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Institute
Rotating parts such as shafts, gear wheels, ball bearings or idlers are subject to wear that limits their service life. Damage causes production downtime and consequential damage to the entire production plant. Based on the application in an idler roller, a system design is presented with which it is possible to record and wirelessly transmit relevant measured values in or on rotating machines without an additional voltage source. The system is largely maintenance-free and can be realised with components that are currently freely available on the market.
This edition includes selected articles presented at the 2nd International Scientific-Practical Conference "Machine Building and Energy: New Concepts and Technologies" (MBENCT 2023, December 4-5, 2023, AzTU, Baku, Azerbaijan). The purpose of the Conference was to formulate new challenges that create a scientific and technological basis that determines the increase in environmental safety and the economic efficiency of the infrastructure in connection with the development of production and energy fields. The publication will be useful to specialists in machine-building, energy and modern communication and information technologies.
In the following parts, a damage analysis of an extrusion line is presented. An important
point is the recording of the damage and the consideration of all facts around the operation and the history of the machine. The investigations in the laboratory confirmed the facts gathered in the hypothesis [1].
The main cause to be assumed is the age of the machine and the resulting load changes, in connection with the additional holes and the carbide concentration. By an unfavourable coincidence, a borehole was drilled in a place where there was a high concentration of carbides.
From the already partially corroded fracture edges, it can be assumed that it was a gradual process until the final fracture of the component occurred. The fracture of the component could be prevented in the future by a different maintenance strategy for machines of the same construction [2].
The Vibro Displacement Column (VDC) is one of the most widely-used techniques in
ground improvement. The present design of the column is exposed to high stresses from the soil during operation. There has been an increased fracture failure on basic parts of this VDC which has led to increase the downtime in construction projects. The major points of failures are identified and analyzed. Optimized design is presented after undergoing functionality experiments.
This paper examines the surface roughness and power consumption of the machine when
using different inserts and cutting parameters in rough turning. For this purpose, the surface quality of the parts, cutting parameters at different levels (cutting speed, feed rate, depth of cut) and optimal tools that influence the energy when machining S355JR steel material of different cutting tools were used in the turning process.
Labyrinthdichtringe (LDR) in Tragrollen von Gurtförderern bestehen aus mehreren Elementen welche im Betrieb aneinander "reiben" sollten (LDR außen, Fett, LDR innen) und sich infolge dessen erwärmen können. Eine weitere Erwärmung kann durch die wirkenden Kräfte und Wettereinflüsse erfolgen. Die Erwärmung überträgt sich auf das Schmiermittel und beeinflusst damit die Schmierfähigkeit sowie das Fließverhalten des
Schmiermittels. Der Labyrinthdichtring einer Tragrolle wurde für die Untersuchung der Eigenerwärmung mit Temperatursensoren ausgerüstet. Auf einem Tragrollenprüfstand der BTU Cottbus-Senftenberg wurden während mehrerer Langzeitversuche die Temperaturen gemessen und aufgezeichnet. Die aufgenommenen Temperaturkurven zeigen den typischen Verlauf eines Verzögerungsgliedes 1.Ordnung wobei die Aufheiz- und
Abkühlkurven unterschiedliche Zeitkonstanten aufweisen. Außerdem zeigen sich teilweise kurz vor dem Übergang zum stationären Zustand weitere kurzzeitige Temperaturerhöhungen. Die Untersuchungen dienen als Vorarbeiten für weitere Messungen und Optimierungen an Labyrinthdichtringen von Tragrollen.
Belt conveyors are highly efficient systems used in mining and other industries to transport bulk materials, mainly brown coal and overburden, over distances ranging from short distances to several kilometres. For technical reasons, their operation is associated with noise emissions. During inspections and maintenance this can lead to increased noise exposure of employees. In the vicinity of residential buildings or in areas needing protection, exceeding the emission limits can lead to a temporary restriction of the operation of these high performance installations. Measures are required to reduce the noise impact primarily at the source or in the immediate vicinity. The acoustic and mechanical parameters are investigated on a test bench at the Technical University of Brandenburg (BTU) Cottbus-Senftenberg as part of the drive assembly tests in cooperation with LEAG. The stages of these tests are: Run-up test. In this test the supporting roller is accelerated under test load to a circumferential speed of 10 m/s and the sound pressure level is recorded. This makes it possible to calculate the sound emission as a function of the peripheral speed; Recording the geometry of the idler gear. An accurate description of the geometry of the idler housing allows conclusions to be drawn about the possible causes of excitation. The defined characteristics serve to quantify the acoustic effect of the driven rollers and derive specifications for use in belt conveyor systems. Based on the special requirements to the planned belt conveyor system, an adapted selection of low-noise idler rollers can be made at an early stage on the basis of specified parameters and confirmed test results.
Rotating parts such as shafts, gear wheels, ball bearings or rollers are subject to wear that limits their lifetime. Damage causes production downtime and consequential damage to the entire production plant. This system design makes it possible to record and wirelessly transmit measured values on rotating parts without an additional voltage source. The prototype is presented using the example of an application on a support roller and the economic efficiency of the system is
analysed.
Rotating parts such as shafts, gear wheels, ball bearings or rollers are subject to wear that limits their life cycle. Damage causes loss of production and consequential damage to the entire pro- duction plant. Based on the application in a support roller, a system design is presented with which it is possible to record and wirelessly transmit relevant measured values in or on rotating machines without an additional voltage source. The system is largely maintenance-free and can be implemented with components that are currently freely available on the market.
Formation of Geometric Parameters of the Surfaces of Cylindrical Parts during Waterjet Cutting
(2023)
The article is devoted to the study of the technological process of water jet cutting of cylindrical parts on CNC machines. The results of experimental data on determining the accuracy of dimensional deviation, surface roughness, and taper of cylindrical parts depending on the circular milling of a water jet during water jet cutting are presented.
The article tells about the research on wear and tear of mud pump liners, namely: main characteristics that distinguish ceramic liner from the other ones used on the units equipped with the hydraulic system for washing out the drilling wells from cuttings, design of ceramic liners, calculation of the wear rate of ceramic liners, and the positive contribution they made on the modern drilling process. Besides, the research is made on the simplicity of the structure of ceramic liners, a short amount of time consumed to assemble and replace the liners, safety of the work, cost-effectiveness, wearing and corrosion durability, and also compliance with other requirements.
Design of an energy-autonomous sensor with wireless data data transmission for use on rollers
(2023)
Mechanically moving parts such as rollers in belt conveyor systems are subject to wear and tear that limits their service life. Damage causes loss of production as well as damage to the entire production plant. A system design is presented with which it is possible to record and wirelessly transmit relevant measured values in or on rollers without an additional voltage source. The system should work largely maintenance-free and be realisable with components currently freely available on the market.
Die Erfassung der Eigenschaften von Tragrollen und Fördersystemen ist nicht nur im Rahmen der Fertigung und Qualitätssicherung erforderlich, sondern insbesondere auch nach Inbetriebnahme und während der gesamten Laufzeit der Förderanlage. Im Regelfall erfolgt kurz nach der Erstinbetriebnahme die Abnahmekontrolle durch den Hersteller oder Anlagenbetreiber, indem die im Pflichtenheft aufgeführten Parameter überprüft werden.
Bei Inbetriebnahme:
- grundsätzliche Funktionskontrolle mit und ohne Fördergut
- Anlaufverhalten
- Kontrolle auf Gurtschieflauf
- Ausrichtung der Gerüstfelder und Tragrollengirlanden
- akustische Abnahme für immissionsrelevante Anlagen
- zusätzlich Gurtspannung, Kontrolle der Getriebe, Antriebe und Gurttrommeln hinsichtlich elektrischer Parameter, Schlupf usw.
Im Zuge des Betriebs tritt kontinuierlicher Verschleiß, insbesondere im Bereich der Tragrollen auf. Um ungeplante Stillstände und Störungen zu vermeiden, werden verschiedene Kontrollen und Instandhaltungsmaßnahmen durchgeführt (Lars Sternitzke, LEAG, 2021):
- regelmäßige Kontrollfahrten durch z.B. mobilen Löschtrupp, Überprüfung auf grobe optische und akustische Auffälligkeiten
- automatische Wärmebildkameras zur Detektion von Heißläufern, insbesondere bei brandgefährdeten Anlagen (Kohle)
- jährliche Schallmessungen bei immissionsrelevanten Anlagen
The article tells about the research on wear and tear of mud pump liners, namely: main characteristics that distinguish ceramic liners from others used on the units equipped with a hydraulic system
for washing out the drilling wells from cuttings, design of ceramic liners, calculation of the wear rate of ceramic liners, and the positive contribution they have made on the modern drilling process. Besides, the research is made on the simplicity of the structure of ceramic liners, little time required to assemble and replace the liners, safety of the work, cost-effectiveness, wearing and corrosion durability, and also compliance with other requirements.
Выбор материала и геометрических параметров расточного резца для обработки покрытий на основе никеля
(2023)
Разработка технологии механической обработки восстанавливаемых в ремонтном производстве деталей, включающая в себя выбор способа и режимов их обработки, режущего инструмента и др., является сложной задачей, решение которой определяет качество восстанавливаемых изделий. Качество механической обработки во многом зависит от обрабатываемости металла, под которой понимают способность материала подвергаться резанию. Рассмотрены особенности механической обработки втулок по- сле восстановления изношенной внутренней поверхности, состоящей из черного, чи- стового и тонкого растачивания, а также операции хонингования. При механической обработке восстанавливаемых втулок наибольшую трудность представляют операции чернового и чистового растачивания, так как после индукционного напекания с по- следующим раскатыванием твердость получаемых слоев находится в пределах HRC 48…55, что усложняет работу резцов при растачивании втулок. Для наплавки на де- тали, работающие в условиях изнашивания (коррозионного, эрозионного и термиче- ского), применяют порошок ПГ-СР2, имеющий систему легирования Ni–Cr–B–Si. Значительную волнистость и шероховатость поверхности, возникающую в результате наплавки, устраняют накатыванием. Одним из важных вопросов при обработке по- крытий, нанесенных центробежным индукционным напеканием с последующим рас- катыванием, является выбор материала и геометрических параметров режущего ин- струмента для чернового и чистового растачивания. При правильном выборе матери- ала и геометрических параметров расточного резца можно значительно уменьшить износ режущего инструмента, что позволит увеличить его стойкость и производи- тельность обработки, а следовательно, снизить себестоимость изготовления детали. Исследовано влияние технологических параметров на износ и геометрических пара- метров на стойкость режущего инструмента с целью оптимизации условий растачи- вания восстановленных цилиндров судовых двигателей.
Методика определения теплового состояния втулки цилиндра при центрoбежном индукционном напекании
(2022)
Распределение температуры во втулке цилиндра судового двигателя при ее нагреве и охлаждении — один из важнейших факторов, под действием которых формируются структура и свойства покрытий в процессе восстановления цилиндра методом центро- бежного индукционного напекания. Проведены экспериментальные исследования, позволившие получить графики распределения температуры по диаметрам втулки ци- линдра судового двигателя при ее нагреве и охлаждении. Установлено, что на процесс напекания порошковых материалов существенно влияют теплофизические свойства втулки. Изменяя скорость нагрева, можно получать покрытия при различных значени- ях температуры и времени напекания. Выполнено моделирование распределения тем- пературы в стенке втулки цилиндра при центробежном индукционном напекании в за- висимости от времени напекания, а также с учетом геометрических параметров втулки, теплоотдачи, теплопроводности, материала втулки, температуры внешней среды и т. д. Получены выражения для определения распределения температуры в стенке втулки цилиндра при центробежном индукционном напекании. Задавая значения параметров центробежного индукционного напекания, по полученным формулам можно смодели- ровать и заранее получить распределение температуры в стенке втулки цилиндра. Для визуального отображения изменения температурного поля во втулке при центробеж- ном индукционном напекании выполнено моделирование в среде Autodesk Fusion 360.
機械設計實戰—從零件、裝配到創新設計
(2023)
Innerhalb dieser Arbeit werden Ansätze zur elektrotechnischen Funktionalisierung von industriellen Rohrleitungsdichtungen theoretisch und praktisch analysiert. Das Fernziel ist es hierbei, Neu- und Bestandsanlagen mittels vollständig eingebetteter, multimaterial 3D-gedruckter, messtechnisch neu gedachter Dichtungen nahtlos in moderne Automatisierungssysteme zu integrieren, um eine verbesserte Ressourcennutzung zu erreichen. Im Folgenden sind zunächst die grund-legenden Schritte „Aufbau eines Laborprüfstandes“, „Simulation geeignet scheinender Messmethoden“ und „Studie leitfähig druck- und kontaktierfähiger Strukturen“ als Teil der Forschungsaktivitäten hierzu dargestellt.
The main purpose of the article is to increase productivitiy, reduce processing time and the same time increase the cutting speed. The results are also displayed in Excel using a number of cutting parameters. For this purpose, the article shows the results of both high-speed milling and high-speed turning of a machine with different types of tools, as well as processing of one tool on different types of machines. Unlike other machines, in general, the work on the machines of universal processing centers turned out to be more productive. The feed rate of the machine tools is the focus area here. If we increase cutting values, then the tool life is reduced and that leads to higher tool costs. With universal high-performance machines we cannot save costs for tools (we can only save machine tool costs). Compared to universal high-performance machines, we can save tool costs with Universal Machining Center. Therefore, it is suggested to the machining with the universal machining center, although the machining time and cutting time is faster with the universal high-performance machine.