Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A study of low-frequency vibration-assisted bandsawing of metallic parts

Tandler Tobias, Stehle Thomas, Möhring Hans-Christian

Journal of Machine Engineering

|

2023

|

Vol. 23, No. 2

110-122

EN

Sawing is often the first work step in the metal cutting production chain. Especially for larger workpieces, bandsawing is used for this purpose. Nevertheless, studies on sawing have led a niche existence in the research landscape for a long time. However, as a result of the optimization of manufacturing processes in terms of economic efficiency, bandsawing is increasingly becoming the focus of research, since there are still saving potentials here. The aim of this paper is to investigate the extent to which the bandsawing process can be influenced by active, low-frequency vibration superimposition in the feed direction. First, analogue tests were carried out and parameter combinations were determined which have a positive influence on the process. Subsequently, these parameter combinations were investigated on a real sawing machine with an excitation unit, analysing the extent to which the results from the analogue tests could be transferred to the real process.

2

Identification of Data Affected by Aberrant Errors in the Study of the Milling Process on Aluminum Alloys

Țîțu Aurel Mihail, Pop Alina Bianca

Archives of Metallurgy and Materials

|

2023

|

Vol. 68, iss. 2

525--530

EN

In this scientific paper it is presented the statistical analysis of the experimental data obtained by the study of the influence of the cutting parameters exerted in end-milling process on the surface roughness. The surface roughness parameter is measured in the cutting feed direction and against it. The parameters of the cutting process, the number of levels and their values were established. Based on these parameters, the research was designed on a complete factorial experiment, randomized with seven blocks. The surface roughness values were measured using a roughness tester. The research method used involved the Romanovski test. The aim of this test was to identify the data affected by aberrant errors, to remove them from the samples and then to repeat the tests for the remaining data strings until all values met the conditions imposed by the test.

3

Influence of the support structure on the bandsawing process when separating lpbf components from the building platform

Moehring Hans-Christian, Becker Dina, Maucher Clemens, Eisseler Rocco, Ringger Jonas

Journal of Machine Engineering

|

2022

|

Vol. 22, No. 3

19--30

EN

The method of laser powder bed fusion (LPBF) is an additive manufacturing process and allows great freedom of component geometry due to the layer-by-layer structure. The LPBF components are printed on a substrate plate and must be separated from the plate afterwards. Support structures are used to attach LPBF components to the substrate plate and to sustain overhanging parts. The cutting of the components is mainly carried out by means of a sawing process using the support structure. The forces occurring during this process are very challenging because the component has to be cut off without damage or deformation. The present study investigates and discusses the resultant forces and vibrations during the sawing of LPBF components made of titanium alloy Ti6Al4V using two different support structures. The components were arranged on the substrate plate at angles of 0°, 5°, 10°, 15°, 45° and 90° to the direction of primary motion.

4

Advanced multi-functional coatings for vibration control of machining

Rashid Masud-U, Guo Shuai, Adane Tigist Fetene, Nicolescu Cornel Mihai

Journal of Machine Engineering

|

2020

|

Vol. 20, No. 1

5--23

EN

The paper present theoretical and experimental studies of the energy dissipation performance of a composite structure composed in a multilayer nano-composite damping coating applied on a tungsten carbide shim and placed beneath the cutting insert. The coated shim placed closed to the cutting zone is subjected to high compressive and shear stresses as well as high temperature. Therefore, apart from high damping capacity it requires high stiffness and high thermal resistance. The coated shim dissipates the high frequency oscillations produced at the tool-chip and tool-workpiece interfaces during the chip forming process. The use of coated shims demonstrates that the tool life is considerably extended, while the machined surface integrity is improved. The Reuss model of the composite structure composed of a phase with a stiff, low loss factor and a phase with high loss factor is used to calculate the optimal coating thickness that gives high loss factor combined with high stiffness. The synthesis process of the coating material using HiPIMS process is discussed. The physical characteristics of the coating and the machining performance are presented in the experimental section.

5

Machining of Aluminums Alloys with the Addition of Reinforced Carbide Phase

Putyra Piotr, Podsiadło Marcin, Jaworska Lucyna, Laszkiewicz-Łukasik Jolanta, Dyzia Maciej, Czechowski Kazimierz, Krzywda Tadeusz

Journal of Applied Materials Engineering

|

2020

|

Vol. 60, iss. 1

12--22

EN

This paper presents the results of the processes of treating aluminum matrix casting materials with the addition of a ceramic phase. The matrix of the composite material was an Al-Si7 casting alloy with addition of 2 mass% Mg. The volume fraction of the reinforcing phase in the form of silicon carbide ranged from 5 to 15 vol.%. Preliminary machining tests were carried out at the Mori Seiki NL2000SY turning and milling center. The cutting properties were evaluated during longitudinal turning. Cutting tests were carried out using tools made of polycrystalline diamond, regular boron nitride, and cemented carbides. The nature of VBB wear was checked in accordance with PN-ISO 3685:1996. The influence of machining parameters (cutting speed, feed, cutting depth) on the value of cutting tools temperature was determined. An analysis of the chip shaping mechanism during machining was performed at various cutting parameters. The tests were carried out using the FLIR A655 thermal imaging camera and the fast Phantom MIRO M310 fast camera. Cast composite materials were also subjected to the processes of waterjet cutting, EDM cutting, and EDM drilling (EDM electro discharge machining).

6

Doświadczalna identyfikacja obciążenia napędów wysięgnikowego kombajnu chodnikowego podczas urabiania

Cheluszka Piotr, Habryka Dawid, Szolc Patryk

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 3

47--61

PL

Proces urabiania, zwłaszcza skał trudno urabialnych, wysięgnikowymi kombajnami chodnikowymi jest źródłem silnych obciążeń dynamicznych, nie tylko napędu głowic urabiających, ale również mechanizmów wychylania wysięgnika, na którego końcu głowice te są rozmieszczone. Zapewnienie odpowiednich proporcji pomiędzy wartościami parametrów siłowych mechanizmów wychylania wysięgnika oraz mocą napędu głowic urabiających i masą kombajnu ma kluczowe znaczenie z punktu widzenia skuteczności i efektywności urabiania czoła przodku drążonego wyrobiska korytarzowego w kopalniach podziemnych lub tuneli. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań doświadczalnych kombajnu chodnikowego R–130 (prod. Famur S.A.) w warunkach półprzemysłowych. Na podstawie charakterystyk dynamicznych zarejestrowanych podczas urabiania powierzchni bloku cementowo-piaskowego określone zostały relacje pomiędzy obciążeniem napędu głowic urabiających oraz mechanizmów wychylania wysięgnika. Zbadano wpływ technologii urabiania (rodzaju skrawu wykonywanego podczas przemieszczania głowic urabiających w ruchu roboczym) przy różnych skojarzeniach wartości parametrów procesu urabiania na obciążenie napędów kombajnu chodnikowego odpowiedzialnych za realizację tego procesu.

EN

The mining process, especially of hard rocks, using boom–type roadheaders is the source of strong dynamic loads not only for the drive of cutting heads, but also for boom swinging mechanisms, at the end of which these cutting heads are arranged. Ensuring appropriate proportions between the values of the force parameters of the boom swinging mechanisms and the power of cutting heads drive and the weight of the roadheader is of key importance from the point of view of efficiency and effectiveness of mining the heading face of the drilled roadways in the underground mine or tunnels. The article presents selected results of experimental investigations of the R–130 roadheader (manufactured by Famur S.A.) in laboratory conditions. On the basis of dynamic characteristics recorded during cutting of the cement-sand block surface, the relations between the load of the cutting heads drive and boom swinging mechanisms were determined. The influence of cutting technology (the type of cut performed during moving of cutting heads in a work movement) was examined with different associations of the values of cutting process parameters for the load of the roadheader’s drives responsible for this process.

7

Determination of boom vibrations of the road header during cutting based on the analysis of images from high-speed cameras

Cheluszka Piotr, Mann Rajmund

New Trends in Production Engineering

|

2019

|

Vol. 2, Iss. 1

37--49

EN

Excavation, especially of hard rocks, using boom-type road headers is a source of strong vibrations of the boom in which they are equipped. These vibrations are transferred through construction nodes further to the turntable and the body of the road header. On the one hand, they are of great importance from the point of view of the durability and the reliability of the mining machine. On the other hand, they affect the variability of the parameters at which the process of cutting the heading face surface of a drilled roadway or tunnel is carried out. For the purpose of determining the vibration intensity of the boom of the road header a photogrammetry system based on two high-speed cameras Phantom Miro LC 120 was used. During the experimental investigations of the cutting process of a cement-sand block using the R-130 road header, the boom and turntable movements were recorded. The analysis of the time-lapse pictures of the recorded footage obtained from the high-speed cameras using dedicated TEMA 3D software allowed to determine the spatial trajectory of movement of the boom and the turntable during the cutting of the massive with specified mechanical properties with set values of the parameters of this process. Basing on the time courses of the coordinates of the boom and turntable characteristic points, the courses of the actual boom swinging speed and acceleration components of its vibrations were determined. The intensity of these vibrations was related to the conditions of the cutting process.

8

Analiza intensywności drgań wysięgnikowego kombajnu chodnikowego generowanych procesem urabiania

Cheluszka Piotr, Plaszczymąka Dawid

Maszyny Górnicze

|

2019

|

R. 37, nr 1

12--32

PL

Kombajny chodnikowe podczas urabiania, zwłaszcza skał trudno urabialnych, podlegają działaniu silnych obciążeń dynamicznych i wymuszeń drgań. Zjawiska te są skutkiem dużej zmienności obciążenia głowic urabiających, wynikającej z przebiegu procesu skrawania skały. W efekcie, drgania generowane podczas urabiania przenoszone są z głowic urabiających na ich ustrój nośny – wysięgnik, obrotnicę oraz kadłub kombajnu. Duża intensywność drgań towarzyszących realizacji procesu roboczego może być przyczyną spadku trwałości i niezawodności kombajnu prowadząc do wzrostu jego awaryjności. Silne drgania tego rodzaju maszyn górniczych mają przy tym negatywny wpływ na środowisko (przenoszone są one za pośrednictwem podpór na spąg) oraz ergonomię i bezpieczeństwo ich użytkowania. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów stanowiskowych przyspieszenia drgań w węzłach konstrukcyjnych wysięgnikowego kombajnu chodnikowego R–130 podczas urabiania powierzchni bloku wykonanego z materiałów ekwiwalentnych. Określona została intensywność drgań w różnych warunkach realizacji procesu urabiania. Zbadano wpływ technologii urabiania powierzchni czoła przodku oraz parametrów procesu urabiania na drgania kombajnu wysięgnikowego w trakcie jego pracy.

EN

Boom–type roadheaders during cutting, especially hard rocks, are subjected to strong dynamic loads and vibration excitations. These phenomena result from the high variability of the load of cutting heads, resulting from the course of the process of cutting the rocks with picks in which these heads are equipped. As a result, the vibrations generated during cutting are transferred from the cutting heads to their load-carrying structure – the boom, the turntable and the body of the roadheader. High intensity of vibrations accompanying the working process may cause a decrease in durability and reliability of the roadheader, leading to an increase in its failure rate. Strong vibrations of this kind of mining machines have a negative impact on the environment (they are transferred via supports to the floor) as well as ergonomics and safety of their use. The article presents the results of stand measurements of vibration acceleration in selected construction nodes of the R–130 roadheader while cutting block surface made of equivalent materials. The intensity of vibrations in various conditions of the cutting process was determined. The influence of cutting technology on the heading face and cutting process parameters on the intensity of vibrations of the boom–type roadheader with transverse cutting heads was examined during its operation.

9

Komputerowa analiza drgań na stanowisku operatora kombajnu chodnikowego w aspekcie ergonomii i bezpieczeństwa

Cheluszka P., Gawlik J.

Przegląd Górniczy

|

2018

|

T. 74, nr 3

48--58

PL

Zagadnienie wibroizolacji stanowisk pracy operatorów maszyn ma istotne znaczenie w świetle wymagań wynikających ze spełnienia obowiązujących norm z zakresu ergonomii i higieny pracy. Dotyczy to również maszyn górniczych, w tym – kombajnów chodnikowych. Silnie dynamiczny charakter realizowanego przezeń procesu roboczego sprawia, że intensywne drgania przenoszone są poprzez węzły konstrukcyjne na stanowisko operatora. W celu ograniczenia narażenia operatora na drgania niezbędne jest określenie wielkości i charakteru tych drgań w aspekcie dziennej ekspozycji na drgania oraz występowanie w ich spektrum szkodliwych, niebezpiecznych dla człowieka składowych. Identyfikacja wpływu procesu roboczego na intensywność drgań oraz określenie możliwości ich redukcji, a także określenie wymaganych charakterystyk leży u podstaw doboru układu wibroizolacji stanowiska operatora. W artykule przedstawiono wybrane wyniki obszernych badań komputerowych, które pozwoliły na ocenę stopnia narażenia operatora wysięgnikowego kombajnu chodnikowego na drgania. W przebiegach przyspieszenia drgań wyodrębnione zostały główne ich składowe, których częstotliwości skonfrontowane zostały z częstotliwościami rezonansowymi organów człowieka. Pokazany został wpływ wartości parametrów procesu urabiania na wartość skuteczną oraz dzienną ekspozycję na drgania. Określone zostały możliwości redukcji drgań poprzez dobór własności tłumiących mocowania siedziska operatora kombajnu. W badaniach symulacyjnych wykorzystany został oryginalny, zweryfikowany doświadczalnie model matematyczny wysięgnikowego kombajnu chodnikowego z głowicami poprzecznymi.

EN

The issue of vibration isolation of machine operator working stations is significant in terms of requirements resulting from meeting the applicable standards of ergonomics and occupational health. This also applies to mining machines, including roadheaders. Due to the highly dynamic nature of the working process executed by the machine, intense vibrations are transmitted via construction nodes to the operator station. In order to limit the exposure of the operator to vibrations, it is necessary to determine the magnitude and nature of those vibrations in terms of daily exposure to vibrations and their occurrence in the spectrum of components which are harmful and dangerous for a human. Identification of the impact of the working process on the intensity of vibrations and determination of possibilities to reduce them, as well as determination of required characteristics, constitute a basis for selection of a operator station’s vibration insulation system. This paper presents selected results of extensive computer studies, which allowed to assess the degree of exposure of a boom roadheader operator to vibrations. In the waveforms of acceleration of vibrations, their main components have been isolated, the frequencies of which have been confronted with resonance frequencies of human organs. The results showed the impact of the values of parameters of the cutting process on the effective value and daily exposure to vibrations. The possibilities to reduce vibrations by selecting damping properties of mounting the roadheader operator’s seat have been determined. The simulation research used the original, experimentally verified mathematical model of boom roadheader with transverse cutting heads.

10

Experimental investigation of dynamic impact of roadheader on floor

Cheluszka P., Sobota P., Głuszek G.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2018

|

R. 56, nr 1

17--27

EN

This article presents the selected results of experimental examinations performed on the test stand in the Technological Hall of the Faculty of Mining and Geology at the Silesian University of Technology in which an R-130 roadheader (by Famur S.A.) is installed. During the examinations, the courses of dynamic load were determined in the points of the roadheader’s boom support during its operation. In order to determine the impact of the cutting process on the strengths transferred onto the floor, the distribution of the static load of the roadheader’s supports caused by its own weight with its changing center of gravity caused by the boom deflecting were determined. During the examinations, the size and nature of the dynamic impact of the roadheader on the floor in its support points while cutting the surface of the block made of equivalent materials (cement and sand masses) of various uniaxial compressive strength (UCS) was determined experimentally. The nature of the roadheader’s chassis vibrations caused by cutting as well as the changeability of the location of its anchorage point with the movement of the cutting heads on the surface being mined result in high load fitfully in the roadheader’s support points. The dynamic impact of the roadheader on the floor also has a strongly dynamic character.

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań eksperymentalnych zrealizowanych na stanowisku badawczym w Hali Technologicznej Wydziału Górnictwa i Geologii, na którym zainstalowany jest kombajn chodnikowy R-130 (prod. Famur S.A.). W trakcie tych badań wyznaczone zostały przebiegi obciążenia dynamicznego w punktach podparcia wysięgnikowego kombajnu chodnikowego podczas realizacji przezeń procesu roboczego. W celu określenia wpływu procesu urabiania na siły przenoszone na podłoże wyznaczono rozkład obciążenia statycznego podpór kombajnu od ciężaru własnego przy zmieniającym się położeniu jego środka ciężkości spowodowanym wychylaniem wysięgnika. W trakcie badań wyznaczono doświadczalnie wielkość oraz charakter oddziaływania dynamicznego kombajnu na podłoże w punktach jego podparcia podczas urabiania powierzchni bloku wykonanego z materiałów ekwiwalentnych (mas cementowo-piaskowych) o różnej wytrzymałości na ściskanie. Charakter wymuszenia drgań nadwozia kombajnu od urabiania oraz zmienność położenia jego punktu zaczepienia w miarę przemieszczania głowic urabiających po urabianej powierzchni skutkują dużą nierównomiernością obciążenia w punktach podparcia kombajnu. Oddziaływanie dynamiczne kombajnu na podłoże ma przy tym silnie dynamiczny charakter.

11

Doświadczalne badania oddziaływania dynamicznego kombajnu chodnikowego na podłoże

Cheluszka P., Sobota P., Głuszek G.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2018

|

R. 56, nr 1

28--38

PL

W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań eksperymentalnych zrealizowanych na stanowisku badawczym w Hali Technologicznej Wydziału Górnictwa i Geologii, na którym zainstalowany jest kombajn chodnikowy R-130 (prod. Famur S.A.). W trakcie tych badań wyznaczone zostały przebiegi obciążenia dynamicznego w punktach podparcia wysięgnikowego kombajnu chodnikowego podczas realizacji przezeń procesu roboczego. W celu określenia wpływu procesu urabiania na siły przenoszone na podłoże wyznaczono rozkład obciążenia statycznego podpór kombajnu od ciężaru własnego przy zmieniającym się położeniu jego środka ciężkości spowodowanym wychylaniem wysięgnika. W trakcie badań wyznaczono doświadczalnie wielkość oraz charakter oddziaływania dynamicznego kombajnu na podłoże w punktach jego podparcia podczas urabiania powierzchni bloku wykonanego z materiałów ekwiwalentnych (mas cementowo-piaskowych) o różnej wytrzymałości na ściskanie. Charakter wymuszenia drgań nadwozia kombajnu od urabiania oraz zmienność położenia jego punktu zaczepienia w miarę przemieszczania głowic urabiających po urabianej powierzchni skutkują dużą nierównomiernością obciążenia w punktach podparcia kombajnu. Oddziaływanie dynamiczne kombajnu na podłoże ma przy tym silnie dynamiczny charakter.

EN

This article presents the selected results of experimental examinations performed on the test stand in the Technological Hall of the Faculty of Mining and Geology at the Silesian University of Technology in which an R-130 roadheader (by Famur S.A.) is installed. During the examinations, the courses of dynamic load were determined in the points of the roadheader’s boom support during its operation. In order to determine the impact of the cutting process on the strengths transferred onto the floor, the distribution of the static load of the roadheader’s supports caused by its own weight with its changing center of gravity caused by the boom deflecting were determined. During the examinations, the size and nature of the dynamic impact of the roadheader on the floor in its support points while cutting the surface of the block made of equivalent materials (cement and sand masses) of various uniaxial compressive strength (UCS) was determined experimentally. The nature of the roadheader’s chassis vibrations caused by cutting as well as the changeability of the location of its anchorage point with the movement of the cutting heads on the surface being mined result in high load fitfully in the roadheader’s support points. The dynamic impact of the roadheader on the floor also has a strongly dynamic character.

12

Wybrane koncepcje i praktyczne zastosowania sztucznej inteligencji w diagnostyce obrabiarek i procesu skrawania

Sokołowski A.

Inżynieria Maszyn

|

2018

|

R. 23, z. 1

97--110

PL

W artykule przedstawiono wybrane koncepcje oraz praktyczne zastosowania sztucznej inteligencji w diagnostyce obrabiarek i procesu skrawania. Artykuł ma charakter przeglądowy i odwołuje się głównie do badań realizowanych w Katedrze Budowy Maszyn Politechniki Śląskiej. Opisy koncepcji i zastosowań poprzedzono wybiórczą dyskusją zmian (ewolucji) podejść do diagnozowania obrabiarki i procesu skrawania. Zarys ewolucji podejść pozwala na umiejscowienie i jednocześnie uzasadnienie zrealizowanych prac i badań. W celu uwypuklenia efektywności proponowanych rozwiązań przedstawiono przykład selekcji i integracji danych pozyskiwanych podczas projektowania układów diagnostycznych.

EN

The paper presents selected concepts and practical implementation of artificial intelligence for machine tool and cutting process diagnostics. The paper reflects the review of main directions of research conducted in Department of Machine Technology at Silesian Technical University. The description of concepts and their implementation is introduced by selective discussion of evolution of approaches to machine tool and cutting process diagnostics. Such discussion allows for placement and justification of the conducted research, at the same time. In order to emphasis the affectivity of proposed solutions, an example of data selection and integration while designing a diagnostic system is depicted.

13

Analiza rozkładu sił działających na ostrze fazownika sprężystego

Kuzinovski M., Tomov M., Cichosz P., Karolczak P., Kowalski M., Kołodziej M., Skowronek H., Waszczuk K.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2017

|

z. 89 [295], nr 3

353--360

PL

W pracy dokonano analizy rozkładu sił działających na ostrze skrawające w samoczynnych fazownikach. W rozważaniach wzięto pod uwagę fazowniki z różnymi rodzajami sprężyn płaskich służących do napinania ostrza. Przedstawiono czynniki wpływające na charakterystyki podatnościowe sprężyn. Sprecyzowano wytyczne do doboru najkorzystniejszych wariantów sprężyn z punktu widzenia najkorzystniejszych warunków pracy fazowników. Zwrócono uwagę na zmiany sił, jakie działają na ostrze w różnych cyklach pracy fazownika. Wyznaczono wartości sił skrawania, jakie mogą wystąpić podczas kształtowania krawędzi przedmiotów. W analizach uwzględniano także działające siły odśrodkowe oraz zmianę sił od odkształceń sprężystych elementów napinających ostrze.

EN

The article presents an analysis of an influence of the distribution of forces acting on the cutting edge in self-acting chamfering tools. The various types of flat springs for tensioning the blade were taken into consideration. The factors influencing the susceptibility characteristics of springs were presented. The guidelines for selection of the most favorable spring variants from the point of view of the most favorable chamfering tools working conditions were elaborated. Attention was drawn to the changes in the forces that act on the blade in the various phases of chamfering. The values of the cutting forces that can occur when shaping the edges of objects were determined. The analyzes also included active centrifugal forces and the change of forces due to the elastic deformation of the elements tensioning blade.

14

Komputerowa symulacja obciążeń dynamicznych w wybranych węzłach konstrukcyjnych nadwozia wysięgnikowego kombajnu chodnikowego w trakcie realizacji procesu roboczego

Cheluszka P., Gawlik J.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 2

54--67

PL

Wysięgnikowe kombajny chodnikowe stanowią podstawową grupę maszyn roboczych stosowanych w górnictwie podziemnym węgla kamiennego do drążenia wyrobisk korytarzowych. Proces urabiania, szczególnie skał trudno urabialnych jest źródłem silnych obciążeń dynamicznych, które prowadzić mogą do niskiej efektywności pracy kombajnu oraz awarii głównych jego podzespołów spowodowanych znacznym ich przeciążeniem. Identyfikacja stanu dynamicznego kombajnu chodnikowego podczas realizacji procesu roboczego - maszyny traktowanej jako złożony obiekt dynamiczny - ma dlatego fundamentalne znaczenie z punktu widzenia projektowania tego rodzaju maszyn oraz optymalizacji parametrów realizowanego przezeń procesu. W artykule przedstawiono wybrane wyniki symulacji komputerowych dynamiki nadwozia kombajnu chodnikowego R130 podczas realizacji procesu urabiania skał o zróżnicowanej urabialności. Z sytuacją taką mamy do czynienia powszechnie w przypadku drążenia wyrobisk korytarzowych w górotworze o budowie warstwowej, gdzie skałom łatwo urabialny (takim, jak na przykład węgiel kamienny) towarzyszą skały trudno urabialne (na przykład piaskowce). Zaprezentowano przykładowe charakterystyki dynamiczne napędu mechanizmów wychylania wysięgnika, które odpowiedzialne są, obok napędu głowic urabiających, za skuteczną realizację procesu urabiania. Określona została również wrażliwość napędu mechanizmów wychylania wysięgnika na warunki realizacji procesu urabiania.

EN

Boom-type roadheaders represent the fundamental group of working machines used in underground hard coal mining for drilling of dog headings. The cutting process, especially of rocks with low workability, is causing strong dynamic loads likely to lead to low effectiveness of a roadheader‘s work and to the failure of its key subassemblies due to significant loads exerted on them. The identification of dynamic states of a roadheader body when carrying out the mining process - a machine treated as a complex dynamic object - is therefore of fundamental importance in the context of designing such machines and for optimising the parameters of working processes performed by them. The article presents the selected results of computer simulations of R-130 roadheader body dynamics when carrying out the cutting of rocks with differentiated workability. Such situation is common in drilling dog headings in rock mass with a layered structure, where easily workable rocks (such as for instance hard coal) are accompanied by rocks difficult to work with (for example sandstones). The examples are presented of dynamic characteristics of the drive of boom deflection mechanisms which are responsible, apart from the drive of cutting heads, for performing the cutting process effectively. The sensitivity of the boom deflection mechanism drive to the cutting process implementation conditions was also established.

15

Analityczne wyznaczenie średniej wytrzymałości skrawów wykonywanych poprzecznymi głowicami kombajnu chodnikowego

Cheluszka P., Sobota P., Bujnowska A.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 2

68--79

PL

Prowadzone w Instytucie Mechanizacji Górnictwa Wydziału Górnictwa i Geologii Politechniki Śląskiej badania możliwości obniżenia energochłonności urabiania przez sterowanie ruchem głowic urabiających obejmują skrawanie bloku wykonanego z materiałów ekwiwalentnych o różnej wytrzymałości na ściskanie zbudowanego z pięciu warstw nachylonych ukośnie w stosunku do spągu. W artykule przedstawiono sposób analitycznego wyznaczenia parametrów geometrycznych skrawów wykonywanych głowicami poprzecznymi kombajnu chodnikowego oraz położenia skrawu względem spągu i osi wzdłużnej kombajnu. Umożliwia to wyznaczenie granicy warstw w przekroju poprzecznym skrawu a tym samym średniej wytrzymałości skały w tym przekroju. Wykonano przykładowe obliczenia średniej wytrzymałości skrawu zrealizowanego na stanowisku badawczym.

EN

The research conducted at the Institute of Mining Mechanisation, Faculty of Mining and Geology, Silesian University of Technology pertaining to reduction of energy consumption of cutting by controlled movement of cutting heads include the cutting of a rock block made of equivalent materials with various compressive strength, made of five layers inclined diagonally in relation to the floor. The article presents a method of analytical determination of geometrical parameters of cuts made with transverse heads of a roadheader and of the cut position relative to the floor and to the boom’s longitudinal axis. This enables to determine the limit of layers in the cut cross section, hence the average compressive strength of rock in this cross section. The examples of calculations of average strength of cut performed on a test station were made.

16

Significance of cutting process parameters as related to improving dynamic state of roadheader and minimizing power consumption

Cheluszka P., Dolipski M., Sobota P.

Mining – Informatics, Automation and Electrical Engineering

|

2017

|

R. 55, nr 2

59--68 [tekst ang.], 69--79 [tekst pol.]

EN

The process of mechanical excavation, especially that of hard rocks, is very dynamic. This results in heavy loads and vibrations in the cutting system of a roadheader, the drive units of the mechanism related to the excavation process, and the load-carrying structure of the roadheader. The ad verse dynamic state that stems from excessive dynamic loads or even overloading will cause a high failure rate in the roadheader and low efficiency of its operational process (high energy consumption, low productivity), thus leading to high costs of driving tunnels using the mining method involving roadheaders. This article presents selected results of extensive computer studies on the impact of cutting process conditions on the dynamic state of a boom-type roadheader equipped with transverse cutting heads and on the energy consumed during the excavation process. On one hand, cutting process conditions result from properties of an excavated rock material and, on the other hand, from process parameter values set up during the excavation of tunnels. Simulation studies conducted using experimentally verified mathematical models made it possible to identify relationhips that link dynamic loads of the body of a boom-type roadheader and energy needed for mining to the cutting process parameters of rocks with different compressive strengths. The regulation properties obtained in this way show the possibility of reducing dynamic loads of the roadheader through the proper control of cutting process parameters, including the angular speed of the cutting heads. By equipping the roadheader with a cutting head inverter drive system, it is possible to adjust the speed to the cutting process conditions by changing the supply voltage frequency of an asynchronous motor installed in the roadheader's cutting system.

PL

Proces urabiania mechanicznego (zwłaszcza skał zwięzłych) cechuje się dużą dynamiką. Skutkiem tego jest silne obciążenie i drgania w układzie urabiania kombajnu chodnikowego, napędach mechanizmów związanych z realizacją tego procesu oraz ustroju nośnym kombajnu. Niekorzystny stan dynamiczny wynikający z nadmiernego obciążenia dynamicznego czy nawet przeciążeń będzie prowadzić do zwiększonej awaryjności kombajnu, niskiej efektywności realizowanego przezeń procesu roboczego (wysokiej energochłonności, małej wydajności), a przez to – wysokich kosztów drążenia wyrobisk korytarzowych lub tuneli techniką kombajnową. W artykule zaprezentowano wybrane wyniki obszernych badań komputerowych wpływu warunków realizacji procesu urabiania na stan dynamiczny wysięgnikowego kombajnu chodnikowego oraz moc zużywaną do realizacji procesu urabiania. Warunki realizacji tego procesu wynikają z jednej strony z własności urabialnego ośrodka skalnego, z drugiej zaś – z wartości parametrów procesu, zadanych w trakcie urabiania powierzchni czoła przodku. Przeprowadzone badania symulacyjne z wykorzystaniem zweryfikowanych doświadczalnie modeli matematycznych umożliwiły określenie relacji wiążących obciążenie dynamiczne nadwozia wysięgnikowego kombajnu chodnikowego i moc na urabianie z parametrami procesu urabiania skał o różnej wytrzymałości na ściskanie. Uzyskane w ten sposób charakterystyki regulacyjne wskazują możliwości redukcji obciążeń dynamicznych kombajnu chodnikowego w wyniku odpowiedniego sterowania parametrami procesu urabiania, w tym – prędkością kątową głowic urabiających. Dzięki wyposażeniu kombajnu w napęd przekształtnikowy głowic urabiających możliwe jest dostosowanie (regulacja) tej prędkości do warunków realizacji procesu urabiania przez zmianę częstotliwości napięcia zasilania silnika asynchronicznego zainstalowanego w układzie urabiania kombajnu chodnikowego.

17

Kształtowanie siluminów z dodatkiem fazy węglikowej – analiza temperatury narzędzi podczas skrawania

Putyra P., Jaworska L., Dyzia M., Podsiadło M.

Mechanik

|

2017

|

R. 90, nr 2

128--132

PL

Określono trwałość narzędzi z PCD w procesie obróbki skrawaniem odlewanych materiałów kompozytowych z zawartością fazy ceramicznej. Próby skrawania przeprowadzono narzędziami z polikrystalicznego diamentu z wykorzystaniem centrum tokarsko-frezarskiego Mori Seiki NL2000SY. Sprawdzano charakter zużycia VBB zgodnie z normą PN-ISO 3685:1996. Ustalono wpływ parametrów skrawania (prędkości obrotowej, posuwu, głębokości skrawania) na temperaturę ostrzy z PCD. Przeanalizowano mechanizm kształtowania wióra w trakcie obróbki z różnymi parametrami skrawania. Badania zrealizowano z zastosowaniem kamery termowizyjnej FLIR A655 oraz szybkiej kamery Phantom MIRO M310.

EN

The stability of PCD inserts in the machining of cast composite materials containing 10 vol.% of ceramic phase is presented. Tests were carried out using a polycrystalline diamond cutting tool and the turning and milling center Mori Seiki NL2000SY. The VBB wear parameters of inserts according to the standard PN-ISO 3685:1996 were determinated. The influence of the cutting parameters (speed, feed rate, depth of the cut) on the temperature of PCD inserts was investigated. The analysis of chip formation mechanism during the processing at different cutting parameters was performed. The study was carried out using the FLIR A655 thermal camera and the high speed camera Phantom MIRO M310.

18

The possibilities of improving the operational characteristics of vehicle gear by the use of cylindrical arched tooth gear drive

Ivanov I., Rubin P., Tarapanov A., Kanatnikov N.

Transport Problems

|

2016

|

T. 11, z. 2

61--66

EN

In this article, one of the most promising methods of increasing the operational characteristics of a vehicle gear by the use of cylindrical gear drives with arched teeth is presented. Despite a number of advantages, these gearings are not widely used due to design and manufacture complexity. Possible options of edge cutting machining of cylindrical gearwheel arched teeth are considered. The progressive process technology proposed by the authors combines the roughing by multi-purpose cutter head for bevel gear with circular tooth and finishing by cutter head with zero angle of cutting edge.

RU

В статье представлен один из перспективных способов повышения эксплуатационных характеристик приводов транспортных средств за счет применения цилиндрических передач с арочными зубьями. Несмотря на целый ряд преимуществ, такие передачи не имеют широкого распространения это связано сосложностью их проектирования и изготовления. Рассмотрены возможные варианты лезвийной обработки арочных зубьев цилиндрических колес. Авторами предложен прогрессивный технологический процесс. Сочетающий черновую обработку универсальными резцовыми головками для обработки конических колес скруговым зубом и чистовую - резцовыми головками с нулевым углом профиля.

19

Ewolucja modeli grubości wióra podczas frezowania

De Vos P.

Przegląd Mechaniczny

|

2016

|

nr 9

23--26

PL

Wyniki procesów skrawania metali zależą od wielu czynników. Do najważniejszych i najmniej poznanych czynników należy grubość wióra skrawanego przez narzędzie skrawające. Zasadniczo terminem grubość wióra jest określany wynik pomiaru grubości nieodkształconego materiału pod kątem prostym do krawędzi skrawającej. Grubość wióra jest ściśle skorelowana np. z siłami działającymi na narzędzie i przedmiot obrabiany. Nadmiernie duża grubość wióra prowadzi do odpryskiwania i pękania krawędzi skrawającej, natomiast niedostateczna grubość wióra powoduje szybkie zużywanie się krawędzi.

20

Zastosowanie analizy sygnału emisji akustycznej do oceny jakości powierzchni uzyskiwanej w procesie przecinania strugą wodno-ścierną

Sutowski P., Sutowska M.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 8-9

1046--1047

PL

W artykule opisano możliwość zastosowania analizy sygnału emisji akustycznej do oceny jakości powierzchni uzyskiwanej w procesie cięcia wysokociśnieniową strugą wodno-ścierną. Otrzymane wyniki badań potwierdziły wyraźny wpływ warunków obróbki na strukturę geometryczną przecięć oraz zarejestrowane wartości emitowanych fal naprężeń.

EN

The article describes the possibility of using acoustic emission signal for the purpose of evaluation of the surface obtained in high-pressure abrasive waterjet cutting process. The obtained results showed a clear influence of the machining conditions on the geometric structure of the obtained cuts and the registered values of the stress waves.