Zawartość miesięcznika nr 03/2016

STRESZCZENIE: Zaprezentowano optymalizację procesu selektywnego topienia laserowego z uwzględnieniem gęstości elementu oraz czasu jego wytwarzania. Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i gęstości elementów wykonanych ze stopu AlSi10Mg – potwierdziły one, że zwiększenie odległości pomiędzy kolejnymi przejściami wiązki lasera pozwala na znaczące skrócenie czasu wytwarzania elementów, a jednocześnie na nieznaczne zwiększenie porowatości materiału, przy czym powstałe pory mają charakter stochastyczny.

SŁOWA KLUCZOWE: selektywne spiekanie laserowe, SLS, selektywne topienie laserowe, SLM, wytwarzanie przyrostowe, efektywność procesu

ABSTRACT: Described is the work on optimization of the parameters of Selective Laser Melting process with reference to manufacturing cycle and density of the produced components. Consequently, there are presented results of the examination of microstructures and density of the samples produced from the AlSi10Mg alloy powder. Achieved results confirmed that wider spacing of the laser scanning lines if applied for considerably shorter manufacturing cycles, will only insignificantly increase porosity of the machined components with the pores stochastically distributed.

KEYWORDS: selective laser sintering, SLS, selective laser melting, SLM, additive manufacturing, process efficiency

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.21

STRESZCZENIE: Przedstawiono metodykę i wyniki badań eksperymentalnych oraz obliczeń numerycznych dotyczących pracy przesiewacza wibracyjnego z sitem drgającym w warunkach rezonansu parametrycznego. Określono wpływ siły naciągu na częstotliwość i amplitudę drgań parametrycznych sita.

SŁOWA KLUCZOWE: przesiewacz wibracyjny, rezonans parametryczny, drgania własne

ABSTRACT: Discussed in this paper are the test methods and numerical studies on the vibrating screen operation in parametric resonance conditions. Also the effect of tension force on the sieve vibration frequency and amplitude is determined.

KEYWORDS: vibrating screen, parametric resonance, natural frequencies

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.22

STRESZCZENIE: Przedstawiono metodę programowania automatycznego 4-osiowej wycinarki elektroerozyjnej z wykorzystaniem specjalnego modułu WEDM systemu NX10.

SŁOWA KLUCZOWE: wycinanie elektroerozyjne, programowanie, dokładność obróbki, strategia obróbki

ABSTRACT: This paper presents a method of automatic programming Wire EDM machine supported by dedicated module.

KEYWORDS: WEDM, programming, accuracy, machining strategy

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.23

STRESZCZENIE: Przedstawiono zastosowanie układu sterowania adaptacyjnego ARTIS w procesie frezowania. Zbadano jego zachowanie w trakcie obróbki przy zmieniającym się obciążeniu narzędzia. Zaprezentowano wpływ układu ARTIS na czas i efektywność obróbki.

SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie, diagnostyka, układ adaptacyjny, ARTIS, stopy aluminium

ABSTRACT: This paper presents application of adaptive control system for milling process. Tests were carried out for the effects of varying tool loads on the system performance. The effect of using adaptive control system on production time and efficiency was presented

KEYWORDS: milling, diagnostics, adaptive control, ARTIS, aluminum alloys

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.24

STRESZCZENIE: Prezentowany system służy do oceny dokładności pomiarów, zanim zostaną one wykonane w rzeczywistym systemie pomiarowym. Głównym elementem systemu jest wirtualny model maszyny pomiarowej, umożliwiający wielokrotne przeprowadzanie symulacji pomiaru, a następnie – na podstawie jej wyników – ocenę dokładności symulowanego pomiaru.

SŁOWA KLUCZOWE: metody oceny dokładności pomiaru, współrzędnościowa maszyna pomiarowa, metody symulacyjne oceny dokładności, wirtualna współrzędnościowa maszyna pomiarowa

ABSTRACT: The system presented in the article is designed to assess the accuracy of the measurements before they are implemented on a real measurement system. The main component of the system is a virtual model of measuring machine. It allows to estimate the measurement uncertainty due to multiple simulation of measuring task.

KEYWORDS: measurement uncertainty estimation methods, coordinate measuring machine, simulation method of measurement uncertainty, virtual coordinate measuring machine

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.25

STRESZCZENIE: Przedstawiono przykład wykorzystania programu Inventor Professional 2014 do modelowania urządzenia czyszczącego ziarno zbóż. Pokazano możliwości i ograniczenia programu istotne podczas tworzenia elektronicznej dokumentacji technicznej

SŁOWA KLUCZOWE: modelowanie 3D, program Inventor, animacja ruchu, urządzenie czyszczące

ABSTRACT: The paper presents exemplary application of the Inventor Professional 2014 PL programme for modelling of the corn cleaning device. Shown are capacities and limitations of the programme, which were revealed in the course of making electronic engineering documentation.

KEYWORDS: modeling 3D, animation moving, Inventor, rotary cleaning device

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.26

STRESZCZENIE: Przedstawiono przykład zastosowania druku 3D do budowania prototypów manipulatorów medycznych. Opisano konstrukcje manipulatorów i ich części wykonane metodą FDM – jako przykład posłużyły dwa prototypy manipulatorów, które powstały w 2014 i 2015 r. w Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi w Zabrzu.

SŁOWA KLUCZOWE: manipulatory medyczne, druk 3D, prototypy

ABSTRACT: Presented is an example of using 3D print technique to produce prototypes of medical manipulators. Design of the manipulators and components made by the FDM method was presented by example of two prototypes of manipulators that were built in 2014 and 2015 in the Zbigniew Religa Foundation for Cardiac Surgery Development, Zabrze.

KEYWORDS: medical manipulators, 3D printing, prototypes

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.27

STRESZCZENIE: Zaprezentowano potencjał Regionalnego Centrum Badawczo-Rozwojowego w Wałczu. Przedstawiono główne cele funkcjonowania ośrodka oraz możliwości techniczne laboratoriów, które powołano do realizacji prac badawczych z udziałem firm zrzeszonych w klastrze Metalika oraz innych firm działających na terenie województwa zachodniopomorskiego. Zakres funkcjonowania RCBR w Wałczu jest zbieżny z opracowanymi przez Urząd Marszałkowski Województwa Zachodniopomorskiego inteligentnymi specjalizacjami w obróbce metali.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka metali, prototypowanie, pomiary, parametry technologiczne, systemy CAx

ABSTRACT: The article presents potentials of the Regional Centre for Research and Development in Wałcz. Main objectives of the Centre are enumerated suitably complemented with descriptions of technical laboratories intended to carry out research tasks with participation of the companies associated in the Metalica cluster and with any other companies operating in Western Pomerania. The operation scope of the Regional Research and Development Centre in Wałcz is following the line of metal machining intelligent specialization methods plan as developed by the Zachodniopomorskie Voivodeship Marshall Office.

KEYWORDS: machining, prototyping, measurement, technological parameters, CAx systems

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.28

STRESZCZENIE: Przedstawiono koncepcję rozwiązania konstrukcyjnego roweru w stylu retro. Zaprezentowano budowę i zasadę działania napędu dwubiegowego w postaci zespołu przekładni trójdrożnych umieszczonego w piaście koła przedniego. Opisano sposób przygotowania modelu do wykonania prototypu napędu za pomocą technik RP.

SŁOWA KLUCZOWE: projektowanie wspomagane komputerowo, szybkie prototypowanie, wzornictwo przemysłowe

ABSTRACT: This paper presents a design solution concept in the retro style bike. The work shows the construction and operating principle of the two-speed drive in the form of a three-way gearbox assembly which is placed in the hub of the front wheel. Moreover, there is given a method of preparing a drive model for a prototype manufacturing by RP methods.

KEYWORDS: computer-aided design, rapid prototyping, industrial design

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.29

STRESZCZENIE: Przedstawiono sposoby modelowania powierzchni dna wrębu kół stożkowych o kołowej linii zęba. Powierzchnie dna wrębów wykonane różnymi sposobami porównano z powierzchnią dna wrębu (odniesienia) otrzymaną za pomocą matematycznego modelu obróbki. Dokonano oceny modeli pod kątem dokładności odwzorowania dna wrębu.

SŁOWA KLUCZOWE: koła stożkowe o kołowej linii zęba, matematyczny model nacinania uzębienia, dno wrębu zęba

ABSTRACT: The article presents methods of modeling the bottom land surfaces in the circular tooth line bevel gears. The obtained surfaces of the bottom land which were produced by various methods, were compared with the bottom land surface (the reference surface) obtained by means of a mathematical manufacturing model. The models were evaluated for accuracy of mapping of the bottom land.

KEYWORDS: spiral bevel gear, mathematical model of tooth cutting, bottom land

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.30

STRESZCZENIE: Przedstawiono metodę zaokrąglania krawędzi przy powierzchni typu Diabolo w środowisku CATIA. Modelowanie zaokrągleń takich powierzchni nastręcza trudności, które wynikają z geometrii narożników. Zaprezentowano kilka podejść do rozwiązania problemu – wykorzystanie zaokrągleń typu Edge Fillet wraz ze sterowaniem wartością promienia zaokrąglenia narożników oraz użycie zaokrągleń Automatic Filleting.

SŁOWA KLUCZOWE: CATIA, Diabolo, zaokrąglenia

ABSTRACT: The method of the Edge Filleting of the Diabolo type surfaces in CATIA is presented in this paper. Creating fillets of this type of surface edges is difficult due to the corners geometry. Several approaches to solve this problem are explained. Presented are: use of the Edge Fillet rounding type with the control of the corner radius value and use of the Automatic Filleting rounding.

KEYWORDS: CATIA, Diabolo, Edge Fillet

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.31

STRESZCZENIE: Przedstawiono zasadę działania samochodów elektrycznych zasilanych ogniwem wodorowym. Zaprezentowano zalety stosowania ogniwa wodorowego i porównano samochody z napędem wodorowym oraz tradycyjnym napędem elektrycznym wykorzystującym baterię. Wskazano także możliwe kierunki rozwoju.

SŁOWA KLUCZOWE: ogniwo wodorowe, samochód elektryczny, napęd wodorowy, samochód wodorowy

ABSTRACT: The paper describes the principle of operation of an electric car supplied with hydrogen fuel cell stack. The advantages of cars with hydrogen power supply are presented and comparison is drawn between cars with electric battery and those with hydrogen power supply. Consequently possible development trends are pointed out.

KEYWORDS: hydrogen fuel cell stack, electric car, hydrogen drive, hydrogen car

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.32

STRESZCZENIE: Opisano metodę konstruowania obiektów codziennego i zawodowego użytku. Pozwala ona uwzględnić wymagania ergonomii z myślą o osobach zdrowych oraz przewidzieć różne warianty produktu dostosowane do potrzeb osób niepełnosprawnych ruchowo w zakresie kończyn górnych.

SŁOWA KLUCZOWE: ergonomia, modelowanie wirtualne, niepełnosprawność, systemy CAx

ABSTRACT: The article explains the requirements to be met in design work on the household/professional utensils. The concept consists in adaptation of the ergonomic rules as applicable to the tools or utensils designed for normal use for easy transformation into respective rules for design of similar tools or utensils that could be ergonomically acceptable by the handicapped persons having disabled upper limbs.

KEYWORDS: ergonomics, virtual modeling, disability, CAx systems

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.33

STRESZCZENIE: Zaprezentowano zastosowanie obliczeń numerycznych w procesie projektowania wielostopniowej pompy wirowej o niskim wyróżniku szybkobieżności. Przedstawiono i zwalidowano wyniki uzyskane za pomocą dwóch kodów obliczeniowych: ANSYS Fluent i ANSYS CFX. Obliczenia prowadzono dla przepływu w stanie ustalonym i nieustalonym. Uzyskane wyniki jednoznacznie wskazują kierunek i sposób prowadzenia badań CFD dla tego rodzaju pomp.

SŁOWA KLUCZOWE: hydrauliczne maszyny przepływowe, wielostopniowe pompy wirowe, obliczenia CFD, walidacja wyników CFD

ABSTRACT: Discussed in the paper is application of numerical simulations in the design work on the low specific speed multistage centrifugal pumps. The work results were considered and validated by means of two computational codes: ANSYS Fluent and ANSYS CFX. Numerical simulations were held with respect to both Steady Flow and Variable Flow conditions. The aforementioned results unmistakably indicate how and to what goals the CFD simulations for above presented pump types should be carried out.

KEYWORDS: fluid-flow hydraulic machinery, multistage centrifugal pumps, CFD simulations, validation of CFD results

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.17

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań wzrostu pęknięć zmęczeniowych próbek ze stali S355 z pachwinowym złączem spawanym, poddanych cyklicznemu zginaniu momentem o stałej amplitudzie. Badania przeprowadzono przy stałej wartości współczynnika asymetrii cyklu R = −1 i częstotliwości obciążenia 28,4 Hz. Badane próbki miały koncentrator naprężeń w postaci zewnętrznego, dwustronnego wycięcia i pachwinowych złączy spawanych.

SŁOWA KLUCZOWE: prędkość wzrostu pęknięć zmęczeniowych, zakres współczynnika intensywności naprężenia, liczba cykli, zginanie, pęknięcia, złącza spawane

ABSTRACT: The paper presents the results of tests on the fatigue crack growth for a constant moment amplitude under cyclic bending in the S355 steel grade. The tests were performed under constant stress ratio R at load frequency 28.4 Hz. Plane specimens with stress concentrators in form of the external two-sided blunt notches and fillet welded joint were tested.

KEYWORDS: fatigue crack growth rate, stress intensity factor range, number of cycles, bending, cracks, welded joints

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.18

STRESZCZENIE: Omówiono wyniki badań laboratoryjnych czujników pneumatycznych stosowanych w średnicówkach pneumatycznych. Powierzchnia czoła tych czujników jest zaokrąglona, przy czym promień zaokrąglenia odpowiada promieniowi średnicówki. Badania potwierdziły, że w tych przypadkach przebieg charakterystyk statycznych nieznacznie się różni od przebiegu charakterystyk czujników o płaskim czole, współpracujących z płaską powierzchnią pomiarową. To oznacza, że możliwe jest wzorcowanie przyrządu za pomocą płaskich powierzchni, bez konieczności wykonywania drogich wzorców nastawczych o powierzchni walcowej.

SŁOWA KLUCZOWE: czujnik pneumatyczny, czułość przetwornika, zakres pomiarowy

ABSTRACT: Presented in the paper are the investigation results as made for the air gauges applied for measurement of cylindrical details. The nozzles were rounded, and their radiuses corresponded to the radius of the plug (measuring head). The investigations proved negligibly small differences between the metrological characteristics of those air gauges and the ones with flat surfaces. The conclusion is that there is no need to produce expensive setting masters in form of the measured cylinder. It is possible to perform setting procedures with flat nozzles and flat flappers.

KEYWORDS: air gauge, sensitivity, measuring range

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.19

STRESZCZENIE: Omówiono stanowisko badawcze zbudowane na potrzeby wyznaczania właściwości metrologicznych pneumatycznych przetworników długości. Stanowisko umożliwia otrzymanie charakterystyk statycznej i przepływowej dla różnych przetworników. Poza jego szczegółowym opisem w artykule podano algorytm przetwarzania danych pomiarowych i zamieszczono przykładowe wyniki badań.

SŁOWA KLUCZOWE: pneumatyczny przetwornik długości, pomiary długości, parametry metrologiczne

ABSTRACT: Described in this article is a testing stand designed for verification of readings of the length measuring transducers in air gauges. Provision is made in the stand to plot characteristic curves for both flow and standstill performance of different transducer models. Apart from detailed description of the test stand, the data processing algorithm, and exemplary test results are contained in the article.

KEYWORDS: air gauge, dimensional measurement, metrological characteristics

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.3.20

STRESZCZENIE: Wióry powstające podczas wiercenia materiałów plastycznych są ciągłe i mają skłonność do gromadzenia się w rowkach wiórowych, co prowadzi do: zarysowań powierzchni otworu, przywierania materiału oraz przyspieszonego zużycia wiertła lub wręcz do jego złamania. Jednym ze sposobów unikania tych problemów jest stosowanie sinusoidalnych, niskoczęstotliwościowych osiowych drgań wiertła (low frequency vibration assisted drilling – LFVAD).