29 września 2022

listopad2017


Drodzy Czytelnicy,

Listopad nieodmiennie kojarzy się z Dniem Zadusznym, wizytami na cmentarzach, wspominaniem tych, którzy odeszli. W te spokojne dni wdzierają się z hukiem różne helloweeny, próbując oderwać człowieka od spraw podstawowych. Niektórzy są tak przejęci, że zaczynają wówczas organizować bale Wszystkich Świętych, jako przeciwwagę dla pogańskich harców. A niepotrzebnie, bo to okres szczególnej modlitwy za zmarłych i powinien być raczej wypełniony refleksją niż zabawą. Nie należy zmieniać wielowiekowych tradycji i uświęconych zwyczajów, tylko dlatego, że ktoś chce z nimi walczyć. Jesteśmy w tej szczęśliwej sytuacji, że na ten okres przypada u nas końcówka jesieni, gdzie życie przyrody zamiera. Łatwiej nam wtedy ogarniać sprawy przemijania niż ludziom na półkuli południowej, u których wiosna rozkwita w najlepsze.
Niedługo Adwent, a to czas wybitnie sprzyjający rozważaniom na temat końca i wieczności. Oby udało nam się dobrze go wykorzystać.

W tym numerze naszego miesięcznika – więcej zagadnień z obszaru techniki motoryzacyjnej: światła, układy wydechowe, materiały, technologiczny transport EHB. Omawiamy również parametryczną rekonstrukcję modelu przestrzennego otrzymanego ze skanowania 3D, a także metodę optymalizowania masy konstrukcji przy projektowaniu CAD. Przyglądamy się amerykańskim quadom Polaris, których jedyna fabryka w Europie mieści się od kilku lat w Opolu. Ale to nie wszystko. Zachęcam zatem do lektury najnowszego wydania „Projektowania i Konstrukcji Inżynierskich”.

 

Przemysław Zbierski


(felieton)

W stosunku do ludzi, należy ufać i kontrolować, jak mawiali starożytni Rzymianie. No, może nie Rzymianie i nie tacy starożytni, ale powiedzonko weszło do zestawu sentencji powszechnie używanych, przy różnych okazjach, często jako żartobliwe usprawiedliwienie zwykłego braku zaufania do kogoś. Bo jak uczył Lenin, wielki wódz rewolucji (nie jestem pewien tylko czy 1.0 czy już wtedy może 2.0?) zaufanie jest dobre ale kontrola lepsza.

Tomasz Gerard

Po sławetnych przemianach ustrojowych w Polsce i innych transformacjach, wielu uwierzyło zapewnieniom znanej aktorki, że teraz jesteśmy już we własnym domu, że mamy wolność itd., więc kontrolować już tak bardzo nie trzeba. A tak naprawdę kontrola wzmogła się i zwiększyła się ilość obszarów jej podlegających. Stała się ona powszechna i permanentna, choć tę świadomość miało tylko nieliczne grono wybrańców. Oczywiście działo się tak nie tylko u nas. Ale to wielka polityka, sprawy globalne itp. poważne rzeczy, którymi zajmują się tylko namaszczeni przedstawiciele elitarnych elit, spotykający się w elitarnych gronach.
W naszym zwykłym, przyziemnym życiu, mamy do czynienia z podobnym problemem. Jakże rzadko można spotkać kogoś w pełni zadowolonego z wykonanej mu usługi, czy to w warsztacie naprawczym, czy przez ekipę remontową, czy u operatora telekomunikacyjnego, o lekarzach i uczelniach nie wspominając. Tyle że rzecz nie wynika z braku należytej kontroli, jak widziałyby to osoby o zboczeniu etatystycznym. Powszechny jest brak szacunku dla drugiego człowieka. W urzędach, szkołach, sklepach, w rodzinach, w mediach itd., wszędzie jest podobnie. No, ale co się dziwić, kiedy w państwach traktuje się obywateli – mieszkańców jak potencjalnych przestępców, a przestępców z kolei jak zwykłych obywateli. Wszak żadna afera ostatnich dziesięcioleci nie została rozwiązana, a sprawcy najpoważniejszych przestępstw nie zostali ukarani. Na co dzień policja poluje na przechodzących na czerwonym świetle spokojnych ludzi, nie zwracając uwagi na kręcących się obok łobuzów wciskających ulotki burdeli za wycieraczki samochodów. Jednym słowem – smutek i nostalgia.
Brak szacunku do drugiej osoby przejawia się też w języku, jakiego używamy komunikując się z innymi. I nie chodzi tylko o wulgaryzmy, których pełno w mediach i na ulicach, czy o prymitywizm osób tzw. publicznych, ale też o język oficjalnych komunikatów firmowych, przygotowywanych przez różnych PR-owców i innych marketingowców, którzy prawdopodobnie niewiele czytali poza swoją własną twórczością. Pełne pustosłowia, kalek z języka angielskiego, pisane językiem napuszonym, ale niepoprawnym gramatycznie i stylistycznie, nie mające nic do przekazania, oprócz nazwy firmy, którą mają promować. I każdy pretekst jest do tego dobry.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 11 (122) listopad 2017


Przemysł motoryzacyjny charakteryzuje się ciężkimi warunkami pracy dla urządzeń technologicznych. Praca na trzy zmiany przez sześć dni w tygodniu, w bardzo krótkim takcie, z masami rzędu 1000 kg i więcej powoduje, że trudno znaleźć w innej produkcji przemysłowej podobnie ciężkie warunki pracy. Stąd jeżeli jakieś urządzenie technologiczne zaprojektowano i wykonano dla tego przemysłu, to wszędzie indziej na pewno będzie dobrze pracowało. Do takich urządzeń technologicznych należą systemy transportu technologicznego podwieszanego. Ukoronowaniem rozwoju tej dziedziny techniki jest system EHB.

Aleksander Łukomski

EHB (Elektrohängebahn) to w zasadzie typ szyny jezdnej, aluminiowej, w kształcie zbliżonym do dwuteownika, w której po jednej stronie środnika zamontowano szynoprzewody zasilające napęd i sterowanie wózków z własnym napędem, przemieszczających się po tej szynie, do których podwieszono zawieszkę. Niekiedy z tego szynoprzewodu zasilane i sterowane są też zawieszki podwieszone do wózków.

podwieszany transport ehb
Fot. 1    Widok toru EHB wraz ze zwrotnicą i zawieszeniem

Systemy transportowe EHB montowane są do konstrukcji nośnej hali (rzadziej do specjalnej konstrukcji stalowej), co pozwala na zachowanie wolnej powierzchni podłogi. System ten dobrze sprawdza się przy transporcie wewnętrznym na liniach montażowych i w magazynach buforowych. Transport pracuje w obiegu zamkniętym, a sterowanie ich przepływem odbywa się automatycznie. Często system składa się dodatkowo ze zwrotnic, wind i stacji kontrolnych.
Najważniejsze cechy systemów EHB:

  • są ciche, wydajne i oszczędne,
  • zapewniają precyzyjne pozycjonowanie,
  • przenoszona masa od 300 kg do 10.000 kg,
  • szybkość od 60 m/min do 150 m/min w zależności od obciążenia,
  • zasilanie od 200 A do 3 kA;

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 11 (122) listopad 2017

 


Pojazdy ATV (All Terrain Vehicle), zwane potocznie quadami, zdobywają w Polsce coraz większą popularność. Wielu uważa je za prymitywną technicznie, kosztowną nowość. Tymczasem, przy bliższym poznaniu maszyny te potrafią zadziwić nie tylko swoimi możliwościami lecz również rozwiązaniami technicznymi.

Ryszard Romanowski

Quady pokonują bezdroża rajdu Dakar, ciężko pracują na farmach i w lasach oraz stanowią niezastąpione pojazdy dla służb ratowniczych, pograniczników i wojska. To tylko niektóre z ich możliwości. Jedną z najważniejszych firm produkujących pojazdy poruszające się bez przeszkód w najtrudniejszych warunkach jest amerykańska Polaris Inc.

quady polaris

Jej początki sięgają pierwszych lat po II wojnie światowej, kiedy to Edgar Hetteen wraz z bratem Allanem i Davidem Johnsonem zasłynęli w okolicy Roseau w stanie Minnesota z napraw maszyn rolniczych, niewykonalnych dla innych mechaników. Mroźne i śnieżne zimy bardzo ograniczały kontakty. Panowie wpadli więc na pomysł aby zbudować pojazd, dla którego zima nie będzie straszna.

Polaris slingshot 1
Nowością wprowadzoną pod koniec 2015 roku jest sportowy trójkołowiec Slingshot ...

Wykorzystując przenośnik taśmowy, silnik Briggs Stratton i części starego Chevroleta, zbudowali pierwszy skuter śnieżny. Jego możliwości zaprezentowali odbywając 1200-milową podróż przez białą pustynię Alaski, w temperaturach dochodzących do minus 40 °C, przewożąc niemal 450 kg ładunku. Podróż trwała dwanaście dni i sprawiła, że skutery śnieżne zyskały ogromną popularność. W roku 1984 powstała w fabryce linia produkująca inny typ pojazdów. Były nimi quady ATV.

ATV Polaris konstrukcja b

ATV Polaris konstrukcja c

ATV Polaris konstrukcja d
Pojazdy ATV Polaris i ich szczegóły konstrukcyjne

Obecnie firma uważana jest nie tylko w Ameryce Północnej za najlepszą w branży tzw. powersports. Oferuje pojazdy użytkowe, zwane Ranger, rekreacyjne, sportowe RZR, pojazdy elektryczne i wojskowe. Polaris to również motocykle, cruisery napędzane typowymi dla Ameryki dużymi silnikami V2 marek Victory i Indian (klienci wolą jednak legendarną markę Indian od stosunkowo młodej Victory, ta ostatnia zaczęła więc być w tym roku wygaszana).

ATV Polaris konstrukcja e

ATV Polaris konstrukcja f

ATV Polaris konstrukcja g
Pojazdy ATV Polaris i ich szczegóły konstrukcyjne

Nowością wprowadzoną pod koniec 2015 roku jest sportowy trójkołowiec Slingshot napędzany wywodzącym się z General Motors silnikiem Ecotec, o pojemności 2,4 l, mocy 173 KM, momencie obrotowym 227 Nm i masie suchej około 766 kg. Napęd z pięciobiegowej manualnej skrzyni przenoszony jest na tylne koło paskiem wzmacnianym włóknami węglowymi. Z przodu zastosowano podwójne wahacze, a tylne koło prowadzone jest drążonym wahaczem aluminiowym. Ten niezwykle dynamiczny trójkołowiec rejestrowany jest jako motocykl. Może dostarczyć wrażeń dostępnych jedynie kierowcom supersamochodów.


Bezpieczeństwo podnoszą elektroniczne układy kontroli trakcji i stabilizacji toru jazdy. Siedzenia i kokpit zbudowano z materiałów stosowanych w motocyklach, ponieważ w razie deszczu dwuosobowa kabina nie jest niczym osłonięta. Jednak wyspecjalizowane firmy oferują już składane dachy, jak również automatyczne skrzynie biegów do tego modelu. Liczne akcesoria produkowane są również do typowych ATV. Maszyny te można np. wyposażyć w gumowe gąsienice.
Firma Polaris postanowiła zainwestować w Europie. Pierwszą europejską fabrykę quadów otwarto w 2014 roku w Opolu. Oprócz tego zakładu na starym kontynencie nie powstają pojazdy ATV żadnej marki. W Polsce powstaje wiele elementów do produkowanych pojazdów, w tym tak newralgiczne, jak np. ramy. Fabryka funkcjonuje na identycznych prawach jak te, w Ameryce. Wśród modeli powstających w Opolu są Ranger i RZR.

ATV Polaris konstrukcja h

ATV Polaris konstrukcja i

ATV Polaris konstrukcja j
Pojazdy ATV Polaris i ich szczegóły konstrukcyjne

Pozornie proste konstrukcyjnie ATV kryją wiele niespotykanych nigdzie indziej rozwiązań technicznych, których przedstawienie wymagałoby szczegółowego omówienia każdego modelu. Można wymienić technologie materiałowe, spawalnicze, konstrukcje zawieszeń, skrzynie biegów manualne i automatyczne CVT, np. pięcioprzełożeniowa Polaris Variable Transmission, systemy napędów 4x4 i 2x4 przełączające się automatycznie, blokady mostów, aż po elektroniczne układy kontroli trakcji, wspomagania kierownicy itp. Niewybrażalne byłoby aby dzierżący palmę pierwszeństwa Polaris miał nie przejechać (bez uszkodzeń)leżącego pnia, stopnia skalnego, bagna lub nie wytrzymał lądowania po skoku, mimo że nisko umieszczonych elementów zawieszenia. Przy tym, jak na lekkie pojazdy (duży Sportsman waży 350 kg, a sportowy Outlaw zaledwie165), wymagają specyficznych rozwiązań. Muszą mieć niewielkie wymiary i masę, oraz wykazywać się odpornością na najgorsze warunki terenowe i atmosferyczne, a przy tym zapewniać bezpieczeństwo pasażerom. Dlatego w modelach pozornie tych samych, wprowadzanych na kolejny rok, znaleźć można modyfikacje i zupełnie nowe rozwiązania.
Polarisy side by sides (dwa miejsca obok siebie) budowane są w wielu wersjach. Mają wspomaganie kierownicy, napęd na dwa lub cztery koła, często działający automatycznie, oraz manualną lub automatyczną skrzynię biegów (do wyboru). Wolnossący RZR XP 1000 EPS napędzany jest dwucylindrowym silnikiem o pojemności niespełna 1 l, mocy 100 KM i momencie 97 Nm, co przy masie 625,5 kg daje mu przelicznik kg na KM niedościgły dla większości samochodów.

Polaris Ranger silnik prostar
Silnik Prostar do Rangera

Wersja turbodoładowana rozwija aż 168 KM i 107 Nm momentu obrotowego. Tak silne i lekkie pojazdy terenowe muszą mieć odpowiednie zawieszenia. Model wolnossący wyposażony jest w zawieszenie Walker-Evans, a RZR XP Turbo EPS w amortyzatory firmy Fox, mające pięć progresywnych stref tłumienia, dostosowanych do różnych warunków i stylów jazdy. Budowane są wersje dla wojska. Powstaje Dagor i militarny MRZR-D 2, napędzane turbodieslami. MRZR-D2 ma trzycylindrowy turbodoładowany silnik o zapłonie samoczynnym, z mechanicznym wtryskiem paliwa. Wojskowy Sportsman MV 850 ma znany z konstrukcji cywilnych silnik benzynowy.

ATV Polaris konstrukcja k

ATV Polaris konstrukcja m

ATV Polaris konstrukcja n
Pojazdy ATV Polaris i ich szczegóły konstrukcyjne

Jednym z wyzwań dla konstruktorów pojazdów ATV jest bezpieczeństwo. Pojazdy te nie mają znanych z samochodów stref pochłaniania energii, kurtyn ani poduszek powietrznych. W pojazdach side by sides pasażerów zabezpiecza solidna rama, a w nadwoziach otwartych często elementem chroniącym podczas kapotażu jest odpowiednio zaprojektowana kierownica. Maszyny o tak wysokich osiągach biorą udział w rajdach terenowych typu Baja lub Cross Country, gdzie bezlitośnie weryfikowana jest ich jakość.
– Mamy zawodnika startującego w terenowych rajdach Baja na wolnossącym Polarisie kupionym dwa lata temu – mówi Adam Korbanek, jeden z największych dealerów marki w kraju. – Wygrywa z silniejszymi modelami z turbodoładowaniem. Na pewno jedną z przyczyn są umiejętności, ale nie można zapominać o pojeździe. Polaris jest niezawodny i zawsze dojeżdża. Oczywiście serwisujemy jego maszynę. Wymieniamy różne rzeczy np. paski. Mimo że pasek wygląda na dobry, wymienia się go po każdym rajdzie. Quady z natury nie są zbyt skomplikowane technicznie i mogą być sprawdzane przez średniej jakości mechanika. Awarię podczas zawodów uczestnik często usuwa samodzielnie. Specyficzne dla Polarisa jest to, że gdy przygotowujemy maszynę dla zawodnika możemy zmienić niektóre części np. amortyzatory, na części innych producentów np. Ohlins. Fabryka na to się zgadza i nie ma problemów z gwarancją. W innych markach gdy wydarzy się awaria mechaniczna i klient powie, że jeździ na rajdach to usłyszy, że w takim wypadku gwarancja go nie obejmuje. U nas jest inaczej. Można na rajdach mieć różne awarie, ukręcić np. pięćdziesiąt półosi i wszystko będzie naprawione w ramach gwarancji. Jeżeli quad ma modyfikacje, takie które aprobuje fabryka, to również obejmuje go gwarancja.
W większości krajów Europy dokładnie określono, jakie warunki ma spełniać quad, aby mógł zostać zarejestrowany, oraz gdzie można się poruszać tymi pojazdami. U nas występuje ogromna dowolność w interpretacji nieprecyzyjnych przepisów. Mówi się o quadach głównie z okazji rajdu Dakar, a znacznie częściej wtedy, gdy pojazdy te straszą turystów na leśnych szlakach.
– Około 40% ceny quada to koszty homologacji. Mamy szczęście, że w Polsce można jeździć homologowanymi quadami po drogach. W Ameryce jest to niemożliwe. Maszyny importowane z USA i Kanady nie mają homologacji i w Polsce też nie powinny jej otrzymać. A jednak niektóre mają... Istnieją firmy, które mogą ściągnąć pojazd bez żadnych certyfikatów ani homologacji i go zarejestrować. Producentom, w tym polskiej fabryce Polarisa, zależy na tym, aby takie rzeczy nie miały miejsca. W związku z czym dostarczają wydziałom komunikacji informacje o tym, które maszyny są homologowane, a które nie. W Polarisie gdy numer VIN zaczyna się od liter AT, to znaczy, że nie ma homologacji. My też możemy sprzedawać pojazdy bez homologacji np. dla osób, które nie będą ich używać na drogach publicznych tylko w gospodarstwach, lub quady dla dzieci. Maszyny te są odpowiednio tańsze od homologowanych. Ale możemy również homologować pojazdy. Jeżeli zachodzi taka potrzeba to maszyna wraca do producenta i jest uzupełniana o wymagane do homologacji części. Zmieniany jest również nr VIN. Zdarza się to często z maszynami przedprodukcyjnymi – mówi Adam Korbanek.
O ile na zawodach występują niemal wyłącznie marki amerykańskie i japońskie, to na polskich drogach (a częściej bezdrożach) rzadko widuje się quady renomowanych marek, dominują pojazdy z Dalekiego Wschodu. Dużą rolę bowiem odgrywa cena, szczególnie dla klientów, którzy pierwszy raz kupują quada. Być może dzięki fabryce w Opolu sytuacja ta będzie się zmieniać.
Niedawno obok fabryki powstało europejskie centrum dystrybucji, które dotąd znajdowało się w Antwerpii.

Ryszard Romanowski

 

artykuł pochodzi z wydania 11 (122) listopad 2017


Podczas tworzenia konstrukcji, oprócz aspektów wizualizacyjnych i użytkowych, bierze się pod uwagę również kwestię kosztów. Znaczenia nabiera wówczas redukcja masy detali (mniejsza waga to m.in. mniejsze koszty transportowe). Do optymalizowania masy konstrukcji można wykorzystać projektowanie generatywne. Jest to metoda umożliwiająca optymalizację geometrii z uwzględnieniem redukcji masy w zadanym zakresie.

Bernard Pacula

Metoda polega na tworzeniu bryłowego modelu siatkowego na podstawie wyników analiz. Można na nim dalej pracować, modyfikując uzyskany kształt. Pierwszym przykładem może być detal pokazany na rysunku 1. Jest to prosty łącznik, w którym można pozbyć się niepotrzebnego materiału.

optymalizacja masy konstrukcji
Rys. 1

Po przełączeniu się w Solid Edge do funkcji Projektowanie generatywne, należy w pierwszym kroku ustawić materiał, korzystając z tabeli materiałów, gdyż tylko po jego ustawieniu dostępne będą opcje optymalizacji geometrii. Jeśli brakuje potrzebnego gatunku materiału, można dodać nowy lub dokonać edycji istniejącego już wpisu w bazie.
Mając przygotowaną geometrię można przystąpić do nadania warunków brzegowych konstrukcji. Nie jest to typowa analiza wytrzymałościowa, gdzie otrzymamy komplet wyników, a jedynie optymalizacja geometrii z uwzględnieniem rozkładu naprężeń po zmianie kształtu. Najważniejszą zaletą tego rozwiązania jest fakt, iż wyniki nie są jedynie prezentowane w postaci wykresu lecz powstaje nowa geometria, będąca zoptymalizowaną wersją starej konstrukcji. Proces ten można wykonywać wielokrotnie, przez co w jednym pliku części można mieć wiele różnych wariantów, które zostały wygenerowane. Daje to spore możliwości wyboru najlepszego rozwiązania. Rozpoczęciem procesu optymalizacji jest utworzenie nowej analizy przez wybranie Projektowanie generatywne -> Analiza generatywna -> Utwórz analizę generatywną. W przypadku tej konstrukcji należy wskazać miejsce działania obciążenia (Rys. 2). Wskazując miejsce przyłożenia siły, w polu Odsunięcie można podać w jakiej odległości od danego lica system nie będzie dokonywał zmian. Te obszary są chronione przed modyfikacją.
Dzięki temu mamy możliwość wpływania na newralgiczne punkty konstrukcji, np. takie, w których chcemy zachować większą sztywność.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 11 (122) listopad 2017