Celem studium było sprawdzenie możliwości stworzenia, na bazie klasycznego urządzenia kuźniczego TR, urządzenia umożliwiającego stosowanie złożonych schematów technologicznych kształtowania wykorbień wałów korbowych. Możliwość stosowania złożonych schematów kształtowania wykorbienia pozwoli optymalizować technologię kucia wałów korbowych pod kątem uzyskania dokładniejszego kształtu odkuwki, przy mniejszych naddatkach technologicznych, na co nie pozwala klasyczna metoda TR. Pokazano zasady działania klasycznego urządzenia kuźniczego TR, urządzenia kuźniczego N-TR według patentu chińskiego oraz klasycznego urządzenia RR i udoskonalonego urządzenia NRR. Opracowano założenia konstrukcyjne urządzenia kuźniczego N-TR36, będącego adaptacją klasycznego urządzenia TR36. Urządzenie N-TR36 współpracuje z niezależnym mechanizmem ruchu wyginaka, będącym elementem prasy współpracującej z urządzeniem kuźniczym. W celu zbadania skutków wprowadzenia niezależnego mechanizmu ruchu wyginaka przeprowadzono symulację metodą elementów skończonych (MES) procesu kucia wału korbowego w programie QForm 3D v. 5.1. w klasycznym urządzeniu kuźniczym TR36 i nowym urządzeniu kuźniczym N-TR36. Symulacja MES procesu kucia w urządzeniu N-TR36 wykazała, że siła potrzebna do utrzymania wyginaka w nieruchomej pozycji jest dużo większa niż spodziewana, co prowadzi do konieczności stosowania odpowiednio mocniejszego napędu hydraulicznego wyginaka. W celu określenia skutków adaptacji klasycznego urządzenia TR36 do urządzenia N-TR36 przeprowadzono obliczenia MES głównych elementów obu urządzeń w programie ADINA. Obliczenia wykazały, że wprowadzone zmiany konstrukcyjne wpłynęły pozytywnie na sztywność i wytrzymałość urządzenia kuźniczego N-TR36.
EN
The goal of the study was to verify the possibility of creating a device based on the classical TR forging device enabling the utilization of complex technological schemes for forming cranks of crankshafts. The possibility of using complex crank forming schemes will make it possible to optimize shaft forging technology from the perspective of achieving a more accurate forging shape with lower technological allowances, which the classical TR method does not allow for. The operation of the classical TR forging device, N-TR device according to a Chinese patent, and classical RR device, as well as of an improved NRR device, was shown. The design assumptions of the N-TR36 device, an adaptation of the classical TR36 device, were developed. The N-TR36 device cooperates with an independent bending tool motion mechanism, which is a component of the press cooperating with the forging device. In order to study the effects of introducing the independent bending tool motion mechanism, FEM simulation of the crankshaft forging process was conducted using QForm 3D v. 5.1 software for the classical TR36 forging device and new N-TR36 forging device. FEM simulation of the forging process in the N-TR36 device showed that the force required for maintaining the bending tool in an immobile position is much larger than expected, which leads to the necessity of using a more powerful hydraulic drive of the bending tool. To determine the effects of adaption of the classical TR36 device to the N-TR36 device, FEM calculations of the primary components of both devices were conducted using ADINA software. Calculations showed that the introduced design changes had a positive impact on the rigidity and strength of the N-TR36 forging device.
Purpose: The paper describes the process of designing, manufacturing and design verification of the intervertebral of a new structure of lumbar disc endoprosthesis – INOP/LSP.1101. Methods: Modern and noninvasive medical imagining techniques, make it possible to record results of tests in a digital form, which creates opportunities for further processing. Mimics Innovation Suite software generates three-dimensional virtual models reflecting the real shape and measurements of components of L4-L5 spinal motion segment. With the use of 3D Print technique, physical models of bone structures of the mobile segment of the spine as well as the INOP/LSP.1101 endoprosthesis model were generated. A simplified FEA analysis of stresses in the endoprosthesis was performed to evaluate the designed geometries and materials of the new structure. Results: The endoprosthesis prototype was made of Co28Cr6Mo alloy with the use of selective laser technology. The prototypes were subject to tribological verification with the use of the SBT-03.1 spine simulator. Conclusions: The structure of the endoprosthesis ensures a full reflection of its kinematics, full range of mobility of the motion segment in all anatomical planes as well as restoration of a normal height of the intervertebral space and curvature of the lordosis. The results of the tribological tests confirmed that SLM technology has the potential for production of the human bone and jointendoprostheses.
W pracy przedstawiono wyniki badań mających na celu identyfikacje wyginania się wielkogabarytowych wałów korbowych w oparciu o symulacje komputerowe. Obliczenia numeryczne obejmowały procesy nagrzewania, transportu oraz kucia wykorbień wału. Otrzymane wyniki badań porównano z danymi przemysłowymi.
W artykule przedstawiono zastosowanie numerycznej symulacji procesu kucia walów korbowych metodą TR do analizy zmian mikrostruktury, zachodzących w odkuwce. Wykorzystano model reologiczny opracowany na podstawie analizy odwrotnej prób plastometrycznych dla dwóch stali stosowanych do produkcji wałów korbowych. Opracowany został model rozwoju mikrostruktury dla tych stali, który został połączony z programem MES. Symulacje kinetyki rekrystalizacji i rozrostu ziarna w czasie kucia prowadzono w węzłach siatki MES, korzystając z lokalnych, bieżących wartości temperatury i odkształcenia. W konsekwencji uzyskano rozkład parametrów mikrostruktury w objętości gotowego wyrobu. W pracy przedstawiono zmiany parametrów mikrostruktury w dwóch wybranych punktach w odkuwce.
EN
Numerical simulation of forging of crank shafts using TR method is applied to prediction of microstructure evolution in this process. Rheological model was developed on the basis of palstometric tests. Microstructure model was developed on the basis of literature data. This model was implemented in the FE code. Simulations of recrystallization and grain growth was performed in the FE mesh nodes, using calculated local, current values of strains and temperatures. As a consequence, distribution of the microstructural parameters in the forging can be obtained. Changes of the austenite grain size in two selected points during forging are presented in the paper.
W artykule przedstawiono przykład symulacji numerycznych i modelowanie fizyczne dwóch wariantów technologicznych procesów kucia metodą TR dwóch typów wałów korbowych nowej generacji V46 oraz V48/60. Symulacje numeryczne przeprowadzono za pomocą programu QForm 3D v. 5.1, a modelowanie fizyczne w przyrządzie TR80M. Opisano i porównano wyniki uzyskane z symulacji numerycznej i modelowania fizycznego. Otrzymane rezultaty badań wykazują, że symulacja komputerowa w połączeniu z modelowaniem fizycznym umożliwia przewidywanie oporów kucia oraz określenie stopnia wypełnienia ramion wykorbienia. Jest to szczególnie przydatne w przypadku opracowywania procesów kucia trudniejszych technologicznie nowych typów wałów korbowych
EN
The article presents numerical simulations and physical modelling of two technological variants of TR method forging of new generation two crankshaft types V46 and V48/60. The numerical simulations have been performed by means of the QForm 3D v.5.1 program and the physical modelling in the TR80M device. The results obtained in the numerical simulation and in the physical modelling have been described and compared. The obtained investigation results prove that computer simulation, combined with physical modelling, makes it possible to predict the forging resistance and the degree of the crank web filling. It is particularly valuable in the case of elaborating the processes of forging technologically more difficult new types of crankshafts.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Improvement of the TR crank shaft forging technology [1] is the objective of the paper. New concept of forging of crank shafts proposed in [2] is considered. Two technological parameters are selected as the optimization variables. Finite element simulations of the forging process for various values of the selected parameters were performed. Results of the FE simulations are used as data for training of the metamodel of the forging process. Artificial neural network is used as the metamodel. Optimization of the forging process is performed using the developed metamodel. Optimal forging parameters are given in the paper.
PL
Celem pracy jest ulepszenie metody TR wykorzystywanej podczas kucia wałów korbowych. Wykonano próby plastometryczne, dla wykorzystywanych do produkcji stali, w celu wyznaczenia parametrów modelu Teologicznego. Zbudowany model został wykorzystany w symulacjach MES. Otrzymane rezultaty posłużyły do określenia najlepszych parametrów procesu kucia zapewniających najmniejszą stratę materiału oraz odpowiedni kształt wału. Za zmienne decyzyjne przyjęto dwa parametry. W ustalonych granicach zmienności parametrów optymalizacyjnych wykonano symulacje MES. Przedstawiono wyniki otrzymane metodą RSM.
W artykule przedstawiono wyniki przeprowadzonej analizy wytrzymałościowej zasadniczych części urządzenia kuźniczego na prasę o nacisku 80MN celem określenia metodą obliczeniową stanu przemieszczeń i naprężeń w zasadniczych elementach urządzenia kuźniczego w końcowej fazie spęczania kołnierza, dla trzech wersji konstrukcyjnych urządzenia kuźniczego. Analizę przeprowadzono metodą elementów skończonych systemem Cosmos/ M. Na podstawie wyników analizy ulepszono konstrukcję pięciu zasadniczych elementów urządzenia kuźniczego: belki, ściągu, poprzeczki, górnej obudowy narzędzi i dolnej obudowy narzędzi. Wykorzystanie, przy opracowaniu projektu wstępnego urządzenia kuźniczego TR80N, wniosków z przeprowadzonej analizy stanu przemieszczeń i naprężeń zasadniczych elementów urządzenia kuźniczego TR80N, pozwoliło zmniejszyć ciężar urządzenia o ok. 24 T.
EN
Presented in the article are the results of strength analysis of essential forging device parts on a press exerting a pressure of 80 MN in order to define the state of stress and displacement in the essential elements of the forging device in the final phase of flange upsetting, for three design versions of the forging device. Analysis was carried out by the Cosmos/M system using the finite elements method. On the basis of the results of analysis, the designs of five essential forging device elements were improved : tie rods, beams, cross-bars, upper die holder and lower die holder. During the initial designing phase of the TR80N forging device, the conclusions drawn from stress and displacement analysis of the essential elements of the TR80N forging device allowed for a decrease in the weight of the device by about 24 T.
Celem artykułu jest zastosowanie numerycznej symulacji kucia wałów korbowych do udoskonalenia technologii tego procesu. Wykonane zostały próby plastometryczne dla stali stosowanych na wały korbowe i, w oparciu o analizę odwrotną, opracowano model reologiczny tej stali. Ten model został zaimplementowany do programu z metody elementów skończonych i wykonano symulacje różnych wariantów procesu kucia. W oparciu o wyniki symulacji wybrano wariant najlepszy z punktu widzenia zużycia materiału i poprawności kształtu wyrobu gotowego.
EN
Application of numerical simulations to improvement of forging technology for crank shafts is the objective of the work. Plastometric tests were performed for steels used for manufacturing of crank shafts and rheological model for these steels was determined. His model was implemented in the finite element software and simulations of various variants of forgings were performed. Results of simulations were used to select the best variant, which gives the lowest loses of the material and proper shape of the final product.
Przedstawiono ulepszony sposób kucia wykorbień pojedynczych. Umożliwia on kształtowanie wykorbień nowej konstrukcji na prasach kuźniczych o mniejszym nacisku. Zmniejszono liczbę dodatkowego oprzyrządowania stosowanego przy kuciu według starej metody. Nowy sposób kucia zapewnia prawidłowy przebieg włókien oraz dużą dokładność odkuwek przy równoczesnym uniezależnieniu się od czynnika ludzkiego. Dzięki minimalnym wypływkom uzyskuje się znaczne oszczędności stali (możliwość stosowania mniejszych wlewków) oraz znacznie zmniejsza się koszt obróbki skrawaniem. Zarówno sposób jak i urządzenie do kucia pojedynczych wykorbień wałów półskładanych jest przedmiotem patentu (PL 171075).
EN
The paper presents an improved way of forging single crank throws. It enables forming new design crank throws to be effected on forging presses with smaller capacity. The number of additional tooling necessary in forging by the old method has been reduced. The new way ensures correct grain flow and high accuracy of forgings with less influence of the human factor. Due to minimum flashes, significant amounts of steel can be saved (possibility to use smaller ingots) and the machining cost can be reduced. Both the method and the device for forging single crank throws are the subject of patent PL 171075.
Omówiono metody kucia kucie wałów korbowych systemem "ramię po ramieniu" oraz możliwości kucia w urządzeniach typu TR innych odkuwek niż wały korbowe. Na wybranych przykładach pokazano szerokie możliwości technologiczne przyrządów do kucia na prasach mechanicznych ogólnego przeznaczenia. Podkreślono, że przyrządy typu TR w połączeniu z prasami zastępują drogie, wysokospecjalizowane maszyny kuźnicze. Oryginalne konstrukcje przyrządów i urządzeń stwarzają nowe możliwości technologiczne w zakresie kształtowania półwyrobów różnych części maszyn. Zarówno konstrukcje urządzeń jak i nowe sposoby kucia są przedmiotem ochrony patentowej.
EN
The forging method of forging solid crankshafts "crank web by crank web" method and possibilities of using TR devices for forging other forgings than crankshafts has been described. The wide range of these devices technological capabilities has been shown on forging examples. It is pointed out that the TR type devices, combined with presses, replace the expensive, highly sophisticated forging machines. The original designs of attachments and devices create new technological possibilities of forming semiproducts of various machine parts. Both the designs of the device and new ways of forging are under protection.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pierwszej części publikacji na tle znanych metod kucia wałów korbowych pokazano zalety metody TR oraz przedstawiono jej ulepszoną wersję. W drugiej części omówiono metody kucia wykorbień watów półskładanych, kucie wałów korbowych systemem „ramię po ramieniu" oraz możliwości kucia w urządzeniach typu TR innych odkuwek niż wały korbowe. Oryginalne konstrukcje urządzeń stwarzają nowe możliwości technologiczne w zakresie kształtowania półwyrobów różnych części maszyn. Zarówno "konstrukcje urządzeń, jak i nowe sposoby kucia są przedmiotem ochrony patentowej.
EN
The forging method of semi-built up crankshafts, forging solid crankshafts ,,web by web" method and possibilities of using TR devices for forging other forgings than crankshafts have been described. The new design of the devices creates new technological possibilities of blank products. In this way, technological effects, so far rarely achieved, can be obtained.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pierwszej części publikacji na tle znanych metod kucia watów korbowych pokazano zalety metody TR oraz przedstawiono jej ulepszoną wersję. W drugiej części omówiono metody kucia wykorbień wałów półskładanych, kucie wałów korbowych systemem „ramię po ramieniu" oraz możliwości kucia w urządzeniach typu TR innych odkuwek niż wały korbowe. Oryginalne konstrukcje urządzeń stwarzają nowe możliwości technologiczne w zakresie kształtowania półwyrobów różnych części maszyn. Zarówno konstrukcje urządzeń, jak i nowe sposoby kucia są przedmiotem ochrony patentowej.
EN
In the first part of this paper the advantages of the TR-Method as compared to the known methods have been shown. The improved TR-Method applied to forging crankshafts with high protrusions on crank arms adjacent to main bearing journal was presented.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono nową rodzinę samozaciskowych przyrządów kuźniczych typu TRL, TRE i TRD. Na wybranych przykładach pokazano duże możliwości technologiczne tych przyrządów. Podkreślono, że przyrządy typu TR w połączeniu z prasami zastępują drogie, wysoko specjalistyczne maszyny kuźnicze. Oryginalne konstrukcje przyrządów stwarzają nowe możliwości technologiczne w zakresie kształtowania półwyrobów różnych części maszyn. Kinematyka tych przyrządów o zróżnicowanej konstrukcji pozwala na różne kojarzenie ruchów narzędzi kształtujących. W ten sposób można uzyskać niespotykane dotąd efekty technologiczne. Zarówno konstrukcje przyrządów, jak i nowe sposoby kucia są przedmiotem ochrony patentowej.
EN
The new TR family forging devices TRL, TRE and TRD type has been presented. The wide range of these devices technological capabilities has been shown on forging examples. It has been emphasised, that TR type devices and equipment mounted on presses replace the expensive, specialised forging machinery. New design of the devices creates new technological possibilities of blank products. Diversified design of devices kinematics makes possible to combine various motions of forming tools. In this way, technological effects, so far rarely achieved, can be obtained.
Przedstawiono zmodernizowany proces kształtowania metodą TR, osi do przyczep samochodowych. Osie kształtowano w chronionym patentem urządzeniu TRL-F7 zainstalowanym na prasie korbowej o nacisku 7MN. Opisano proces technologiczny i pokazano efekty pracy.
EN
This paper presents the TR method forming process of car trailers axles. These forgings have been formed in a patented TRL-F7 device installed on a crank press of 7 MN capacity. Manufacturing process and production effects have been described.
Artykuł zawiera analizę pracy układu o-p-n złożonego z prasy, przyrządu i narzędzi; opis "energetyczny" układu o-p-n na tle procesu kształtowania plastycznego wyrobu oraz sposób sprawdzenia "energetycznego" procesu kształtowania plastycznego.
EN
In this paper analysis of p-o-p operation system built-up with press, device and tool has been presented. Mechanical and energetic factors occurring in p-o-p system and procedure of define "energetic" parameters of product forming have been determined.
Przedstawiono zmodernizowany model kucia metodą TR wałów korbowych charakteryzujących się dużymi występami na ramionach od strony czopów głównych. W zmodernizowanej metodzie kucia zastąpiono symetryczne spęczanie wstępne, spęczaniem niesymetrycznym według patentu UPRP Nr P-31 1892. Opisano przebieg kucia z zastosowaniem mechanizmu posuwowo-wychylnego. Przedstawiono również wyniki badań modelowych kucia wykorbień z zastosowaniem różnych wariantów niesymetrycznego spęczania wstępnego.
EN
This paper presents the improved TR-Method of forging crankshafts, which makes possible to obtain solid cranks webs.In the improved TR-Method asymmetrical initial upsetting according to UPRP Nr P-31 1892 was used instead of symmetrical one. The special mechanizm, designed for removing the preanvil from the forging device working space without the necessity of lifting the crankshaft, has been aplicated. Layout of forging operations was described. Studies and investigations the improved method, concerning the influence of the parameters of preupsetting forming on the crank web shape accuracy, have been carried out.
W pracy przedstawiono najnowsze osiągnięcia kucia wałów korbowych Metodą TR. Przedstawiono korzyści wynikające z zastosowania przedkowadła, a szczególnie przekowadła dzielonego. Tę najnowszą technologię wdrożono w firmie Alfing Kessler w przyrządzie TR35 przcującym na prasie hydraulicznej o nacisku 35 MN.
EN
The paper describes the latest achievements of forging crankshafts by the TR Method. The advantages of application a foreanvil and especially split foreanvil were presented. This improved technology has already been applied by Alfing Kessler in a device type TR35 working on a 35 MN hydraulic press.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Sewage characteristics in an exemplary cistern exploitation plant. Biological sewage treatment plant - feeding with BIOSIM biopreparations. Vegetation and technological starting in a hydrobotanic bed.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW