using model studies based on CAD/CAE tools. The developed computational model was verified by comparing the obtained results with the results of the full dynamic model, the results of model tests carried out in the CAD/CAE program and the results of empirical tests of wheel and jack pressures on the ground for the selected drilling rig. Based on the verification and validation of this model, it was found to be fully correct and useful. The model was used to prepare a practical and user-friendly calculation sheet. Next, analytical tests of the stability of the selected drilling rig were carried out. The computational model and the spreadsheet provide handy tools used during the design process by one of the Polish companies producing drilling rigs.

2

Influence of the drill bit tip geometry on the rotary drilling process performed with a hand-held hydraulic drill

Bołoz Łukasz

Production Engineering Archives

|

2023

|

Vol. 29, Iss. 3

304-310

EN

In the mining and construction industries, hand drills are used to carry out many processes related to excavation and auxiliary works. Hand drilling is commonly applied for making small diameter holes, especially in hard-to-reach places. In the case of manual drilling, an important parameter is drilling resistance, especially torque. Drilling tools are subject to wear, which has a negative impact on the process of drilling, including resistance and efficiency. A blunt tool lowers the drilling speed and puts more strain on the operator. The article presents the results of laboratory tests of selected parameters of the drilling process carried out with a hydraulic rotary drill. The tests were performed with the use of new drill bits as well as drills characterized by a various degree of wear. The tests were carried out for popular, frequently applied rotary drilling tools, on a unique laboratory stand that enabled setting the feed force and measuring the torque, rotational speed, drilling path, drilling speed as well as the in and out pressure of the drill. A number of characteristics were determined as a function of time and depth of the drilled hole. It was found that tool blunting affects the drilling process in various ways, whereas the intensity of this influence is determined by the type of blunting. The test results can pro-vide a basis for developing a criterion for replacing a drill bit with a new one.

3

Diagnostic methods and ways of testing the workability of coal - a review

Biały Witold, Bozek Pavol, Bołoz Łukasz

Production Engineering Archives

|

2023

|

Vol. 29, Iss. 4

401-412

EN

The need to classify rocks in terms of workability stems primarily from the need to choose the appropriate, most effective diagnostic method (DM) and way of mining the given rock. Studying and measuring the workability of rocks is extremely difficult due to the fact that workability depends on many various factors. There are many DM for determining the workability of rocks, but none of them take into account the influence of all factors, hence the obtained results are only indicative. In the article, many DM and ways of determining the cutting resistance with the use of various devices are presented and characterized. The principles of their operations are presented, as well as the DM of measuring the cutting resistance and its utilitarian usefulness in forecasting the selection of mining machines on the basis of cutting for specific mining and geological conditions. The core of the problem is confirmed by the number of covered DM and tools in various research centers around the world. In the article, new tools measuring and evaluating the mechanical properties of the coal solid, all created in Poland, are presented. Their structure, principles of their operation, as well as the innovation of these solutions, are all presented. In this article, their ad-vantages and disadvantages are highlighted, as well as showing the DM which best represents the way of work of the winning machine. Therefore, the results achieved through the aforementioned DM can be understood as representative values.

4

Lightweight LHD BEV loader with an individual drive for each wheel

Korski Wojciech, Horak Wojciech, Bołoz Łukasz, Niestrój Roman, Kozłowski Artur

Management Systems in Production Engineering

|

2023

|

nr 3 (31)

281--289

EN

The paper is devoted to the construction and design solutions of the power supply and drive systems of a prototype, lightweight LHD (Load-Haul-Dump) loader with an innovative "in-wheel drive" transmission system. The loader is a Battery Electric Vehicle (BEV) with replaceable energy storage. It is intended for use in underground mines with no explosion hazard, especially in metal ore mines. The developed model contains four independent, electric drive systems installed in the road wheels. The paper presents the results of simulation tests, which enabled estimating the required driving power and electricity demand in various regimes and working conditions of the loader. The results of the calculations were used to determine the parameters of the drive system components and the battery capacity. Challenges and problems faced by constructors of BEV LHD loaders with an in-wheel drive have been pointed out.

5

Failure rate of longwall system machines by the type of failure – case study

Bołoz Łukasz, Rak Zbigniew, Stasica Jerzy

Archives of Mining Sciences

|

2023

|

Vol. 68, no. 3

457--473

EN

Deposits in the form of seams are most often exploited by means of mechanised longwall systems. Hard coal seams of various thicknesses are mined by plowing and shearer complexes. Both solutions are commonly used in Polish and global mining. Mechanised longwall systems consist of many machines, the most important of which are the mining machine, powered support, armoured face conveyor and beam stage loader. The article is concerned with the failure frequency of longwalls equipped with plow and shearer longwall systems in one of the Polish hard coal mines. The analysis covers a period of 13 months of the mine’s operation, during which 2,589 failures were recorded. It was carried out for all longwalls exploited in that period, i.e. five plow and five shearer ones, operating in six different sections. In the analysed period, these longwalls worked for an average of 150 days, and a total of 1,484 days. The analysis takes into account the basic division of failures used in the mining branch, i.e. mining, electrical and mechanical failures. The plow and shearer complexes were analysed separately, taking into account the failure category for all devices. A comprehensive analysis of the failure rates has revealed that the failure rate of longwalls equipped with plow complexes is noticeably higher than that of shearer ones. Moreover, it has been demonstrated that mining failures are prevalent in the analysis of both the number of failures and the average duration of failures.

6

Ocena awaryjności kompleksów kombajnowych i strugowych

Bołoz Łukasz, Rak Zbigniew, Stasica Jerzy, Herezy Łukasz

Przegląd Górniczy

|

2022

|

T. 78, nr 4

18--29

PL

Zmechanizowane kompleksy strugowe i kombajnowe stosowane są do eksploatacji węgla kamiennego zalegającego w postaci pokładów o różnej miąższości. W zakresie pokładów cienkich i średnich kompleksy te stanowią rozwiązania konkurencyjne. Oba charakteryzują się pewnymi wadami i zaletami, które wynikają z ich konstrukcji i sposobu pracy, co zostało wykazane i przedstawione w wielu publikacjach. Jednak w zakresie porównania ich awaryjności brak jest odpowiednich wyników badań i analiz. Artykuł porusza zagadnienie awaryjności ścian wyposażonych w kompleksy ścianowe strugowe oraz kombajnowe, w kopalni węgla kamiennego LW Bogdanka. Analiza dotyczy okresu 13 miesięcy pracy kopalni, w którym zarejestrowano 2589 awarii. Analizę przeprowadzono dla wszystkich eksploatowanych w tym okresie ścian, czyli pięciu strugowych i pięciu kombajnowych, pracujących w sześciu różnych oddziałach. W analizowanym okresie ściany te pracowały łącznie przez 1484 dni. Analiza stanowi unikatowy materiał dotyczący awaryjności maszyn. Przeanalizowano niezależnie jedno i drugie rozwiązanie oraz dokonano porównania i szczegółowej analizy. Kompleksowa analiza wykazała, że awaryjność ścian wyposażonych w kompleksy strugowe jest zauważalnie wyższa od kombajnowych. Wynik analizy zaprzecza dotychczasowej opinii na temat awaryjności kompleksów strugowych i kombajnowych. Wniosek końcowy został bardzo dobrze uargumentowany i poparty twardymi danymi.

EN

Mechanised plow and shearer systems are used in the exploitation of hard coal deposites in the form of seams of various thickness. With regard to thin and medium seams, these complexes are competitive solutions. Both have certain advantages and disadvantages resulting from their design and method of operation, which has been demonstrated and presented in many publications. However, in terms of their failure rate comparison, there are no relevant research and analysis results. The article is concerned with the failure frequency of longwalls equipped with plow and shearer systems in the LW Bogdanka coal mine. The analysis covers a period of 13 months of the mine’s operation, during which 2,589 failures were recorded. The analysis was conducted for all longwalls exploited in this period, i.e. five plow and five shearer systems working in six different blocks. In the analysed period, these longwalls worked for a total of 1,484 days. The analysis is a unique material regarding the failure rate of machines. Both solutions were analysed independently and subjected to detailed comparison. A comprehensive analysis has revealed that the failure rate of longwalls equipped with plow systems is noticeably higher than that of shearer ones. The analysis results contradict the previous opinion on the failure frequency of plow and shearer systems. The final conclusion has been very well argued and supported by hard data.

7

Samojezdny wóz kotwiący zasilany bateryjnie, przeznaczony do warunków kopalni miedzi KGHM Polska Miedź S.A

Bołoz Łukasz, Sarecki Łukasz, Ostapów Lesław

Napędy i Sterowanie

|

2022

|

R. 24, nr 7/8

58--62

PL

W kopalni miedzi KGHM Polska Miedź SA eksploatacja złóż odbywa się w coraz trudniejszych warunkach pracy wynikających z większej głębokości. Wychodząc naprzeciw potrzebom kopalni KGHM oraz wpisując się w światowe trendy rozwoju maszyn górniczych, firma Mine Master przy współpracy z AGH w Krakowie, Łukasiewicz-EMAG i Politechniką Wrocławską opracowała i wdrożyła wóz kotwiący zasilany bateryjnie, przeznaczony do warunków KGHM. Artykuł przedstawia podstawowe informacje techniczne dotyczące wozu Roof Master 1,8KE oraz wyniki prób ruchowych przeprowadzonych na głębokości 850 m. Przeprowadzone badania wykazały, że maszyna pozwala na przejechanie 13 km na jednym ładowaniu. Ładowanie baterii od 20% do 70% trwa 2,5 godziny, a do 100% 2–3 godziny. Natomiast zabudowa jednej kotwy pochłania około 3,0% baterii.

8

Use of the iLogic Autodesk Inventor tool in the process of designing self-propelled drilling rigs

Bołoz Łukasz

Mining Machines

|

2022

|

vol. 40, iss. 3

158--172

EN

In the article, a practical example of using the Autodesk Inventor Professional iLogic tool for designing self-propelled drilling rigs has been presented. Self-propelled drilling rigs are advanced mining machines with a complex structure. At the design stage, most of the structural changes affect the stability, manoeuvrability and coverage area of the machine. Working on detailed machine models is timeconsuming and unnecessary in the initial phase of the project. Therefore, a parametric 3D model of a two-boom drilling rig has been developed. It enables a quick analysis of selected machine properties depending on a number of significant parameters. The most important dimensions, masses and centres of gravity of each subassembly are entered by transparent editing windows. Next, model tests are carried out taking into account the pass through a face end of a given width as well as the coverage area of a face with specific dimensions. At each stage of model tests, the location of the machine's centre of gravity against the stability triangle background is analysed. In addition, the model allows entering the longitudinal and transverse angles of inclination of the working as well as determining the distance of the centre of gravity from the tipping edge. The model is a practical tool that makes it possible to easily determine the inner and outer turning radius as well as the working area of the machine while constantly controlling its stability. Due to the use of simplified geometry of subassemblies, the changes in parameters result in an instantaneous change of the model and allow a quick analysis of their impact.

9

Assessment of the stability of bev lhd loader

Bołoz Łukasz, Kozłowski Artur, Horak Wojciech

Management Systems in Production Engineering

|

2022

|

nr 4 (30)

377--387

EN

The article concerns the computational model for analysing the stability of the BEV LHD loader. Works were carried out to develop an innovative, light battery-powered loader, which was the subject of an R&D project implemented in cooperation with Bumech S. A. Compared to the existing solutions of loaders with similar load capacity, this one is distinguished by the use of an individual electric drive in each wheel and a replaceable battery. A physical and mathematical model was developed taking into account the specificity of the BEV LHD loader. In the model, the masses of the battery, individual drives, the platform and excavated material are taken into account separately. The developed model allows determining the loader wheel pressure on the floor, depending on the location of its components’ centres of gravity, the turning angle of the machine, the amount of excavated material in the bucket and the position of the bucket. The input parameters also include the longitudinal and transverse excavation slope angles. In addition, the model enables determining the inner and outer turning radius of the loader. To verify the theoretical model, dynamic simulation tests were carried out. The results of simulation analyses confirmed the correctness of the developed theoretical model. The model was used to prepare a calculation sheet for analysing the stability on the basis of the adopted parameters. In the article, selected results of the conducted stability analyses have been presented, along with the proposed parameters ensuring the loader’s stability. The developed theoretical model enables a quick assessment of the loader’s stability, which, due to a number of innovative solutions, differs from existing designs. The structure of the loader at the design stage is subject to numerous modifications, which affect the distribution of the centres of gravity of individual components. The developed model of the loader is a useful, parameterized tool that allows assessing the stability and the values of the turning radii of the machine.

10

Wyniki badań własności mechanicznych skał w aspekcie metody urabiania

Bołoz Łukasz

Przegląd Górniczy

|

2021

|

T. 77, nr 1-3

38--47

PL

W artykule przedstawiono tematykę związaną z często pomijanym wpływem kierunku urabiania na generowane opory urabiania skał. Na etapie prac związanych z rozpoznaniem złoża lub doborem sposobu eksploatacji przeprowadzane są badania określające własności mechaniczne calizny. Najczęściej przeprowadza się badania wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie oraz czasami urabialności skał. Bardzo często wyniki tych badań silnie zależą od kierunku ich realizacji. Ponadto w zależności od sposobu urabiania (frezowanie, struganie, wiercenie) oraz miejsca pobierania próbek (ocios ściany, czoło lub ocios chodnika) kierunek skrawania zazwyczaj nie jest zgodny z kierunkiem realizacji badań. W artykule zwrócono uwagę na występujące w praktyce kierunki skrawania oraz przedstawiono, opracowane w tym celu dla górnictwa podziemnego, zalecenia dotyczące kierunku prowadzenia badań w celu prawidłowego określenia własności calizny. Zaprezentowano również autorskie wyniki badań węgla kamiennego, soli kamiennej oraz piaskowców, łupków i dolomitów, przeprowadzonych w trzech prostopadłych kierunkach. Ponadto dokonano przeglądu literatury w tym aspekcie, prezentując wybrane badania. Wyniki badań potwierdzają występowanie kilkukrotnych, czasami prawie pięciokrotnych, różnic wartości własności mechanicznych w zależności od kierunku obciążania. Wiedza dotycząca planowanego kierunku skrawania oraz kierunku realizacji badań jest warunkiem koniecznym prawidłowej interpretacji wyników i doboru techniki urabiania, rodzaju narzędzi, parametrów procesu oraz spodziewanej efektywności i energochłonności.

EN

The paper is concerned with the influence of cutting direction on rock cutting resistance, which is a frequently neglected issue. Investigations into the mechanical properties of unmined rock are carried out at the stage of works involving deposit identification or mining method selection. The most frequently performed tests include uniaxial compressive strength and, sometimes, mineability of the unmined rock. The results of these tests are strongly correlated with the direction in which they have been carried out. Additionally, depending on the method of mining (cutting, planning, drilling) and the site of sampling (sidewall, face), the direction of cutting is usually inconsistent with the direction of testing. In the article, the author has drawn attention to the commonly applied directions of cutting and presented recommendations on the direction of testing to be followed in underground mining plants in order to properly determine the unmined rock properties. The results of author’s research into hard coal mine, rock salt and sandstones, shales and dolomites, conducted in three perpendicular directions have also been quoted. Furthermore, the subject literature in this field has been reviewed and selected investigations presented. The research results confirm that depending on the cutting direction, there may be considerable, even fivefold differences in the value of mechanical properties. Knowing the planned cutting direction and the direction of testing is a necessary condition for interpreting the results in a proper way, choosing a suitable mining technique, the type of tools and process parameters, as well as achieving the projected efficiency and energy consumption.

11

Samojezdne maszyny górnicze zasilane bateryjnie

Kozłowski Artur, Bołoz Łukasz, Czajkowski Andrzej, Ostapów Lesław

Przegląd Górniczy

|

2021

|

T. 77, nr 10-12

44--53

PL

W przedmiotowym artykule przedstawiono dwie samojezdne elektryczne maszyny górnicze zasilane bateryjnie, przeznaczone do pracy w warunkach polskiej kopalni rud miedzi. Obecnie w górnictwie światowym obserwuje się rosnące zainteresowanie maszynami elektrycznymi zasilanymi bateryjnie, które zastępują rozwiązania napędzane silnikami spalinowymi. W wyniku współpracy firmy Mine Master, Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG oraz AGH w Krakowie zrealizowano szereg prac, które pozwoliły w rezultacie na wyprodukowanie dwóch zupełnie nowych maszyn. W celu opracowania wymagań i założeń do projektowanych układów napędowych z zasilaniem bateryjnym przeprowadzono badania dołowe istniejących maszyn spalinowych. Wykorzystując wyniki tych badań, opracowano układy zasilania oraz algorytmy sterowania, które zostały zweryfikowane w środowisku wirtualnym. Następnie opracowano i wykonano laboratoryjne stanowisko badawcze, na którym przeprowadzono walidację układów zasilania i algorytmów sterowania. Podczas badań sprawdzono wszystkie możliwe sytuacje, w których bateria jest rozładowywana w wyniku jazdy lub pracy oraz ładowana z sieci kopalnianej lub energią odzyskaną podczas hamowania. Na stanowisku badawczym zasymulowano również niepożądane sytuacje, jak wahania napięcia zasilana czy ograniczenie mocy ładowania. Uzyskano pozytywne wyniki testów. Finalnie układy zasilania wraz z algorytmami sterowania zostały zaimplementowane i sprawdzone w wyprodukowanych maszynach bateryjnych, podczas prób ruchowych.

EN

This article discusses the work which resulted in the development of two battery-powered self-propelled electric mining machines intended for operation in the conditions of a Polish copper ore mine. Currently, the global mining industry is seeing a growing interest in battery-powered electric machines, which are replacing solutions powered by internal combustion engines. The cooperation of Mine Master, Łukasiewicz Research Network - Institute of Innovative Technologies EMAG and AGH University of Science and Technology allowed carrying out a number of works which resulted in the production of two completely new machines. In order to develop the requirements and assumptions for the designed battery-powered propulsion systems, underground tests of the existing combustion machines were carried out. Based on the results of these tests, power supply systems and control algorithms were developed and verified in a virtual environment. Next, a laboratory test stand for validating power supply systems and control algorithms was developed and constructed. The tests were aimed at checking all possible situations in which the battery gets discharged as a result of the machine’s ride or operation, and when it is charged from the mine’s mains or with energy recovered during braking. Simulations of undesirable situations, such as fluctuations in the supply voltage or charging power limitation, were also carried out at the test stand. Positive test results were obtained. Finally, the power supply systems along with control algorithms were implemented and tested in the produced battery-powered machines during operational trials. The power systems and control algorithms are universal enough to be implemented in two different types of machines.

12

Układy zasilania i algorytmy sterowania elektrycznych podziemnych maszyn górniczych zasilanych bateryjnie

Kozłowski Artur, Bołoz Łukasz, Szurlej Tomasz

Napędy i Sterowanie

|

2021

|

R. 23, nr 7/8

58--65

PL

W przedmiotowym artykule omówiono prace, w wyniku których powstały dwie samojezdne elektryczne maszyny górnicze zasilane bateryjnie, przeznaczone do pracy w warunkach polskiej kopalni rud miedzi. Obecnie w górnictwie światowym obserwuje się rosnące zainteresowanie maszynami elektrycznymi zasilanymi bateryjnie, które zastępują rozwiązania napędzane silnikami spalinowymi. W wyniku współpracy firmy Mine Master, Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Technik Innowacyjnych EMAG oraz AGH w Krakowie zrealizowano szereg prac, które pozwoliły w rezultacie na wyprodukowanie dwóch zupełnie nowych maszyn. W celu opracowania wymagań i założeń do projektowanych układów napędowych z zasilaniem bateryjnym przeprowadzono badania dołowe istniejących maszyn spalinowych. Wykorzystując wyniki tych badań, opracowano układy zasilania oraz algorytmy sterowania, które zostały zweryfikowane w środowisku wirtualnym, a następnie na stanowisku badawczym. Algorytmy pozwalają na sterowanie maszynami podczas ładowania i rozładowywania baterii, w trybie pracy oraz jazdy, a także uwzględniają odzysk energii hamowania. Algorytmy uwzględniają również niepożądane sytuacje, jak wahania napięcia zasilana czy ograniczenie mocy ładowania. Finalnie układy zasilania wraz z algorytmami sterowania zostały zaimplementowane i sprawdzone w wyprodukowanych maszynach bateryjnych podczas prób ruchowych.

13

Global Trends in the Development of Battery-Powered Underground Mining Machines

Bołoz Łukasz

Multidisciplinary Aspects of Production Engineering

|

2021

|

Vol. 4, Iss. 1

178--189

EN

The growing requirements and needs of users as well as a strong emphasis on pro-ecological solutions cause an increasing interest in battery-powered electric mining machines. Internal combustion machines consume oxygen, generate noise, fumes and heat, which affects work in underground mines, and minimizing these factors is expensive. Battery solutions allow achieving the same operational parameters of machines with significantly higher safety, comfort and work culture. The problem, however, is their range or working time. The article presents global trends in the development of battery-operated machines for underground mining. Various machines in battery-powered versions have been presented. The applied solutions have been discussed, especially in the field of battery replacement or recharging and braking energy recovery. Manufacturers around the world offer more and more battery-powered machines. Some producers are announcing complete replacement of combustion solutions with electric ones within the next few years. There are also hydrogen machines on the horizon, which will probably be the next step on the road to a zero-emission industry.

14

Prototypowanie cyfrowe na przykładzie wybranych samojezdnych maszyn górniczych

Bołoz Łukasz, Ostapów Lesław

Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze

|

2020

|

Nr 4

59--66

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.

15

Wdrożenie metody obliczeń statycznych i dynamicznych wybranych parametrów trakcyjnych kolejek podwieszonych w warunkach PG Silesia

Bołoz Łukasz, Ciepliński Zbigniew, Knapski Roman

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 10

1--11

PL

Z eksploatacją surowców nierozłącznie związany jest transport kopalniany. W ostatnich latach kolejki podwieszone (podwieszane) stosowane są coraz częściej, a zgodnie z rozporządzeniem Ministra Energii dokumentacja układu transportu kolejką podwieszoną musi uwzględniać obliczenia trakcyjne. Brak jest jednak szczegółowych wytycznych dotyczących obliczeń potwierdzających prawidłowy dobór środków transportowych, zwłaszcza w zakresie obciążenia pojedynczych odrzwi oraz sił dynamicznych. W rozporządzeniu Ministra Energii podanych jest jedynie kilka ogólnych wytycznych. W związku z tym opracowano metodę obliczeń statycznych i dynamicznych wybranych parametrów trakcyjnych kolejek podwieszonych w warunkach PG SILESIA. Metoda została opracowana w Katedrze Inżynierii Maszyn i Transportu AGH przy ścisłej współpracy z Działem Przygotowania Produkcji i Inwestycji PG SILESIA. W artykule przedstawiono krótko tę metodę obliczeń oraz zaprezentowano przykład jej wdrożenia dla wybranego wyrobiska. Metodę wdrożono w kwietniu 2020 roku i jest stosowana do przeprowadzenia obliczeń dla wszystkich wyrobisk. Do października 2020 roku została zastosowana do przygotowania dokumentacji obliczeniowej dla tras w kilkunastu wyrobiskach.

EN

The exploitation of raw materials is inextricably linked with mine transport. In recent years, the use of suspended monorails has become increasingly common, and according to the ordinance of the Minister of Energy, the documentation of the suspended monorail transport system must take into account traction calculations. However, there are no detailed guidelines for calculations confirming the correct selection of the means of transport, especially with regard to the load of individual frames and dynamic forces. The regulation of the Minister of Energy contains only a few general guidelines. Therefore, a method for making static and dynamic calculations of selected traction parameters of suspended monorails in the conditions of PG SILESIA has been developed at the Department of Machine Engineering and Transport of AGH in close cooperation with the Department of Investments and Production Preparation at PG SILESIA. The article briefly describes this calculation method and presents an example of its implementation for a selected excavation. The method was implemented in April 2020 and used to carry out calculations for all the workings. Until October 2020, it was used to prepare calculation documentation for several excavations.

16

Conical Picks for Undeground Mining

Bołoz Łukasz

New Trends in Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

221--230

EN

Mechanical cutting in underground mining faces increasingly difficult challenges. Deteriorating working conditions result in the development of automation and robotization, and the insufficient durability of cutting tools remains a serious problem. In addition to drilling, the technology of cutting provides a huge market for tools. Currently, mainly conical picks are used in the process of cutting. The cutterheads of shearers are equipped with at least several dozen conical picks, which, due to their workability and abrasiveness, sometimes work for merely a few hours. Hence the interest of users and manufacturers in the development of tools with increased durability. The article briefly presents the applied solutions of conical picks, their construction, dimensions and materials used. Attention was paid to the issues related to the protection applied and its marking. A review and analysis of commonly known construction solutions for picks and holders have also been carried out, and proprietary patent pending solutions for the pick and holder have been presented.

17

Conical Pick Production Process

Bołoz Łukasz, Kalukiewicz Antoni, Galecki Greg, Romanyshyn Liubomyr, Romanyshyn Tara, Barrionuevo-Giménez Rafael

New Trends in Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

231--240

EN

One of the basic methods of mechanical rock mining is cutting, which faces increasingly difficult working conditions. Despite the rapid development of machines used in underground and opencast mining as well as in tunnel building, construction industry and road engineering, the problem of insufficient durability of mining tools remains unsolved. In addition to drilling and, to a lesser extent, planing, cutting provides a huge market for tools. Currently, the process of cutting is mainly based on conical picks. The cutterheads of cutting machines are equipped with several dozen, and frequently – more than one hundred conical picks, which, due to their workability and abrasiveness, sometimes work only a few hours. There is a market demand for over two hundred models of conical picks. This is due to the huge variety of shapes and sizes of picks as well as the methods of their mounting in the holder. The article briefly presents various solutions of conical picks, their construction, methods of protection, dimensions and materials used. Next, based on materials produced by ZWM Carbonex, the classic method of their manufacture using the turning technology has been described. The authors have also presented briefly the use of die forging for the large-scale production of picks, applied by Górnicza Fabryka Narzędzi Sp. z o.o.

18

Machines for Mechanical Mining of Hardly Workable and Abrasive Rocks

Bołoz Łukasz, Kalukiewicz Antoni

Multidisciplinary Aspects of Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

150--160

EN

Mechanical mining is a widely used method for separating material from mined rock in the mining branch, tunnelling, road and construction industries. Depending on the mechanical properties of rocks, most often defined by uniaxial compressive strength, various machines and tools are applied. Apart from rock strength, the efficiency of the mining process is determined by abrasiveness, which affects the rate of tool abrasive wear. Currently, disc mining by static pressure or rear undercutting are the most developed methods. Undercutting can be supported by high pressure water jet or disk oscillation. Mining with drills also utilizes static pressure. In addition to discs, conical picks are applied; they are mounted on cutterheads. In underground mining and tunnelling, there is an increasing need to cut abrasive rocks with a strength of more than 120 MPa in places where explosive materials cannot be used. In the article, the recently applied and developed methods of cutting abrasive rocks characterized by high strength, such as copper, gold, tungsten or platinum ores and diamond deposits, have been presented. Next, the latest machines and machine systems used for their mining are reviewed. Leaders in the mining machinery industry, such as Joy (Komatsu), Epiroc (Atlas Copco), Sandvik and Aker Wirth are developing proprietary designs of cutting machines based on both well-known and completely new ideas.

19

Digital Prototyping on the Example of Selected Self-Propelled Mining Machines

Bołoz Łukasz

Multidisciplinary Aspects of Production Engineering

|

2020

|

Vol. 3, Iss. 1

172--183

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.

20

Ocena jakości noży styczno-obrotowych na potrzeby zamówień publicznych

Bołoz Łukasz

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2019

|

Vol. 8, iss. 1

115--125

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań jakości handlowych noży styczno-obrotowych na potrzeby realizacji procedur przetargowych zgodnie z prawem zamówień publicznych w Polsce. Przedstawione badania noży są jednymi z nielicznych, które w praktyce pozwalają na wybór oferty na podstawie obiektywnie wyznaczonych liczbowych wskaźników określających jakość produktu a nie jedynie na podstawie ceny. Dzięki temu zamawiający może decydować jaki udział w ocenie oferty stanowić ma cena a jaki jakość. Wymagane w przetargu parametry geometryczne oraz materiałowe, w przypadku braku spełnienia są podstawą do odrzucenia danej oferty noży. Parametrem liczbowym wpływającym na ocenę końcową oferty jest szybkość zużycia noży. Przedstawiono wyniki badań parametrów geometrycznych, materiałowych oraz szybkości zużycia 48 kompletów noży, przeprowadzone dla przetargu składającego się z 14 zadań. Przetarg przeprowadzono dla 6 kopalni podziemnych jednej ze spółek węglowych. Do wybranych zadań w przetargu swoją ofertę zgłosiło 5 producentów.

EN

The article presents the results of a study on the quality of conical picks for the purposes of tender procedures in accordance with the public procurement law in Poland. The pick studies presented here are one of the few that in practice allow the selection of an offer based on objectively determined numerical indicators defining the quality of the product and not only on the basis of price. Thanks to this, the contracting party can decide the relevance of price and quality in their evaluation of a pick. The geometrical and material parameters required in a tender, if not met, are the basis for rejecting a given offer of picks. The numerical parameter influencing the final evaluation of the offer is the picks' rate of wear. The article presents the results of studies on geometric parameters, material parameters and the rate of wear of 48 sets of picks conducted for a tender consisting of 14 tasks. The tender was conducted for 6 underground mines of a coal company. Five producers submitted their offers for selected tasks in the tender.