Zawartość miesięcznika nr 02/2018

STRESZCZENIE: Badano wpływ dodatku proszków węglika krzemu i węglika boru na właściwości kompozytów ceramicznych na bazie ZrB₂, stanowiących materiały UHTC (ultra high temperature ceramics). Próbki z polikrystalicznego dwuborku cyrkonu oraz kompozyty na osnowie z tej fazy z dodatkiem 2 i 10% wag. SiC oraz B₄C otrzymano na drodze spiekania wspomaganego ciśnieniowo, z użyciem metody SPS/FAST (spark plasma sintering/field assisted sintering technique) w temperaturze w zakresie 1800÷2000°C. Otrzymane kompozyty scharakteryzowano pod kątem składu fazowego, mikrostruktury, właściwości mechanicznych i odporności na pękanie. Materiały cechują się wysoką gęstością względną – w zakresie 97÷98%. Wykazano wyższą twardość oraz odporność na pękanie kompozytów o osnowie z dwuborku cyrkonu z dodatkiem faz ceramicznych, otrzymanych w temperaturze 1900°C.

SŁOWA KLUCZOWE: ceramika UHTC, odporność na pękanie, SPS/FAST

ABSTRACT: The effect of the addition of silicon carbide and boron carbide powders on the properties of ZrB₂ ceramic composites constituting UHTC materials (ultra high temperature ceramics) was investigated. Polycrystalline zirconium boride samples as well as matrix composites of this phase with addition of 2 and 10 wt.% SiC and B₄C were obtained by pressure-assisted sintering using SPS/FAST (spark plasma sintering/field assisted sintering technique) in the temperature range of 1800÷2000°C. Samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, hardness and fracture toughness. The obtained materials are characterized by a high relative density in the range of 97÷98%. Higher hardness and fracture toughness were observed for the composite obtained in temperature 1900°C.

KEYWORDS: UHTC ceramics materials, fracture toughness, SPS/FAST

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.2.32

STRESZCZENIE: Przedstawiono analizę śladu styku w funkcji obrotu kół globoidalnej przekładni ślimakowej z obrotowymi zębami. W celu określenia śladu styku w systemie CAD wykorzystano bezpośrednią bryłową metodę analizy geometrii. W przekładni zastosowano ślimak globoidalny, a klasyczną ślimacznicę zastąpiono kołem z obrotowymi zębami w kształcie ściętych stożków.

SŁOWA KLUCZOWE: globoidalna przekładnia ślimakowa, ślimak globoidalny, analiza śladu styku, środowisko CAD

ABSTRACT: The tooth contact analysis (TCA) in the wheel rotation function of the globoidal worm gear with rotary teeth was presented. To determine the contact in CAD system, the direct solid method of geometry analysis was used. In the gear the globoidal worm gear was used, and the classical worm wheel was replaced by the wheel with rotary teeth in the shape of the frustum of cone.

KEYWORDS: globoidal worm gear, globoidal worm, tooth contact analysis, CAD systems

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.2.33

STRESZCZENIE: W przypadku pomiaru odchyłek kształtu elementów obrotowych powszechnie stosowane są strategie równomiernego próbkowania. Jednak nie zawsze dają one pożądane rezultaty, jeśli na mierzonej powierzchni występują znaczne lokalne nierówności. Wówczas lepszym rozwiązaniem mogłyby być strategie nierównomiernego próbkowania, w których trajektoria skanowania zostaje dopasowana do przewidywanych lub wykrytych nierówności. W artykule przedstawiono krytyczny przegląd strategii opisywanych w normach oraz w literaturze naukowej, umożliwiających pomiar odchyłek kształtu elementów obrotowych.

SŁOWA KLUCZOWE: pomiar, odchyłka kształtu, strategia adaptacyjna, nierównomierne próbkowanie

ABSTRACT: Uniform sampling strategies are commonly applied to measure form deviations of rotary elements. However, such strategies do not always provide desired results, if there are significant local irregularities on the surface. In such cases it is better to apply non-uniform sampling strategies that allow fitting the scanning trajectory to predicted or detected model of irregularities. The paper presents a critical review of strategies for measurements of form deviations of rotary elements that are described in international standards and in the scientific literature.

KEYWORDS: measurement, form deviation, adaptive strategy, non-uniform sampling

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.2.25

STRESZCZENIE: Aby przeanalizować stereometrię powierzchni na większym obszarze, niż to umożliwia przyrząd pomiarowy, wykorzystuje się funkcję łączenia wielu pomiarów w jedyną powierzchnię (stitching). W artykule przedstawiono wpływ zastosowanej metody łączenia szeregu pomiarów struktury geometrycznej powierzchni na uzyskiwane wartości parametrów.

SŁOWA KLUCZOWE: struktura geometryczna powierzchni, interferometria koherentna korelacyjna

ABSTRACT: In order to analyze the stereometry of the surface over a larger area than that resulting from the measurement capabilities of the device used, the function of stitching multiple measurements into a single surface is used. The article presents the influence of the applied method on the obtained values of surface texture parameters

KEYWORDS: surface texture, coherence correlation interferometry

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.2.26

STRESZCZENIE: Zagadnienia związane z pomiarami i oceną odchyłek kulistości nie są uregulowane w aktualnych dokumentach normalizacyjnych. Poza maszynami współrzędnościowymi nie ma również na rynku systemów do pomiaru odchyłek kształtu elementów kulistych. W artykule przedstawiono opisane w literaturze metody pomiaru i oceny odchyłek kulistości oraz perspektywy ich zastosowania w warunkach przemysłowych.

SŁOWA KLUCZOWE: pomiar, odchyłka kształtu, kulistość

ABSTRACT: Problems relating to measurements and evaluation of sphericity deviations are not described in contemporary standardization documents. Apart from coordinate measuring machines, in global market there are no commercially available systems allowing such measurements. The paper presents methods and systems for measurements of sphericity deviations that are described in the scientific literature as well as a prospective of their application under industrial conditions.

KEYWORDS: measurement, form deviation, sphericity

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.2.27

STRESZCZENIE: Przedstawiono wpływ zmiany temperatury w czasie na wyniki pomiarów stereometrii powierzchni oraz skuteczność zastosowania osłony profilometru stykowego w celu zmniejszenia wahań temperatury oddziałującej na przyrząd pomiarowy, co decyduje o pojawieniu się składowej falistości w osi Y.

SŁOWA KLUCZOWE: struktura geometryczna powierzchni, profilometria stykowa

ABSTRACT: The article presents an impact of the temperature change in time on measurement results of the surface texture and efficiency of the application of the protective chamber of the contact profilometer in order to minimize variations of the temperature affecting measuring instrument.

KEYWORDS: surface texture, contact profilometry

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.2.28

STRESZCZENIE: Przedstawiono projekty dwóch mechanizmów pozwalających na uproszczenie operacji wprowadzania napięcia wstępnego w układach łożysk skośnych podpierających wirujące wały maszyn. Zaproponowane systemy umożliwiają znaczne usprawnienie późniejszej regulacji łożysk podczas eksploatacji maszyny. W tych rozwiązaniach siłę napinającą łożyska wprowadza system odpowiednio ukształtowanych elementów mających powierzchnie obrotowo-klinowe, których obrót powoduje ich wzajemne rozsuwanie i w konsekwencji uzyskanie siły napinającej łożyska skośne.

SŁOWA KLUCZOWE: łożysko, projekt, wał, maszyna

ABSTRACT: Presented are two mechanisms to simplify preloading operations in angular contact ball bearings systems supporting rotating machines’ shafts. The proposed systems also significantly improve its later adjustment during machine exploitation. In the presented solutions, the tensioning force of the bearing comes from a system of appropriately shaped elements with rotational-wedge surfaces, rotation of which makes them mutually extend and consequently obtain the tensioning force for the angular contact ball bearings.

KEYWORDS: bearing, design, shaft, machine

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.2.29

STRESZCZENIE: W niniejszym artykule autorzy przedstawiają założenia oraz wstępne wyniki badań doświadczalnych i symulacji numerycznych procesu formowania elementów cienkościennych z wykorzystaniem wiązki laserowej i obciążenia mechanicznego. Na podstawie założeń zaprojektowano i wykonano stanowisko do gięcia cienkościennych rur i dyfuzorów stożkowych stosowanych w budowie silników lotniczych. Metoda i stanowisko kształtowania, przetestowane w warunkach laboratoryjnych, a także wyniki analizy numerycznej procesu pokazują nowe możliwości formowania elementów cienkościennych.

SŁOWA KLUCZOWE: kształtowanie laserowe, obróbka laserowa, elementy cienkościenne, stopy niklu, metoda elementów skończonych

ABSTRACT: The paper presents assumptions and preliminary results of experimental investigations and numerical simulations of forming thin-walled elements using laser beam and mechanical load. An experimental stand, dedicated for bending thin-walled tubes and conical diffusers, which are used in aircraft engines, has been designed and built. The method and stand, which were tested in laboratory conditions, together with numerical analysis results show new possibilities of forming thin-walled elements.

KEYWORDS: laser forming, laser treatment, thin-walled elements, nickel alloys, finite element method

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.2.30

STRESZCZENIE: Opisano system sterowania napędami w przyrządzie do gięcia rur cienkościennych, wykonanym na potrzeby badań prowadzonych w ramach projektu NCBR PBS/A5/47/2015. Przedstawiono projekt układu mechanicznego oraz krótko scharakteryzowano system sterowania. Zwrócono uwagę na wady i zalety rozwiązania. Zaproponowano możliwe modyfikacje układu w celu poprawy jego funkcjonalności.

SŁOWA KLUCZOWE: formowanie laserowe, techniki laserowe, układy sterowania

ABSTRACT: The drives control system of bending equipment for thinwalled pipes has been presented. The design of the mechanical system was presented and the control system was briefly characterized. The advantages and disadvantages of the presented solution are discussed. Possible modifications of the system have been proposed in order to improve its functionality.

KEYWORDS: laser forming, laser technologies, control systems

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2018.2.31

STRESZCZENIE: Mikrofrezowanie jest konkurencyjną metodą wytwarzania małych elementów i kształtowania powierzchni o wysokiej jakości przy niskich kosztach ustawiania. Stwarza jednak nowe wyzwania, ponieważ proces nie jest do końca poznany. Tu analizowany jest wpływ pochylenia osi frezu na jakość powierzchni obrobionej.