Information extraction is a very important problem nowadays. In diagnostics, it is particularly useful when one desires to isolate information about machine damage from a measured diagnostic signal. The method presented in this paper utilizes the idea that is based on a very important topic in numerical algebra, which is nonnegative matrix factorization. When applied to the matrix of multidimensional representation of the measured data, it can extract very useful information about the events which occur in the signal and are not recognizable otherwise. In the presented methodology, we use the algorithm called Semi-Binary Nonnegative Matrix Factorization (SB-NMF), and apply it to a time-frequency representation of the real-life vibration signal measured on faulty bearing operating in a belt conveyor driving station. Detected impulses of local damage are clearly identifiable. Performance of the algorithm is very satisfying in terms of time efficiency and output signal quality.
PL
Ekstrakcja informacji jest aktualnym kierunkiem badań. Jest ona szczególnie użyteczna, kiedy próbuje się wyizolować informację na temat uszkodzenia maszyny z zarejestrowanego sygnału diagnostycznego. Metoda zaprezentowana w niniejszej pracy bazuje na bardzo ważnym zagadnieniu algebry numerycznej, jakim jest nieujemna faktoryzacja macierzy. Kiedy jest ona zastosowana do analizy macierzy będącej wielowymiarową reprezentacją sygnału wejściowego, może wyizolować informację istotną z punktu widzenia procesów zachodzących w sygnale, a która nie jest rozpoznawalna w inny sposób. Przedstawiona metodologia korzysta z algorytmu znanego jako półbinarna nieujemna faktoryzacja macierzy, zastosowanego do reprezentacji czasowo-częstotliwościowej rzeczywistego sygnału drganiowego, zmierzonego na uszkodzonym łożysku pracującym w stacji napędowej przenośnika taśmowego. Wykryte impulsy związane z uszkodzeniem lokalnym zostały wyraźnie zidentyfikowane. Działanie algorytmu jest satysfakcjonujące w kwestii wydajności obliczeniowej oraz jakości otrzymanego wyniku.
Przedstawiono sposób wyznaczenia dopuszczalnej, ze względu na wytrzymałość wiertła na skręcanie, wartości posuwu przy wierceniu. Zastosowano w tym celu metodę symulacji komputerowej, analizując rozkład i wartości naprężeń w przekroju poprzecznym modelu wiertła krętego. Dopuszczalną wartość posuwu określono przyjmując odpowiednią hipotezę wytężeniową oraz uwzględniając wytrzymałość na rozciąganie materiału narzędzia. Badania modelowe uzupełniono badaniami doświadczalnymi, podczas których określono zależności pomiędzy posuwem i siłami skrawania przy wierceniu.
EN
The method of determination of permissible feed rate in drilling with taking into consideration the strength twist of drill was shown. The method of computer simulation for analyzing of distribution and values of stresses in the cross section of twist drill was used. The permissible feed rate was determined taking into account the proper strength criterion and tension strength of cutting tool material. Model researches were implemented with cutting experiments during which the dependence among feed rate and cutting forces were determined
Poddano analizie oddziaływanie inkluzji na lokalną koncentrację naprężeń w p.askim stanie odkszta.ce., w mikrostrukturze stali szybkotnącej HS6-5-2. Metodę analityczną, w skali mezo, wyznaczono wartości naprężenia na powierzchni rozdziału węglików pierwotnych i osnowy. Wykazano oddziaływanie kształtu węglików na wartości naprężeń powierzchniowych. Porównano krytyczne wartości naprężenia ściskającego i rozciągającego, inicjujących mikropęknięcia w węglikach, z właściwościami wytrzymałościowymi stali szybkotnącej.
EN
The influence of inclusions on the local concentration of stresses in plane strain state in microstructure of high speed steel HS6-5-2 was analyzed. Using analytical method, in mesoscale level, the values of stresses on the separation surface of primary carbides and matrix were calculated. The influence of the shape of carbides on the magnitude of surface tension was shown. The critical values of stresses causing microcracks in carbides in case of compression and tension were compared with strength characteristics of high speed steel.
Scharakteryzowano wpływ stanu naprężeń w materiale na jego własności. Przedstawiono wpływ kulistych pustek występujących w materiale na koncentrację naprężeń, powodujących jego kruche pękanie. Wyznaczono wartość naprężenia redukowanego na podstawie modelu kulistej pustki. Wykazano podobieństwo wyprowadzonej zależności i wzoru na wartość naprężenia redukowanego, wyznaczonego na podstawie hipotezy Mohra. Zaproponowano metodę doboru hipotezy wytężeniowej w zależności stanu naprężeń w narzędziu.
EN
The influence of the state of stress in material on its properties was defined. The influence of spherical voids in material on the concentration of the stress, causing brittle fracture was shown. The formula for determination of the value of reduced stress based on the spherical voids was assigned. The similarity between this formula and formula of Mohr hypothesis was pointed out. The method of selection of strength hypothesis according to the state of stress in the tool was suggested.
Poddano analizie zasadność stosowania hipotezy Mohra do badania kruchej wytrzymałości narzędzi skrawających. Przedstawiono wpływ kołowych i kulistych pustek występujących w materiale na koncentrację naprężeń, powodujących jego kruche pękanie. Wyznaczono wartość naprężenia redukowanego na podstawie modelu kulistej pustki. Wykazano podobieństwo wyprowadzonej zależności i wzoru na wartość naprężenia redukowanego, wyznaczonego na podstawie hipotezy Mohra.
EN
The legitimacy of applying Mohr hypothesis for research on brittle strength of cutting tools was considered. The influence of circular and spherical voids in material on the concentration of the stress, causing brittle fracture was shown. The formula for determination of the value of reduced stress based on the spherical voids was assigned. The similarity between this formula and formula of Mohr hypothesis was pointed out.
Wyznaczono rozkłady naprężeń w ostrzu noża tokarskiego w warunkach skrawania ortogonalnego, stosując metodę elementów skończonych. Uwzględniono trzy fazy obróbki: wcinanie ostrza w obrabiany materiał, ciągłe skrawanie oraz wyjścia ostrza z obrabianego materiału. Zaproponowano hipotezy wytężeniowe dla wyznaczenia niebezpiecznych wartości naprężeń redukowanych. Określono wpływ posuwu na współczynniki zapasu kruchej i plastycznej wytrzymałości materiału ostrza noża.
EN
Stresses in the wedge of cutting tool in conditions of orthogonal cutting were determined. Different kinds of machining were taken into consideration: sinking of the wedge into processed material, continuous cutting and exit from the material. Strength hypothesis for determination of dangerous values of reduced stresses were suggested. The influence of feed rate on the coefficient of reserve of brittle and plastic strength was determined.
Na podstawie badań modelowych, stosując metodę elementów skończonych, wyznaczono rozkłady naprężeń w ostrzu noża tokarskiego w warunkach skrawania ortogonalnego. Uwzględniono różne fazy obróbki; wcinanie ostrza w obrabiany materiał, ciągłe skrawanie oraz wyjścia ostrza z obrabianego materiału. Wskazano miejsca w ostrzu, w których naprężenia osiągają niebezpieczne wartości, decydujące o kruchej i plastycznej wytrzymałości narzędzia oraz zaproponowano hipotezy wytężeniowe, dla wyznaczenia niebezpiecznych wartości naprężeń redukowanych.
EN
On base of model investigations, using Finite Element Method, distributions of stresses in the wedge of cutting tool in conditions of orthogonal cutting were determined. Different kinds of machining were taken into consideration; sinking of the wedge into processed material, continuous cutting and exit from the material. The places in cutting tool were indicated, where the values of stresses achieve dangerous values, that decide about brittle and plastic strength of materials. Strength hypothesis for determination of dangerous values of reduced stresses were suggested.
W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia związane z zastosowaniem metodą elementów skończonych do badania stanu naprężeń w narzędziach skrawających o złożonej geometrii, takich jak wiertła, frezy i gwintowniki. Przedstawiono przykłady obrazujące rozkład naprężeń w narzędziach skrawających. Wykazano, że zastosowanie metody elementów skończonych może być pomocne zarówno przy optymalizacji kształtu narzędzia, jak też doborze parametrów skrawania, ze względu na wartości występujących w nich naprężeń dopuszczalnych.
Porównano wartości naprężeń wyznaczone metodą analityczną i metodą elementów skończonych, jakie występują w przekroju poprzecznym, przed pierwszym ostrzem skrawającym przeciągacza. Stosując cztery hipotezy wytężeniowe wyznaczono maksymalne wartości naprężeń redukowanych w tym przekroju. Określono wartości współczynników bezpieczeństwa dla naprężeń wyznaczonych różnymi metodami.
EN
The values of stress calculated using analytical method and FEA in crosssection, before first cutting edge of pull broach were compared. Using four strength hypothesis the maximal values of reduced stress were calculated. The values of factors of safety for calculated stresses were compared.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wybrane problemy wspomagania projektowania narzędzi skrawających o złożonej geometrii i zmiennych parametrach geometrycznych ostrza takich jak wiertła, frezy, gwintowniki. Wspomaganie projektowania tych narzędzi sprowadza się do analizy naprężeń i odkształceń metodą elementów skończonych. Przedstawiono podstawowe problemy modelowania wynikające ze złożonych kształtów, definiowania warunków brzegowych, a zwłaszcza źródeł ciepła i współczynników przepływu ciepła, sposobu obciążania modelu siłami skrawania oraz przykłady rozkładu naprężeń i odkształceń wywołanych zarówno siłami skrawania jak i ciepłem procesu skrawania. Wykazano, że proponowana metodyka modelowania narzędzi skrawających pozwala na poszukiwanie lepszej geometrii narzędzia, z uwagi na kryterium maksymalnych naprężeń.
EN
In the paper some problems of Computer Aided Design of cutting tools of complex shapes and geometry like drills, mills and taps are shown. CAD of cutting tools includes analysis of stresses and deformation using FEM. Basic problems of modelling complex shapes, defining boundary conditions, first of all sources of heat and heat-flow coefficients, methods of loading of models with cutting forces and examples of distribution of stresses and displacements generated with cutting forces and cutting heat are discussed. It was shown, that proposed method of modelling of cutting tools make possible searching for better cutting tools geometry with regard to maximal-stress criterion.
Wykonano model gwintownika M8 w programie Solid Edge, wyznaczono momenty skrawania przy gwintowaniu różnych gatunków materiałów i przeprowadzono optymalizację kształtu gwintownika ze względu na równomierne obciążenie ostrzy w rowkach wiórowych. Metodą elementów skończonych, przy zastosowaniu programu Algor, wyznaczono naprężenia w gwintowniku i porównano je z naprężeniami dopuszczalnymi dla stali szybkotnącej.
EN
The model of the tap MS was made using program Solid Edge, cutting moments by tapping of various materials were ca1culated and the optimization of the tap's shape was carried out. With the aid of Finite Element Method using program Algor stresses in the tap were calculated and compared with allowable stress for HSS.
Przedstawiono wpływ różnych cieczy obróbkowych na temperatury jakie występują w wiertłach krętych. Analizę przeprowadzono za pomocą metody elementów skończonych, stosując program Algor. Przyjęto uproszczony model wiertła zakładając, że jego chłodzenie odbywa się w wyniku konwekcji jedynie poprzez rowki wiórowe. Zbadano też wpływ braku odpowiedniego chłodzenia, będącego wynikiem niedostatecznej penetracji cieczy obróbkowej w obrabiany otwór, na maksymalną temperaturę w wiertle.
EN
The influence of different cooling fluids on the temperature of twist drills is presented. The Finite Element Method and the Algor program are used. A simplified model of the cooling process is used with the assumption, that the cooling of the twist drill take place only through the chip flutes as a result of convection. Also the influence of insufficient cooling in regard to bad penetration of cooling medium in drilling hole has been investigated.
Koncepcja upraszczania systemów odwadniania, zaproponowana przez Spółkę Restrukturyzacji Kopalń SA - Centralny Zakład Odwadniania Kopalń, przedstawiona została Ministerstwu Gospodarki Pracy i Polityki Społecznej, Kompanii Węglowej SA oraz nadzorowi górniczemu. Ministerstwo zaopiniowało koncepcję pozytywnie. Monitoring "przekierunkowania" przepływu wód podziemnych potwierdza słuszność przyjętej koncepcji. W artykule stwierdza się, że uproszczenie systemu wymagałoby jednorazowego wydatku w kwocie około 12 min zł, równocześnie pozwoliłoby obniżyć koszty zabezpieczenia czynnych kopalń sąsiednich przed zagrożeniem wodnym o około 15 min zł w skali roku.
EN
A concept of simplification of dewatering systems suggested by Mines Restructuring Company - Central Mines Dewatering Plant was presented to the Ministry of Economy, Labour and Social Policy, Consolidated Coal Company and mines supervision services. The Ministry has given a positive opinion. Monitoring of "re-directing" of flow of underground waters confirm the Tightness of accepted concept. The article states the simplification of the system would require a single expenditure in the amount of 12 mln PLN. It would at the same time enable to lower the costs of protection of active adjacent mines against the water hazard by about 15 mln PLN per annum.
Dla trzech odmian ostrzy ścinowych frezów wyznaczono metodą elementów skończonych naprężenia i odkształcenia w celu ich porównania. Ostrza o zbliżonych wymiarach, zostały obciążone siłą obwodową i promieniową. Wyznaczone wartości naprężeń porównano też z naprężeniami dopuszczalnymi dla przyjętego materiału narzędzia.
EN
For three types of wedges of milling cutters the magnitude of stresses and strains were compared using Finite Element Method. Wedges with similar dimensions were loaded with circular and radial forces. Obtained values of stresses were also compared with allowable stresses for applied cutting tool material.
Przedstawiono wpływ różnych sposobów chłodzenia podczas wiercenia oraz głębokości na jaką dociera chłodziwo w wierconym otworze na wielkość i rozkład temperatury w wiertle krętym. Analizę przeprowadzono stosując metodę elementów skończonych.
EN
The influence of different cooling methods on distribution of temperature in twist drill is presented. Also the influence of depth of penetration of cooling medium in drilling hole on temperature magnitude is shown. The analysis was performed with Finite Element Method.
Przedstawiono wpływ różnych sposobów chłodzenia podczas wiercenia wiertłami krętymi, na temperaturę w strefie skrawania oraz wielkość siły osiowej. Próby wykonano na specjalnie wykonanym stanowisku pomiarowym, umożliwiającym jednoczesny pomiar badanych wielkości.
EN
The influence of different methods of cooling by drilling with twist drills on temperature in cutting area and axial force are presented. The tests were made on special measuring system, that made possible simultaneously measurement of machinability indicators.
Przedstawiono wyniki badań mających na celu wyznaczenie optymalnego kształtu wierteł krętych, przeznaczonych do obróbki stali austenitycznej. Badania dotyczyły przekroju poprzecznego wierteł oraz kąta pochylenia rowków wiórowych. Wykorzystując metodę elementów skończonych wyznaczono wartości naprężeń i odkształceń w wiertłach.
EN
The results of investigation on determining the optimum intersection of twist drills designated for austenitic steel machining are presented. The research was focused on drill cross-section and flute angle. Using Finite Element Method the value of stresses and displacements in twist drills were obtained.
Artykuł przedstawia wyniki badań trwałościowych, wykonanych przy użyciu czterech typów wierteł, mających na celu określenie wpływu wybranych cieczy obróbkowych na stępienie i trwałość wierteł w zależności od prędkości skrawania. Przedstawia również objawy zużywania się badanych wierteł oraz sposób doboru wskaźnika zużycia ostrza narzędzia, na podstawie którego określono skrawne wierteł.
EN
The paper presents results of the wear resistance investigations aim at definition of influence of the cutting fluids on cutting abilities of twist drills during the austenitic steels machining, depending on cutting speed. Drills by 5 mm diameter were used. They were made from Emo5 Co5 steel, designed by Department of Machine Technology and made by Guhring. Twist drills cross-section and their sharpening type are shown at fig.1 and 2. As the cutting-tool lubricants were used: - Blasocut Vasco USK 42 oil, - Blasocut 2000 Universal, 10% oil emulsion, - MXO 71,5% oil emulsion with addition of polymers. The paper also presents symptoms of drills wear (fig. 3,4) and direction for choice of the tool wear index, on the basis of which the cutting abilities were define.
Omówiono podstawowe formy wiórów powstających podczas wiercenia wiertłami krętymi. Przedstawiono wpływ geometrii wierteł, rodzaju cieczy obróbkowej i zużycia ostrzy na rodzaje tworzących się wiórów podczas wiercenia stali austenitycznej.
EN
The metal cutting process is actually a process of chip production; almost all of the cutting energy is consumed for chip production, and most of the information for the evaluation of cutting operation such as surface finish, tool life and cutting forces are closely related to the chip geometry. Chip disposal is one of the most serious problems in modern machining operation. Machine tool can not automated without controlling the chip form. The size and form of the chip are also important for the design of cutting tools such as drill, broach, milling cutter etc., because a poor design brings about the clog of chip and, as the result, the breakdown of the tool. Twist drills produce: conica helical chips, helical chips with long pitch, fan-shaped broken chips, transitional chips, folder chips and needle chips - Fig 2. In article the effects of the geometry of twist drills, tool wear cutting fluid on the chip form when drilling austenitic steel are discussed.
W artykule przedstawiono wyniki poszukiwań optymalnego przekroju wiertła krętego . Do badań modelowych wykorzystano system UAI/Nastran v. 11.8 . Następnym etapem badań była eksperymentalna weryfikacja otrzymanego przekroju optymalnego . Jego wyniki potwierdziły wyniki modelowania.
EN
In this paper , the results of investigation on determining the optimum intersection of twist drill are presented . First , program UAI/Nastran v . 11.8 has been applied for modelling task. In the next stage of investigation, the experimental verification of optimised intersection was performed . This stage has confirmed the results obtained in the modelling phase.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.