Zawartość miesięcznika nr 12/2016

STRESZCZENIE: Omówiono praktyczne aspekty zastosowania systemu wizyjnego do kontroli procesu etykietowania opakowań w przemyśle farmaceutycznym. Zakres kontroli obejmuje weryfikację etykiet (na lewym i prawym podajniku etykiet), sprawdzanie dodatkowego nadruku (np. z datą ważności, numerem serii) oraz obecności etykiety na opakowaniu. Zadania te są zgodne z zasadami Dobrej Praktyki Wytwarzania (GMP) obowiązującymi w zakładach produkujących leki, a stosowane są w celu zwiększenia bezpieczeństwa produktu.

SŁOWA KLUCZOWE: system wizyjny, kamera, czujnik wizyjny, etykieciarka, etykietarka, farmakod, etykieta, kontrola, inspekcja

ABSTRACT: The article discusses the practical aspects associated with the use of video system in the application of labeling process control in the pharmaceutical industry. The scope of the control includes verification of the labels (on the left and right label trays), checking the additional printing (eg. the expiration date, series number), and checking the presence of the label on the package. These tasks are consistent with the principles of Good Manufacturing Practice (GMP) being in force in factories producing medicines and are used to enhance the safety of the product.

KEYWORDS: vision system, video camera, vision sensor, labeling machine, Pharmacode, label, control, inspection

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.570

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano analizę stateczności układu przeładunkowego żurawia samojezdnego dla wybranych konfiguracji i warunków pracy. Nieuwzględnienie warunków stateczności w dynamice rzeczywistego układu żurawia może grozić utratą stateczności. Jako wyniki badań symulacyjnych przedstawiono zmiany warunków stateczności w zależności od: położenia kątowego kolumny obrotowej z wysięgnikami oraz ramionami teleskopowymi, położenia ramion teleskopowych, wartości kątów podniesienia wysięgników, masy składowych elementów układu nośnego oraz jego obciążenia ładunkiem.

SŁOWA KLUCZOWE: żurawie przeładunkowe, analiza stateczności, podpory, środek masy, ładowność

ABSTRACT: In this article analysis of mobile crane load handling system stability for selected configurations and operating conditions has been presented. A failure to consider stability conditions in dynamics of the real crane arrangement may lead to loss of stability. As results of simulation tests variations in stability conditions depending on angular position of the turning column with booms and telescopic booms, positions of telescopic booms, values of boom angle of elevation, load-bearing system components masses as well as on crane loading have been presented.

KEYWORDS: loader cranes, stability analysis, supports, mass centre, carrying capacity

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.571

STRESZCZENIE: Koło Naukowe BekkerTeam buduje łazik kosmiczny, aby wystartować w zawodach European Rover Challenge. Praca w kole ma dużą wartość naukową z zakresu konstrukcji maszyn, terramechaniki i mechatroniki pojazdów. Niektóre mechanizmy łazika są niestandardowe na tle innych konstrukcji tego typu. Szczególnym przykładem jest innowacyjne zawieszenie zaprojektowane przez autorów referatu. BekkerTruck powstaje przy użyciu urządzeń CNC i drukarek 3D stworzonych przez członków koła. Pojazd oraz jego składowe będą wykorzystane jako stanowiska laboratoryjne na Wydziale Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej.

SŁOWA KLUCZOWE: łazik kosmiczny, konstrukcja maszyn, terramechanika

ABSTRACT: The Science Club ‘BekkerTeam’ builds a space rover to take part in the competition ‘European Rover Challenge’. This project has got a high scientific value of the range construction machinery, terramechanics and mechatronics of vehicles. A few mechanisms of this space rover are unique. A specific example of that is an innovative suspension, which was projected by authors of this article. Some parts of the Space rover, called BekkerTruck, were made by CNC machine and 3D printer, created by members of the Science Club. The vehicle and its parts will be tested in laboratories at the Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering at Warsaw University of Technology.

KEYWORDS: space rover, constructionmachinery, terramechanics

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.557

STRESZCZENIE: Spawanie jest podstawową techniką łączenia elementów konstrukcji kadłuba statku. Procesowi temu towarzyszą odkształcenia spawalnicze, co przysparza dużo problemów wykonawczych. W pracy przedstawiono wpływ przewymiarowania spoiny pachwinowej na wielkość kątowych odkształceń złącza. Dokonano porównania wartości określonych na podstawie inżynierskich hipotez z wynikami otrzymanymi podczas prób laboratoryjnych.

SŁOWA KLUCZOWE: odkształcenia spawalnicze, spawalnictwo okrętowe

ABSTRACT: Welding process is basic joining technique in shipbuilding. Such method generated welding distortions which cause a lot of problems during the manufacturing process. In the work influence of oversizing of weld on angular distortions of joint is presented basing upon of the results of the laboratory measurements. Values determined on the basis of literature hypotheses are compared with the one obtained from the laboratory test.

KEYWORDS: welding distortion, shipbuilding welding, welding angular deformation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.558

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono definicje i podstawowe formalizmy identyfikacji parametrycznej i strukturalnej. Krótko przedstawiono praktyczne aspekty tak postawionego zadania. Następnie, wykorzystując prosty model matematyczny, pokazano, że pominięcie identyfikacji modelu może prowadzić do grubych błędów jakościowych i ilościowych.

SŁOWA KLUCZOWE: identyfikacja, model dynamiczny, zadanie nieliniowe

ABSTRACT: The paper reminds of basic definitions and formalisms of parametric and structural identification. Practical aspects of formulation of identification problem were presented. Furthermore, the simple example shows that the omission of identification procedure leads to serious errors, even for not complicated models.

KEYWORDS: identification, dynamic model, nonlinear task

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.559

STRESZCZENIE: W pracy poruszono problem zmniejszenia masy wyczynowego roweru wodnego Rektor bez utraty jego wytrzymałości. W tym celu przeprowadzone zostały wieloetapowe obliczenia wybranego węzła konstrukcyjnego. Ponadto omówiono technologię wykonania rur kompozytowych. Podczas analizy sprawdzono trzy przypadki różniące się materiałem, z którego wykonano ramę, odpowiednio: z aluminium, laminatu zbrojonego włóknem szklanym oraz laminatu zbrojonego włóknem węglowym. W dalszej części, w celu zachowania odpowiedniej wytrzymałości, zaproponowana została sekwencja ułożenia poszczególnych warstw laminatu.

SŁOWA KLUCZOWE: analiza MES, kompozyty, analiza wytrzymałościowa

ABSTRACT: The subject of the article is reducing weight of waterbike called Rektor without loss of its strength. In order to do it multistage calculations and research on producing composite tubes were done. During analysis three cases were taken into account: frame built of aluminium, laminate reinforced with glass fiber and laminate reinforced with carbon fiber. At the end to get the needed strength of the frame the sequence of layers was proposed.

KEYWORDS: FEM analisys, composites, stress analisys

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.560

STRESZCZENIE: W modelarstwie samochodowym, jak w każdym sporcie motorowym, rywalizacja toczy się nie tylko na polu sportowym, ale przede wszystkim na polu prac inżynierskich. Wraz z rozwojem i obniżającymi się cenami drukarek 3D powszechne w modelarstwie staje się prototypownie przy użyciu technik przyrostowych.

SŁOWA KLUCZOWE: modelarstwo, samochody zdalnie sterowane, RC , FDM, druk 3D

ABSTRACT: In RC car racing, just like in all motorsport, competition is not limited only to sport, often it is highest on the field of engineering. Development and decreasing prices of 3D printers caused that prototyping using additive methods is now on daily basis in RC car industry.

KEYWORDS: RC cars, radio controlled, FDM, 3D printing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.540

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono zastosowanie metod fotogrametrycznych do projektowania i badania foteli komunikacji masowej. Zaprezentowano zarówno fotogrametrię statyczną stosowaną do analizy geometrii foteli, jak i dynamiczną, wykorzystywaną m.in. w testach zderzeniowych. Pokazano zasady fotogrametrii i omówiono przykładowe badania.

SŁOWA KLUCZOWE: fotogrametria, badania statyczne, badania dynamiczne, deformacja

ABSTRACT: In the paper application of photogrammetry method to design and test seats for public transportation was presented. Both, static photogrammetry used for geometry analysis as well as dynamic one applied for crash tests were shown. Bases of photogrammetry and examples of inspections were briefly discussed.

KEYWORDS: photogrammetry, static tests, dynamic inspection, deformation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.541

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano wybrane wyniki prac badawczych dotyczących technologii Rapid Tooling (RT). Konwencjonalne technologie wytwarzania, stanowiące bezpośrednią konkurencję dla RT, poprzez niezliczone aplikacje i ciągły rozwój znacząco poprawiły swoje najważniejsze parametry technologiczne. Niemniej jednak aplikacyjność technologii RT jest silnie zaznaczona w produkcji jednostkowej i małoseryjnej. Szczególnie w takich dziedzinach, jak medycyna, przemysł lotniczy i kosmiczny, a także w trakcie realizacji prac badawczo- -rozwojowych. Aby zapewnić konkurencyjność technologii RT, istotne są ciągły rozwój, eliminowanie ograniczeń i poszukiwanie nowych aplikacji przemysłowych. Najbardziej wymagające rozwoju kierunki to: poprawa jakości powierzchni, poprawa dokładności wymiarowo-kształtowej wyrobów, a także zwiększenie trwałości wytworzonych narzędzi RT.

SŁOWA KLUCZOWE: Rapid Prototyping, Rapid Tooling, Rapid Casting, Vacuum Casting, Metal Part Casting

ABSTRACT: The article presents selected results of research on Rapid Tooling technology (RT). Conventional manufacturing technologies, which directly compete with RT, have radically improved their technological parameters by numerous applications and continuous development. Unit and small-scale production is the area of applications where Rapid Tooling is particularly gaining popularity, especially in R&D applications, medicine, aviation and space industry. In order to ensure competitiveness of RT technologies continuous development, elimination of limitations and searching of new areas of industrial applications are required. The most challenging development areas include: improvement of the surface quality, improvement of the size and shape accuracy of the product, and enhancement of the manufactured RT tools durability.

KEYWORDS: Rapid Prototyping, Rapid Tooling, Rapid Casting, Vacuum Casting, Metal Part Casting

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.542

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono trzy metody zwiększania wydajności druku 3D metodą FFF. Próby polegały na zwiększaniu gęstości wypełnienia, wysokości warstwy oraz prędkości druku. Na podstawie wydruków testowych oraz symulacji porównano czasy, zużycie materiału oraz jakość wykonanego przedmiotu przy założonych parametrach druku.

SŁOWA KLUCZOWE: druk 3D, metoda FFF, wydajność druku 3D

ABSTRACT: This article presents three methods of improving efficiency of 3D printing by the FFF method. Trials consisted of increasing the density of infill, layer height and print speed. On the basis of test prints and simulations, made with assumed parameters of printing, times, material consumption and quality wear compared.

KEYWORDS: 3D printing, method FFF method, efficiency of 3D printing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.543

STRESZCZENIE: Zaproponowano nowy kształt wyrobu wzorcowego (wzorca) do analizy dokładności wytwarzania obiektów metodą przyrostową na drukarkach 3D. Kształt próbki zawiera w sobie podstawowe prymitywy geometryczne i pozwala na zbadanie wartości wybranych odchyłek kształtu, kierunku i położenia. W ramach badań wykonano analizy wydruków z trzech różnych drukarek 3D.

SŁOWA KLUCZOWE: druk 3D, pomiary skanerem 3D, odchyłki kształtu, kierunku i położenia

ABSTRACT: New shape of the standard (artefact) is proposed to analyze the accuracy of the objects, which are received on 3D printers. The artefact shape contains the basic geometrical primitives and allows to identify the values of the selected form, orientation and location deviations. In this study the analysis of 3 different 3D printers output was performed.

KEYWORDS: 3D printing, 3D scanner measurement form, orientation and location deviations

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.544

STRESZCZENIE: W artykule opisano oryginalne stanowisko pomiarowe, wykorzystujące skaner białego światła strukturalnego. Konstrukcja stanowiska umożliwia wykonywanie pomiarów skanujących ciała pacjentów, co jest trudnym zagadnieniem, gdy przeprowadza się takie pomiary zwykłym skanerem, ze względu na mimowolne ruchy ciała.

SŁOWA KLUCZOWE: skaner 3D, medycyna

ABSTRACT: The paper presents the original measurement position with structured light 3-dimensional scanner. The design of described position gives a chance for measuring of human body. It is difficulty measurement using traditional 3-dimensional scanner, due instinctive movements of scanned human.

KEYWORDS: 3D scanner, medicine

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.545

STRESZCZENIE: W artykule omówiono proces pozyskania geometrii zewnętrznej motocykla przy pomocy bezdotykowego skanera 3D, która w końcowym etapie posłuży do zaprojektowania aerodynamicznej owiewki osłaniającej motocyklistę. Krok po kroku zaprezentowano cały proces, zaczynając od skanowania obiektu za pomocą skanera 3D firmy SMARTTECH, kończąc na utworzeniu modelu dyskretnego motocykla w postaci siatki trójkątów.

SŁOWA KLUCZOWE: inżynieria odwrotna, skanowanie 3D, model triangularny

ABSTRACT: In the paper Has been described process of obtaining external geometry of the motorbike with using 3D scanner. External geometry of the motorbike will be used to design aerodynamic fairing enclosing the driver. Step by step was show the entire process starting from scanning an object using 3D SMARTTECH scanner, finally creation the discrete triangular model of motorbike.

KEYWORDS: reverse engineering, 3D scanning process, triangular model

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.546

STRESZCZENIE: Celem pracy było sprawdzenie możliwości wykorzystania elementów belkowych w analizach struktur drukowanych metodą FDM/FFF. Przedstawiono wyniki symulacji numerycznych dla trzech przypadków połączenia pojedynczych nitek polimeru poddanych różnym rodzajom obciążenia. Uzyskano satysfakcjonujące wyniki, które potwierdziły słuszność koncepcji.

SŁOWA KLUCZOWE: druk 3D, FDM, MES, wytrzymałość struktury drukowanej, elementy belkowe

ABSTRACT: The goal of work was to test possibility of using the beam elements in analysis of structures printed by FDM/FFF. We present the results of numerical simulations of the three connection cases of a single polymer filament treated with various types of loads. In these tests were achieved very satisfactory results that confirmed the validity of the concept.

KEYWORDS: 3D printing, FDM, FEM, strength of printing structures, beam elements

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.547

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia wyniki analizy wymiarowej obiektów wykonanych techniką przyrostową (drukiem 3D). Zaproponowano prostą metodę zwiększenia dokładności drukowanych modeli poprzez wprowadzenie współczynnika kompensującego błędy procesu. W oparciu o wyniki analizy modelu badawczego wyznaczono wartość współczynnika skalowania, który pozwolił na znaczne zmniejszenie wartości błędu względnego mierzonych wymiarów. W ramach pracy wykonano weryfikację poprawności zaprezentowanej metody z wykorzystaniem optycznego skanera 3D.

SŁOWA KLUCZOWE: druk 3D, FDM, odchyłki, dokładność wymiarowa, skalowanie

ABSTRACT: This article presents the results of dimensional analysis of models which were made using 3D printing. We proposed a simple method of increasing dimensions of printed models using compensation scale factor. Scale factor allowed us to decrease relative error of measured dimensions. The verification of presented method was performed using optical 3D scanner.

KEYWORDS: 3D printing, FDM, deviations, dimensional accuracy, scaling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.548

STRESZCZENIE: Przedstawiona praca jest przykładem wykorzystania nowoczesnych urządzeń typu skanery 3D oraz drukarki 3D w procesie modelowania protez stawów. Stosowanie metod przyrostowych pozwala na tworzenie wyrobów wykonanych z różnych materiałów w zależności od użytej technologii druku 3D. Pozwala to wykonywać przedmioty pod konkretne zastosowania bądź osoby. W artykule autorzy przedstawili wykorzystanie technologii inżynierii odwrotnej do zamodelowania endoprotezy stawu biodrowego, która będzie wykonana dla konkretnego pacjenta.

SŁOWA KLUCZOWE: druk 3D, inżynieria odwrotna, protezy stawów, personalizacja

ABSTRACT: This paper is an example of using reverse engineering to modeling hip implant. In this article the authors present used of 3D scanners and 3D printer in medical applications. Reverse engineering allow to created hip implant which are match to specific patient.

KEYWORDS: 3D printing, reverse engineering, hip implant, personalization

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.549

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia problematykę podwyższenia dokładności wytwarzania prototypów metodą PolyJet. W tym celu wykonano modele badawcze w postaci prymitywów geometrycznych oraz poddano je pomiarom kontrolnym. W kolejnym kroku przeprowadzono korekty geometrii, ponownie wytworzono modele i wykonano pomiary w celu weryfikacji poprawności przyjętych założeń.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie prototypowanie, PolyJet, CAD, pomiary optyczne, dokładność

ABSTRACT: The article presents the problem of increasing the accuracy of prototyping by PolyJet. To this aim a test models in the form of geometric primitives, and subjected to measurement control. In the next stage, carried out the correction of geometry, re-produced models and measurements in order to verify the correctness of the assumptions.

KEYWORDS: Rapid Prototyping, PolyJet, CAD, optical measurements, accuracy

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.550

STRESZCZENIE: W artykule omówiono zagadnienia weryfikacji doświadczalnej elementów konstrukcyjnych wytwarzanych w technologii addytywnej druku 3D metodą FDM (Fused Deposition Modeling). Odniesiono się do aktualnie stosowanych metod i procedur testowych pozwalających na weryfikację założeń i wymagań wytrzymałościowych.

SŁOWA KLUCZOWE: metodyka badań doświadczalnych, druk 3D, FDM, addytywne technologie wytwarzania

ABSTRACT: A article discusses the issues of experimental verification of structural elements produced in additive technology of 3D printing FDM (Fused Deposition Modeling). Reference was made to the currently used methods and test procedures allow for verification of assumptions and strength requirements.

KEYWORDS: 3D printing, FDM, material testing, tension testing, rapid prototyping

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.551

STRESZCZENIE: W artykule scharakteryzowano dedykowane technologii FDM materiały polimerowe, opierając się na badaniach testowych elementów wykonanych z tworzywa PLA. Celem pracy było przygotowanie metody badań pozwalającej zarówno na porównanie danych materiałowych dostarczanych przez producentów materiału użytego do wytworzenia elementu konstrukcyjnego, jak i ocena własności elementu oraz sposobu wykorzystania materiału w zastosowanej technologii wykonania.

SŁOWA KLUCZOWE: badania doświadczalne, druk 3D, FDM, addytywne technologie wytwarzania

ABSTRACT: A paper presets dedicated FDM technology polymeric materials based on studies of test components made of PLA polymer. The aim of the study was to verify the test methods allowing both to compare material data supplied by the manufacturers of the material used to manufacture the component and evaluation of ownership of an item and how to use the material using FDM technology.

KEYWORDS: 3D printing, FDM, material testing, tension testing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.552

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wybrane aspekty zastosowania stereolitografii w projektowaniu architektonicznym. Głównie skupiono się na wykorzystaniu tej metody drukowania przestrzennego do wykonywania modeli i makiet architektonicznych. Omówiono zalety i wady tego zastosowania zauważone podczas pracy z drukarką 3D działającą w tej technologii.

SŁOWA KLUCZOWE: drukowanie przestrzenne, model architektoniczny, projektowanie architektoniczne, stereolitografia

ABSTRACT: The article presents several issues on the application of the stereolithography in the architectural design. Mainly, it focuses on using this method of additive manufacturing to making the architectural models. There are discussed in the paper advantages and disadvantages of this application, which were noticed during the work with the 3D printer operating in this technology.

KEYWORDS: additive manufacturing, architectural model, architectural design, stereolithography

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.553

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono etapy tworzenia modelu 3D-CAD oraz możliwości ustawienia parametrów drukarki INSPIRE D290 (opartej na technologii MEM) do wytwarzania modeli fizycznych. Zaprezentowano również stanowisko do badań kół zębatych wykonanych metodami szybkiego prototypowania, a także wyniki przeprowadzonych badań kół wykonanych z polimeru ABS B601.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie prototypowanie, koła zębate, stanowisko badawcze

ABSTRACT: The paper presents stages of creating a 3D-CAD model and possibilities for setting parameters of the printer INSPIRE D290 (based on MEM technology) to produce physical models. It also presents a stand for testing gears made by means of rapid prototyping methods and results of testing gears made of ABS polymer B601.

KEYWORDS: rapid prototyping, toothed gears, test stand

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.554

STRESZCZENIE: Niniejsza praca jest przykładem wykorzystania mikrotomografii w inżynierii odwrotnej oraz w diagnostyce i kontroli jakości. W artykule autorzy przedstawili analizy jakości wykonania modeli 3D wydrukowanych na dwóch urządzeniach. Modele wykonano z jakością wypełnienia 100%. Badania wykonane na mikrotomografie komputerowym uwidaczniają niedoskonałości wykonania, kształtu i porowatość wewnętrzną druku. Do analiz wykorzystano skrypt napisany w programie Matlab.

SŁOWA KLUCZOWE: druk 3D, jakość wypełnienia, mikrotomografia, analiza obrazu

ABSTRACT: This paper is an example of using microtomography in reverse engineering as well as diagnosis and quality control. In this article the authors present the analysis of quality of 3D models printed using two devices. The models have been made with 100% fill factor. The study performed using computed microtomography highlight the imperfections of execution, shape and internal porosity of the print. The analysis has been performed using a script written in Matlab.

KEYWORDS: 3D printing, quality infill, X-ray microtomography, image analysis

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.555

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono analizę oddziaływań dynamicznych (np. występowania stanów krytycznych) w konstrukcji z kompozytu węglowo-epoksydowego na przykładzie wału maszynowego przy różnych rodzajach wymuszenia. Przeprowadzony eksperyment miał dać odpowiedź na pytanie, czy da się przewidzieć zachowania dynamiczne występujące w trakcie normalnej eksploatacji (wymuszenie kinematyczne) na podstawie doświadczeń wykonanych na stanowisku laboratoryjnym przy wymuszeniu realizowanym siłą harmoniczną lub impulsową.

SŁOWA KLUCZOWE: dynamika, kompozyt węglowo-epoksydowy

ABSTRACT: The article presents an analysis of dynamic interactions (e.g. occurrence of critical states) with the construction of carbon fiber composite (for example the drive shaft) for different types of excitation. Experiment was conducted to answer the question whether it is possible to predict the dynamic behaviour occurring during normal operation (force kinematic) based on the experiment made at the laboratory when the excitation was implemented as a harmonic or impulse force.

KEYWORDS: dynamic, carbon fiber composite

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.556

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia koncepcję i wstępną analizę lekkiej kompozytowej struktury nośnej. Zastosowano w niej węzły kompozytowe łączące prefabrykowane pręty kompozytowe ze zbrojeniem szklanym i węglowym. Wykorzystanie takich gotowych prętów kompozytowych łączonych węzłami kompozytowymi pozwala na znaczące obniżenie masy struktury, skrócenie czasu jej wykonania i obniżenie ceny.

SŁOWA KLUCZOWE: struktury nośne, węzły kompozytowe

ABSTRACT: Paper discussed the idea and tests of the new composite space structure made of prefabricated load-bearing elements with glass and carbon as reinforcing material. Composite joints are applied as the proper solution for light space structures. Using of prefabricated load-bearing elements joined by composite joints allows to decrease mass of the structure, construction time and costs.

KEYWORDS: space structures, composite joints

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.577

STRESZCZENIE: Omówiono prace dotyczące przygotowania i realizacji badań eksperymentalnych próbek drukowanych metodą osadzania topionego materiału – FDM (fused deposition modelling), w tym metodykę pomiarów optycznych odkształceń z wykorzystaniem fotogrametrii oraz zastosowanie tej metody w próbie statycznego rozciągania. Porównano wyniki uzyskane na maszynie wytrzymałościowej i z pomiarów z wykorzystaniem metody fotograficznej, dotyczące własności mechanicznych materiału próbki wykonanej techniką druku FDM. Głównym celem prac było przygotowanie optycznej metody pomiarowej do badań materiałów niejednorodnych o dużych odkształceniach, zobrazowanie pól odkształceń oraz analiza zachowania się takich materiałów w złożonych stanach obciążeń.

SŁOWA KLUCZOWE: optyczne metody pomiarowe, fotogrametria, badania wytrzymałościowe, statyczna próba rozciągania, druk 3D, PLA, FDM

ABSTRACT: This paper presents results of works, which concerned on proper sample preparation, testing methodology and analysis of material properties with application of optical displacement measurements. Later author compare result of measurements in performed tests and present 3D FDM printed material characteristic result. The goal was to prepare optical non-contact measurements methodology for examining properties of anisotropic and high deformable materials in complex loads condition.

KEYWORDS: optical measurements, photogrametry, material testing, tension testing, rapid prototyping, 3D printing, PLA, FDM

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.578

STRESZCZENIE: Omówiono procedurę szacowania niepewności pomiaru oraz istotne elementy współczesnego podejścia do szacowania niepewności. Wyjaśniono pojęcie rozdzielczości przyrządów ze wskazaniem analogowym i cyfrowym. Podano najczęściej stosowane rozkłady jako modele błędów pomiaru. Na przykładzie odchyłki długości płytki wzorcowej uzasadniono wykorzystanie rozkładów antymodalnych.

SŁOWA KLUCZOWE: niepewność pomiaru, mikrometr, rozkład prawdopodobieństwa, budżet niepewności

ABSTRACT: Procedure of uncertainty evaluation is described. Important issues of up-to-date approach to uncertainty evaluation are explained. The term resolution of analogue and digital indication measuring instruments is explained. The probability distributions most often used for error modelling are given. On the example of gauge block length deviation the reasons for using antimodal distributions are explained.

KEYWORDS: measurement uncertainty, micrometer, probability distribution, uncertainty budget

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.567

STRESZCZENIE: Omówiono elementy budżetu niepewności pomiaru. Wskazano źródła informacji o składowych niepewności i powody utożsamiania granicznego błędu dopuszczalnego wskazań z niepewnością pomiaru. Wyjaśniono szczegółowo pochodzenie współczynników umożliwiających przeliczanie przedziału możliwych błędów na odchylenie standardowe składowej niepewności pomiaru związanej z tym błędem.

SŁOWA KLUCZOWE: niepewność pomiaru, rozkład prawdopodobieństwa, wariancja, budżet niepewności

ABSTRACT: Components of the uncertainty budget are discussed. The sources of information on component uncertainties are pointed out. Reasons for identifying the maximum permissible error of indication with measurement uncertainty are explained. The origins of coefficients enabling calculation of standard uncertainty from the possible range of errors are explained in detail.

KEYWORDS: measurement uncertainty, probability distribution, variance, uncertainty budget

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.568

STRESZCZENIE: Zaprezentowano wyniki badań, których praktyczne zastosowanie umożliwia dobór prędkości obrotowej gwarantującej stały styk końcówki trzpienia czujnika pomiarowego z powierzchnią walcową mierzonego przedmiotu. Rozważania analityczne poparto wynikami badań symulacyjnych i doświadczalnych. Badania wykazały, że zwiększenie prędkości obrotowej wpływa w sposób istotny na kształt rejestrowanego zarysu i wartość wyznaczanej odchyłki okrągłości.

SŁOWA KLUCZOWE: analiza sił, badania symulacyjne, odchyłki geometryczne, zarysy okrągłości

ABSTRACT: The results of tests presented herein lead to practical applications, such as the proper choice of rotary speed guaranteeing a constant contact between the measuring sensor’s spindle tip and cylindrical surface of measured object. Analytical considerations have been supported by the results of simulations and experimental tests. The research has shown that an increase in rotary speed essentially affects the recorded profile shape and the value of determined roundness deviation.

KEYWORDS: force analysis, simulations tests, geometric deviation, roundness profile

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.569

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono krótką historię rozwoju przekładni hipoidalnych i obrabiarek do nacinania ich uzębienia. Omówiono opracowany z udziałem autora system komputerowego wspomagania projektowania konstrukcji oraz technologii przekładni stożkowych i hipoidalnych, a także jego wykorzystanie do zaprojektowania i wdrożenia ponad 130 przekładni hipoidalnych na potrzeby polskich producentów. Podano zakresy przełożeń, przesunięć hipoidalnych, gabarytów i kątów pochylenia linii zęba zaprojektowanych przekładni. Wskazano na korzyści wynikające ze wzbogacenia asortymentu wytwarzanych przekładni stożkowych o przekładnie hipoidalne oraz na czynniki, które należy wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji o rozszerzeniu produkcji.

SŁOWA KLUCZOWE: przekładnie hipoidalne, frezarki do uzębień stożkowych, komputerowe systemy wspomagające CAD/CAM

ABSTRACT: In article brief history of hypoid spiral bevel gears and hypoid generators (cutting machines) was presented. Using the CAD and CAM system (developed with the participation of the author) for designing 130 hypoid spiral bevel gears for Polish manufacturing company was discussed. Range of gears ratio, hypoid offset, pinion and gear spiral bevel angles, gear outside diameter and face width of those hypoid gear sets were given. Benefits from the extension of the manufacturing spiral bevel gears about hypoid spiral bevel gears were changed. Factors which one should consider to begin the manufacture of hypoid gear sets were discussed.

KEYWORDS: hypoid spiral bevel gears, hypoid generators (cutting machine), CAD/CAM systems

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.561

STRESZCZENIE: Omówiono zjawisko tarcia występujące w przekładniach mechanicznych. Podjęto próby opracowania konstrukcji przekładni minimalizujących negatywne skutki tarcia. Zaprezentowano autorskie konstrukcje przekładni beztarciowych objęte zgłoszeniami patentowymi.

SŁOWA KLUCZOWE: tarcie, przekładnie mechaniczne, przekładnie toczne, przekładnie magnetyczne

ABSTRACT: The article discusses the gears and the impact of the friction on the transmission. Then there is the attempt to find the constructions of frictionless gears. Finally there are described magnetic and rolling gears and presented the new constructions of frictionless gears, which are patent pending.

KEYWORDS: friction, gears, rolling gears, magnetic gears

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.562

STRESZCZENIE: Opisano budowę i zasady funkcjonowania prototypu nowego rodzaju przepływowej maszyny energetycznej z tłokami wirującymi w przestrzeniach toroidalnych. Przedstawiono wyniki badań symulacyjnych i doświadczalnych oporów przepływu cieczy w zaprezentowanym prototypie urządzenia. Dokonano oceny porównawczej wyników badań symulacyjnych i doświadczalnych z zastosowaniem rachunku korelacyjnego i całkowego.

SŁOWA KLUCZOWE: pompa rotacyjna, badania symulacyjne, straty hydrauliczne

ABSTRACT: Described are the construction and principles of operation of a prototype energy converting machine, a flow machine with pistons rotating in toroidal spaces. The results of simulation and experimental tests of liquid flow resistance in the presented prototype machine are compared, with the assessment making use of correlation and integral calculus.

KEYWORDS: rotary pump, simulation test , hydraulic losses

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.563

STRESZCZENIE: Bezdotykowa laserowa metoda mikropozycjonowania pozwala omijać ograniczenia tradycyjnych technik mechanicznych stosowanych przy montażu mikroukładów elektromechanicznych (micro-electro-mechanical systems, MEMS) oraz optoelektromechanicznych (micro-opto-electro-mechanical systems, MOEMS). Przedstawiono badania doświadczalne i symulacje numeryczne mechanizmu termicznego mikrogięcia, który pozwala uzyskiwać deformacje dwukierunkowe, to jest w kierunku do lub od padającej wiązki laserowej, w zależności od przyjętych parametrów obróbki. Zweryfikowany doświadczalnie model numeryczny umożliwił wyjaśnienie zachowania małych belek wysięgnikowych wykonanych ze stali nierdzewnej, poddawanych nagrzewaniu impulsem lasera Nd:YAG. Przy ustalonej długości impulsu kierunek gięcia zależy od mocy wiązki laserowej. Ujawniony mechanizm gięcia charakteryzuje się występowaniem znacznego dodatniego plastycznego odkształcenia wzdłużnego w obszarach brzegowych nagrzewanej belki. Deformacja wynika z dużego gradientu temperatury na szerokości belki, z pewnym udziałem gradientu na kierunku grubości. Zastosowanie tego mechanizmu otwiera nowe możliwości przed laserową technologią mikropozycjonowania, zwłaszcza gdy obrabiany element jest dostępny tylko zjednej strony.

SŁOWA KLUCZOWE: kształtowanie laserowe, gięcie laserowe, laserowe mikropozycjonowanie, mikroukłady optoelektromechaniczne

ABSTRACT: Laser-based non-contact micro-adjustment method is a way of going beyond limits of traditional mechanical techniques applied for precise alignment during assembly of micro-electro-mechanical and micro-opto-electro-mechanical systems (MEMS and MOEMS). This paper presents experimental and numerical investigation of thermal micro-bending mechanism, which enables bi-directional deformation, i.e. either towards or away from the incident laser beam, dependent on the applied processing parameters. Experimentally validated numerical model explained behavior of stainless steel cantilever beams subject to the heating by the Nd:YAG laser pulse. With constant pulse duration, direction of bending depends on the laser beam power. The revealed mechanism of bending involves significant positive longitudinal plastic strain in the edge regions of the heated beam. The deformation results from a considerable temperature gradient across the width of the cantilever beam, with some contribution of the temperature gradient in the thickness direction. Application of the mechanism opens up new opportunities for the laser-based microadjustment technology, particularly when the processed component is accessible from one side only.

KEYWORDS: laser forming, laser bending, laser micro-adjustment, MEMS, MOEMS

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.572

STRESZCZENIE: Przedstawiono efektywność wymiany ciepła podczas wrzenia płynu chłodniczego przepływającego przez pionowy minikanał, asymetrycznie ogrzewany powierzchnią rozwiniętą teksturowaniem laserowo-wibracyjnym. Analizy efektywności wymiany ciepła dokonano na podstawie lokalnych współczynników przejmowania ciepła na styku powierzchnia grzejna–płyn. Zastosowanie powierzchni grzejnej rozwiniętej teksturowaniem laserowo-wibracyjnym wspomogło osiągnięcie efektywniejszej wymiany ciepła podczas wrzenia nasyconego w porównaniu z powierzchnią gładką, gdyż uzyskano wyższe wartości współczynników przejmowania ciepła.

SŁOWA KLUCZOWE: laserowe teksturowanie, wibracja, intensyfikacja wymiany ciepła, minikanał

ABSTRACT: This chapter discusses the efficiency of flow boiling heat transfer for a fluid flowing through a vertical minichannel heated asymmetrically with a surface enhanced by vibrationassisted laser texturing. The study of the heat transfer efficiency involved analysing the local values of the heat transfer coefficients at the interface between the heated surface and the fluid. The use of an enhanced surface produced by vibration-assisted laser texturing contributed to more efficient saturated flow boiling heat transfer than that observed for a smooth surface because higher values of the heat transfer coefficients were obtained.

KEYWORDS: laser texturing, vibration, heat transfer enhancement, minichannel

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.573

STRESZCZENIE: Przedstawiono analizę teoretyczno-symulacyjną transformatora piezoelektrycznego o dowolnej konfiguracji. Poszukiwano optymalnych parametrów geometrycznych ze względu na uzyskiwane wzmocnienie napięcia. Dokonano analizy pracy transformatora przy różnych postaciach drgań własnych dla dwóch różnych materiałów.

SŁOWA KLUCZOWE: piezoelektryczność, transformator piezoelektryczny, pola sprzężone, fale sprężyste

ABSTRACT: Theoretical and simulation analysis for the description of a piezoelectric transformer with respect to unrestricted configuration is developed. The working conditions of the transformer dependent on various eigen vibrations for two different kinds of material are considered and the influence of the gauge optimal parameters on a voltage amplification have been studied.

KEYWORDS: piezoelectricity, piezoelectric transformer, coupled fields, elastic waves

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.574

STRESZCZENIE: Przedstawiono nietypową metodę formowania dennic o różnym przeznaczeniu, m.in. do podgrzewaczy wody lub urządzeń ciśnieniowych. Metoda ta pozwoliła na wykonanie dennicy ze stali nierdzewnej w kształcie zgodnym z normą DIN, która określa najbardziej korzystny przekrój poprzeczny dennic pod względem obciążenia ciśnieniem roboczym. Autorzy sprawdzili słuszność przedstawionej metody w sposób numeryczny i eksperymentalny, wytwarzając narzędzie do produkcji dennic o zadanej geometrii. Podczas projektowania i produkcji części wystąpiło wiele problemów, zwłaszcza nadmierne fałdowanie blachy w dużym obszarze części. Jak wykazał eksperyment, brak analizy numerycznej oraz dużego doświadczenia w projektowaniu tego typu elementów skutkowałby wykonaniem części o znacznym pofałdowaniu, które nie nadawałyby się do zamontowania w zespole z częścią walcową. Wiele narzędziowni stosuje sposób ciągnienia elementów o powierzchni kulistej poprzez dodatkowe operacje wyoblania lub stopniowania tłoczenia, co znacznie podnosi koszt produkcji części. Autorzy przedstawili i porównali dwie metody formowania przedmiotów o zarysie kulistym i parabolicznym, potwierdzając eksperymentalnie słuszność wyboru metody przewijania blachy z odpowiednią siłą docisku. Zastosowana metoda umożliwia wytwarzanie części w jednej operacji ciągnienia oraz poprzedzającej operacji wykonania okrągłego wsadu metodą cięcia laserem lub wodą. Ogranicza to koszty wytworzenia oprzyrządowania do jednego narzędzia, które może być umieszczone na dowolnej prasie o sile nacisku powyżej 2000 kN.

SŁOWA KLUCZOWE: formowanie stali, analiza symulacji, MES

ABSTRACT: In this paper authors present an unusual method of bottom forming for various purposes including water heaters or pressure equipment. This method allowed to make the bottom of stainless steel for a shape according to the DIN standard which determines the most advantageous bottom cross section in terms of working pressure loading. The authors checked validity of the method in a numerical and experimental way generating a tool designed to produce bottoms of specified geometry. Many problems were encountered during design and production of parts, especially concerning excessive sheet wrinkling in a large area of the part. The experiment showed that lack of experience and numerical analysis in design of such elements would cause obtaining high wrinkled parts. As a result, it would make it impossible to assemble them with the cylindrical part. A lot of tool shops use a method of drawing of elements with a spherical surface by additional spinning and stamping grading operations, which highly increases costs of parts production. The authors presented and compared two forming methods for spherical and parabolic objects, experimentally confirming the validity of selection of the sheet reversing method with adequate pressure force. The applied method produces parts in one drawing operation and in following operation that is based on laser or water cutting to obtain round blank. This reduces the costs of tooling manufacturing for only one tool that can be placed on any hydraulic press with a force of more than 2000 kN.

KEYWORDS: metal forming, simulation analysis, FEM

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.575

STRESZCZENIE: Przedstawiono niektóre wyniki badań spawania laserowego materiałów przeznaczonych do pracy w podwyższonej temperaturze. Program badawczy obejmował stale węglowe, stopowe konstrukcyjne, stale nierdzewne martenzytyczne i austenityczne oraz nadstopy na bazie niklu. Opisano trudności związane z łączeniem tych materiałów oraz metody ich przezwyciężania.

SŁOWA KLUCZOWE: spawanie laserowe, stale kotłowe, nadstopy niklu

ABSTRACT: Some effects of experiments on laser welding of heat resistant materials has been presented. The research programme included welding of carbon and alloy steels, martensitic and austenitic stainless steels and nickel based superalloys. The difficulties encountered and the ways to overcome them have been described.

KEYWORDS: laser welding, heat resistant steels, nickel superalloys

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.576

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych obróbki EDM stali w roztworze nafty z płatkami grafenowymi oraz w dielektryku na bazie nafty. Wyznaczono wpływ rodzaju zastosowanego dielektryka na chropowatość obrobionych powierzchni. Stwierdzono, że modyfikacja właściwości dielektryka istotnie wpływa na proces erozji elektrycznej obrabianego materiału.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka elektroerozyjna, płatki grafenowe w dielektryku, chropowatość powierzchni

ABSTRACT: The article presents results of experimental investigation EDM with graphene flakes in dielectric and pure kerosene. The relations between surface roughness and different kind of dielectric parameters have been determined. Modification of the properties of the dielectric has a significant impact on the process of electrical erosion of the workpiece.

KEYWORDS: electrical discharge machining (EDM), graphene flakes, surface quality

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.565

STRESZCZENIE: Przedstawiono analizę mikrostruktury stali po obróbce elektroerozyjnej. Scharakteryzowano właściwości zmienionej struktury wraz z jej defektami. Wyznaczono mikrotwardość zmienionych warstw.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka elektroerozyjna, EDM, mikrostruktura materiału, warstwa biała, mikrotwardość, mikropęknięcia

ABSTRACT: The article presents an analysis of the microstructure of steel after electrical discharge machining (EDM). Properties of changed layers (micro hardness and occurrence micro cranks) have been described.

KEYWORDS: electrical discharge machining, EDM, microstructure, white layer, micro hardness, micro cranks

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.566

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu nagniatania stali twardej (62 HRC) narzędziem ceramicznym (kulką) z dociskiem hydrostatycznym. Analizowano wpływ posuwu nagniatania oraz parametrów poprzedzającej obróbki toczeniem na twardo na stan powierzchni opisanej wybranymi parametrami chropowatości.

SŁOWA KLUCZOWE: nagniatanie, parametry chropowatości powierzchni, stal hartowana

ABSTRACT: Presented are results of an experimental research of burnishing handed steel by a ceramic ball with hydrostatic pressure. The influence of burnishing feed rate and hard turning parameters on the surface roughness is analysed.

KEYWORDS: ball burnishing, surface roughness parameters, hard steel

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.564

STRESZCZENIE: Zagadnienia ochrony własności intelektualnej są istotnym elementem w procesie zarządzania innowacjami. Wiele podmiotów gospodarczych chroni swoje nowatorskie rozwiązania przez uzyskanie patentu na wynalazek, prawa ochronnego na wzór użytkowy lub prawa z rejestracji wzoru przemysłowego. W artykule przedstawiono działania związane z procedurą uzyskiwania patentu na wynalazek zgodnie z krajowymi przepisami. Wyjaśniono także dylematy związane z ochroną algorytmów i wynalazków realizowanych z użyciem programów komputerowych (co jest ważne zwłaszcza w procesie rozwoju urządzeń mechatronicznych) oraz wskazano różnice w stosunku do przepisów obowiązujących w USA. Wskazówki zawarte w artykule mogą być zachętą do zwiększenia aktywności w zakresie ochrony innowacyjnych rozwiązań, co pozytywnie wpływa na rozwój gospodarczy.

SŁOWA KLUCZOWE: ochrona patentowa, urządzenia mechatroniczne, zarządzanie innowacjami, procedura przyznawania patentu

ABSTRACT: Issues of the protection of intellectual property are an essential element in the process of managing innovations. Many business entities are protecting their new and innovative solutions by the patent granted for invention, or of protective law to the utility model or laws from the registration of the industrial design. At the presented work action associated with the procedure of granting patents for inventions was described according to regulations being in force in the country. Also dilemmas associated with the protection of algorithms and inventions carried out using computer programs were clarified what is particularly important in the development process of devices in field of mechatronic, showing differences into attitudes to regulations being applicable in a USA. It can be an invitation to increase the activity in the protection of innovative solutions as positively affects the economic development.

KEYWORDS: patent protection, mechatronic devices, innovation management, patent granting procedure

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.579

STRESZCZENIE: Kluczowym elementem w podejmowaniu decyzji o udzieleniu patentu jest potwierdzenie nowości i oryginalności rozwiązania. Następuje to poprzez porównanie ze znanym stanem techniki, który jest określany w wyniku przeszukiwania baz danych. Procedury przeszukiwania baz w celu określenia stanu techniki są mało znane wśród inżynierów-wynalazców, co czasami stanowi ograniczenie w rozwoju innowacyjności. Przedstawiony artykuł przybliża tę tematykę i koncentruje się na zagadnieniu urządzeń mechanicznych, co może być pomocne na różnych etapach tworzenia wynalazków.

SŁOWA KLUCZOWE: ochrona patentowa, stan techniki, innowacje

ABSTRACT: In the decision concern to granting the patent confirming the novelty and originalities of solutions are an essential key element. It is taking place by comparing with the known prior art which is being described as a result of searching databases. Practices of searching bases in order to determine the prior art are little-known amongst engineer-inventors what sometimes limiting the innovation in the development constitutes. The presented article is moving this subject matter closer and is directed at issues of mechanical devices what can be useful on various stages of creating inventions.

KEYWORDS: patent protection, prior art, innovations

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.580

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono procedurę modelowania, symulacji i analizy ruchu chwytaka do drewna z wykorzystaniem oprogramowania CATIA v.5. Bardziej szczegółowo przedstawiono przykład symulacji ruchu chwytaka z wykorzystaniem komend i formuł.

SŁOWA KLUCZOWE: CATIA, kinematyka, chwytaki do drewna, symulacja ruchu

ABSTRACT: The article presents the procedure of modeling, simulation and analysis the movement of the gripper to wood with using software CTIA v.5. More specifically shows example simulation of movement of the gripper with using commands and formulas.

KEYWORDS: CATIA, kinematics, gripper to wood, movement simulation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.529

STRESZCZENIE: Design for Manufacturing to metoda projektowania zorientowana na wytwarzanie, konstruowanie wyrobu, uwzględniająca znajomość technologii produkcji, koszt oraz ograniczenia wynikające ze specyfiki procesu wytwarzania. Wszystkie narzędzia CAx wspomagające prace inżyniera w zakresie wyboru metody wytwarzania, szacowania kosztu wytwarzania oraz identyfikacji potencjalnych problemów, które mogą pojawić się podczas realizacji procesów technologicznych obróbki, można zaliczyć do oprogramowania DFM. W publikacji omówiono wybrane aspekty związane z projektowaniem zorientowanym na wytwarzanie części z blachy.

SŁOWA KLUCZOWE: CAx, DFM, Analiza technologiczności ze względu na wytwarzanie

ABSTRACT: Design for manufacturing is the method of design that takes into account knowledge of manufacturing technology, the cost and limitations due to the nature of the manufacturing process. CAx tools such as process selector, cost estimator or software to identify potential problems that may occur during the implementation manufacture process can be classified as DFM software. The publication describes the main aspects related to design for manufacturing of sheet metal parts.

KEYWORDS: CAx, DFM, Design for Manufacuring

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.530

STRESZCZENIE: W artykule omówiono aspekty integracji dwóch podstawowych systemów wykorzystywanych w przedsiębiorstwie produkcyjnym, tj. CAD i ERP, z zastosowaniem elementu integrującego w postaci listy materiałów.

SŁOWA KLUCZOWE: Lista materiałów, BOM, CAD, ERP, integracja

ABSTRACT: The publication describes integration based on BOM of two basic IT systems in the production company i.e. CAD and ERP.

KEYWORDS: Bill of materials, BOM, CAD, ERP, integration

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.531

STRESZCZENIE: W procesie konstrukcji przekładni stożkowych o krzywoliniowej linii zęba niezbędny jest taki dobór parametrów geometrycznych, aby wskaźniki zazębienia: czołowy, poskokowy i zmodyfikowany osiągnęły wartości większe od zalecanych wartości minimalnych. Wiele przekładni nie spełnia tego warunku, choć niewielkie zmiany w konstrukcji mogłyby poprawić ich wytrzymałość i cichobieżność. W artykule podano wzory pozwalające na łatwe obliczenia wskaźników zazębienia oraz ich zalecane wartości minimalne. Wskazano na ograniczenia technologiczne w zwiększaniu ich wartości.

SŁOWA KLUCZOWE: przekładnie stożkowe; wskaźniki zazębienia; projektowanie

ABSTRACT: In the process of designing spiral bevel gears a proper choice of geometrical parameters is necessary to achieve recommended value of transverse, face and modified contact ratios. The above mentioned ratios should reach values higher than minimal ones. Many spiral bevel gears do not meet this condition. However, some slight improvements in their construction could improve their pitting resistance, bending strength and decrease noise level. The article indicates formulas for easy calculation of contact ratios and their recommended minimal values. The article presents technological limitations in increasing a value of contact ratios.

KEYWORDS: spiral bevel gears; contact ratios; designing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.532

STRESZCZENIE: Celem pracy było przedstawienie funkcjonalności rozpoznawania cech technologicznych w komercyjnych systemach CAM. Omówiono powody ograniczające aktualnie dostępne rozwiązania. Zaproponowano dwa rozwiązania zwiększające tą funkcjonalność: wykorzystanie wiedzy technologicznej w procesie rozpoznawania oraz rozpoznawanie stanów pośrednich przedmiotu obrabianego.

SŁOWA KLUCZOWE: CAM, CNC, rozpoznawanie cech technologicznych

ABSTRACT: The goal of the work was to present the functionality of machining feature recognition in commercial CAM systems. The reasons limiting the nowadays solutions were discussed. Two solutions increasing this functionality are proposed: the use of manufacturing knowledge in the recognition process and the recognition of intermediate states of parts.

KEYWORDS: CAM, CNC, machining feature recognition

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.533

STRESZCZENIE: Wybrano jedną z istniejących przekładni stożkowych o zębach krzywoliniowych, dokonano jej oceny konstrukcyjnej i technologicznej oraz skonstruowano alternatywną przekładnię o bardziej poprawnych wartościach wskaźników zazębienia oraz zwiększonej wytrzymałości na złamanie zmęczeniowe u podstawy i naciski zmęczeniowe na powierzchni zębów. Opracowano modele bryłowe 3D CAD obu przekładni celem określenia i porównania objętości skrawanego materiału, aby oszacować czasochłonność obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: przekładnie stożkowe, wskaźniki zazębienia, projektowanie, 3D CAD

ABSTRACT: The sample’ design of a spiral bevel gears has been selected and evaluated in terms of its construction and technology. On the basis of this evaluation, which mentioned above, a new alternative spiral’s bevel gear set has been designed for achievement of contact ratio optimal values (proper noise level) and increasing bending strength and surface durability. 3D model of both gears set were generated.

KEYWORDS: spiral bevel gears, contact ratios, designing, 3D CAD

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.534

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono model urządzenia, wykorzystującego metodę transportu, która znajduje zastosowanie w przedsiębiorstwach produkcyjnych, przedsiębiorstwach magazynowych, a od niedawna również w motoryzacji.

SŁOWA KLUCZOWE: robot, line follower, pojazd elektryczny, zadania przemysłowe, transport

ABSTRACT: The paper presents a model of the device, using the method of transport, which is applicable in manufacturing companies, storage companies, and more recently in the automotive industry.

KEYWORDS: robot line follower, electric vehicle, the tasks of industrial, transport

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.535

STRESZCZENIE: Do modelowania etapów projektowania technologicznego obróbki użyto notacji BPMN. Opisano trzy podejścia metodyczne komputerowego wspomagania projektowania technologicznego obróbki CAPP. Następnie omówiono model współbieżnego projektowania konstrukcyjno-technologicznego wspomaganego systemami CAPP i CAAPP oraz DFM i DFA. W pracy zaproponowano dwie koncepcje procedury przygotowania wyceny wspomagane systemami CAPP.

SŁOWA KLUCZOWE: BPMN, CAPP, modelowanie, projektowanie technologiczne obróbki, przygotowanie wyceny

ABSTRACT: For modeling of stages of machining process planning was used Business Process Modelling Notation (BPMN). Three methodological approaches of computer aided process planning (CAPP) were described. Then a model of concurrent preparation of construction and technology aided by systems CAPP, CAAPP, DFM and DFA was discussed. The paper proposes two concepts of procedures for the preparation of valuation aided by CAPP systems.

KEYWORDS: BPMN, CAPP, modeling, machining process planning, preparing valuations

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.536

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono wyniki badań topografii powierzchni próbek i wybranych części silnika spalinowego za pomocą eksperymentalnego rejestratora obiektów. Urządzenie pozwoliło na wyznaczenie podstawowych wartości profilu chropowatości powierzchni. Stanowisko po przeprowadzeniu wstępnych pomiarów spełniło oczekiwania i dało zadowalające rezultaty.

SŁOWA KLUCZOWE: mechaniczny rejestrator chropowatości powierzchni

ABSTRACT: The paper presents the results of the surface topography samples and selected parts of the internal combustion engine using experimental recorder objects. The device made it possible to determine the basic values of surface profile. The position after preliminary measurements fulfilled expectations and brought satisfactory results.

KEYWORDS: mechanical recorder of surface roughness

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.537

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono wykorzystanie druku 3D do wykonania pokrętła kuchenki mikrofalowej. Jest to unikalne pokrętło, które nie występuje już na rynku jako część zamienna. Ulega ono uszkodzeniu po kilku latach eksploatacji poprzez wystąpienia pęknięcia na trzpieniu. Najpierw określono klasyczną metodą pomiarową podstawowe wymiary pokrętła. Na podstawie tych wymiarów zaprojektowano w programie AutoCAD 2014 PL model 3D pokrętła. Następnie wydrukowano model pokrętła na drukarce 3D. Zastosowano dwie techniki drukowania. Pierwsza polegała na wydrukowaniu modelu w całości, natomiast w drugiej technice wydrukowano dwa elementy, które następnie sklejono. Oceniono sposoby wydruku i zwrócono uwagę na problemy występujące przy wydruku. Wykonano badania eksploatacyjne prototypu zamodelowanego pokrętła w celu sprawdzenia wytrzymałości mechanicznej konstrukcji i materiału. Stwierdzono, że wytrzymałość materiału PLA, z którego wykonano pokrętło, jest za mała, należy więc zmienić materiał lub pogrubić ścianki trzpienia z otworem, gdzie występuję charakterystyczne pękanie.

SŁOWA KLUCZOWE: drukowanie 3D, pokrętło, AutoCAD

ABSTRACT: The article presents the use of 3D printing to make the microwave oven knob. It is a unique knob which is not already on the market as a spare part. It is deteriorating after several years of exploitation through the cracks of the pin. At first they determined the basic size of the knob by the classical method of measuring. Based on these measurement, the 3D model of knob are designed in AutoCAD 2014 PL. Then the model of knob are printed on a 3D printer. Two techniques were used for printing. The first technique depended on printing out the model as a whole, while the second one depended on printing out the two components, which are combined together then. They evaluated techniques of printing and drew attention to the problems encountered during the printing. The test was performed for knob operation and mechanical strength property. It was determined that the mechanical strength of the PLA material, which the knob is made from, is too low. The solution of this problem is to change the material or enlarge the wall of the pin with a hole in which is a characteristic cracking.

KEYWORDS: 3D printing, 3D modeling, knob, AutoCAD

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.538

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono opracowaną w ramach badań własnych strategię symultanicznego pięcioosiowego frezowania piór łopatek turbin ze stopu Inconel 718 frezem toroidalnym z uwzględnieniem zmiennego promienia krzywizny w kierunku posuwu narzędzia. Metoda ta umożliwia zwiększenie dokładności kształtowej oraz równomierny rozkład parametrów chropowatości powierzchni przedmiotu obrabianego poprzez współpracującą z systemem CAM procedurę adaptacjikąta prowadzenia.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka 5-osiowa, łopatka turbiny, frez toroidalny

ABSTRACT: The article presents elaborated within the framework of own research strategy of 5-axis machining of the turbine blades made of Inconel 718 alloy, takin into account a variable radius of curvature in the feed direction of the tool. This method allows to increase the shape accuracy and the uniform distribution surface roughness of the machined part. This is done by cooperating with the CAM system optimization procedure adaptation the lead angle.

KEYWORDS: 5-axis machining, turbine blade, toroidal cutter

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.539

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano system do pomiaru mocy zainstalowany na tokarce CNC. Przedstawiono przykłady aplikacji systemu oraz praktyczne wykorzystanie pozyskanych danych.

SŁOWA KLUCZOWE: energochłonność, pomiar mocy, energia skrawania

ABSTRACT: This paper presents a power measurement system which allows recording the power consumption profile The system is based on computer processing of signals generated by current and voltage sensors connected to spindle and axis driving electric motors By using LabVIEW data acquisition system, it is possible to record total power consumption and its components during a typical machining operation.

KEYWORDS: power consumption, power measurement, specific cutting energy

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.527

STRESZCZENIE: W pracy podjęto próbę zastosowania wymiaru fraktalnego do identyfikacji powierzchni po obróbce skrawaniem. Celem jest określenie, czy wymiar fraktalny może stanowić miarę diagnostyczną do oceny podobieństwa powierzchni. Praca zawiera opis i wyniki badań eksperymentalnych dla powierzchni po toczeniu, szlifowaniu i nagniataniu. Wyniki pracy mogą mieć zastosowanie w konstruowaniu systemów diagnostycznych.

SŁOWA KLUCZOWE: wymiar fraktalny, identyfikacja powierzchni, diagnostyka procesu

ABSTRACT: This paper attempts to use the fractal dimension to identify the surface after the machining process. The objective is to determine whether the fractal dimension can provide a diagnostic measure to evaluate the similarity of the surface. The work contains a description and experimental results for the surface after turning, grinding and burnishing. The results of the work can be used in constructing diagnostic systems.

KEYWORDS: fractal dimension, surface identification, process diagnostics

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.12.528

STRESZCZENIE: Tworzywa sztuczne wzmacniane włóknem węglowym – typu CFRP (carbon fibre reinforced plastics) – są we współczesnym przemyśle lotniczym najczęściej używanymi materiałami. Wiercenie w tych bardzo ściernych materiałach wymaga procesu zapewniającego wysoką jakość otworów, wystarczającą trwałość ostrza i krótki czas obróbki. Alternatywą dla wiercenia konwencjonalnego jest wiercenie orbitalne.