27 września 2022

fstyczen2018


Jedną z uznawanych powszechnie i panujących współcześnie tendencji, jest presja, żeby co chwila wszystko wszędzie zmieniać, „unowocześniać”, niby dla sprostania wyzwaniom też zmieniającego się dynamicznie świata. Ale przecież prawdziwe wyzwania są od zawsze te same – pragnienie miłości, szczęścia, dobra, więc o co chodzi? Te wszystkie „dostosowywania”, te szeroko zakrojone akcje, masowo nagłaśniane, angażujące wszystkie możliwe władze i ośrodki decyzyjne, biznesowe, polityczne, świeckie i nawet kościelne, to całkowicie bezpłodne inicjatywy, oszukańcze próby otumanienia człowieka, „wkręcenia” go – jak to się dziś mówi.

Tomasz Gerard

Człowiek ze zmiennym usposobieniem, kapryśny, humorzasty nie jest kimś, na kim można by polegać. Nikt nie szuka za wszelka cenę zażyłości z taką osobą, dla której zmiana to coś organicznego. W tym przypadku – zmiana usposobienia. Oczywiście, słynne powiedzenie, albo raczej zaśpiewanie: La donna è mobile (co nie znaczy, jak się niektórym wydaje, że kobieta się przemieszcza) nie dotyczy tego przypadku. Ale jak wiemy zmieniają się nie tylko ludzie.
O ile w technice i technologii zmiany są podyktowane rozwojem tych dziedzin (dla usprawnienia procesów, zwiększenia wygody, bezpieczeństwa itd.) to zmiany np. w kolorach paznokci, kroju ubrań i fryzurach nie są podyktowane niczym sensownym. To po prostu elementy tresury, której masy ludzi poddają się bez zastanowienia. Moda jest zwyczajnie głupia. I w normalnych warunkach ludzie byliby w stanie to dostrzec. Ale moda wsparta potężnym aparatem współczesnej propagandy (wobec której Ministerstwo Propagandy Rzeszy albo Wydział Propagandy i Agitacji KC KPZR to „ubodzy krewni”) i wszystkich środków masowego rażenia – dla niepoznaki zwanych środkami przekazu – to niemal najważniejszy element życia dzisiejszego człowieka. To straszne, ale większość ludzi naprawdę myśli, że musi być modna. Nie – mądra, rozsądna, pracowita, rzetelna, uczciwa, ale właśnie modna. Kiedyś, w zamierzchłych czasach PRLu krążył dowcip: – Kim być wolał być: łysym czy głupim? – No pewnie, że głupim! – Dlaczego? – Bo to się tak nie rzuca w oczy. Dziś łysina nie jest przedmiotem drwin, ale bycie niemodnym – jak najbardziej: – Słuchaj, kim być wolał być: głupim czy niemodnym? – No pewnie, że głupim!
Z kolei w strukturach społecznych, obyczajowych i ustrojowych, w naszej historii ostatniej też wciąż zmiany i zmiany. Tu dominuje namiętność do niszczenia: im większa ruina tym lepiej. Choć oczywiście wszystko na pozór wygląda elegancko – barbarzyńcy poprzebierani są w dobrze skrojone garnitury, mówią językami; pouczeni przez swoich treserów (o przepraszam, trenerów rozwoju osobistego, czy jakoś tak) unikają na wizji brzydkich wyrazów i w plazmowych ekranach prezentują się profesjonalnie, ale ich dzieła świadczą o nich. W końcu realizują to, co zawsze głosili, w swojej ulubionej piosence: – Przeszłości ślad dłoń nasza zmiata. I rzeczywiście zmiatają, aż się kurzy.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 1/2 (124/125) styczeń-luty 2018

 


Coraz bardziej rozwijającym się segmentem rynku lotniczego stają się maszyny zwane High Performance Light Aircraft, a szczególnie High Speed Personal Jet. Dla dużej grupy klientów lekkie samoloty tłokowe są zbyt wolne, a tzw. odrzutowce funkcyjne – zbyt drogie. Ideałem jest maszyna łącząca zalety tych samolotów: łatwa w pilotażu, niezbyt droga w zakupie i utrzymaniu, a ponadto zapewniająca komfort kilku pasażerom.

Ryszard Romanowski

Powinien to być lekki samolot odrzutowy spełniający wymogi General Aviation. Niestety, oferta jest niewielka. Do niedawna prezentowano prototypy zaledwie trzech maszyn budzących duże zainteresowanie potencjalnych klientów. Jedną z nich jest austriacki Diamond D-Jet, który na razie nie doczekał się produkcji seryjnej, z powodów finansowych. Firma Diamond obiecuje, że niebawem kontynuować będzie dalsze prace zmierzające do uzyskania certyfikatów i rozpoczęcia produkcji seryjnej. Kolejnym jest polski Flaris, opisywany przed rokiem w naszym magazynie. Maszyna firmy Metal Master jest w fazie testowej.

Digital Vision Jet

Pozostał Cirrus Vision SF50, który po licznych finansowych i własnościowych zawirowaniach przeszedł procesy certyfikacji, zarówno w amerykańskiej FAA, jak i europejskiej EASA, i trafił do produkcji seryjnej. Maszyna nazywana potocznie Vision Jet jest pierwszym najmniejszym certyfikowanym cywilnym odrzutowcem. Jedna z dwóch europejskich premier tego samolotu odbyła się 23 września ubiegłego roku na poznańskim lotnisku Ławica. Organizatorem wydarzenia było centrum treningowe Cirrusa – Aero Poznań. W stolicy Wielkopolski mieści się przedstawicielstwo Cirrusa pod nazwą Cirrus Poland & Baltic oraz ośrodek szkoleniowy dla pilotów, dysponujący jednym z czterech na świecie symulatorów. Pozostałe trzy znajdują się w USA. Symulatory te nie odbiegają technicznie od najnowocześniejszych urządzeń przeznaczonych do szkoleń pilotów samolotów pasażerskich.
Znana z produkcji doskonałych lekkich samolotów tłokowych firma Cirrus rozpoczęła projekt nazwany The Jet, w celu zapełnienia rynkowej luki i zaoferowania pilotom bardzo cenionych modeli SR20 i SR22, szybkiej odrzutowej maszyny, podobnie jak tamte – mało kłopotliwej i łatwej w pilotażu. Przedstawiono samolot wykonany w całości z kompozytu, z kabiną mieszczącą siedem osób. Pierwotną nazwę projektu szybko zastąpioną nową: Vision SF50.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 1/2 (124/125) styczeń-luty 2018


Pod względem innowacji w produkcji i gospodarce polskie przedsiębiorstwa należą do najmniej aktywnych w Unii Europejskiej. Według instytucji PRO INNO Europe, założonej przez Komisję Europejską do badania rozwoju innowacyjności, polskie przedsiębiorstwa zajmują miejsca w trzeciej dziesiątce państw unijnych.

Aleksander Łukomski

Według Ministerstwa Gospodarki największą barierą dla rozwoju innowacyjności polskich przedsiębiorstw są wysokie koszty prowadzenia badań naukowych oraz niechęć przedsiębiorców do podejmowania ryzyka związanego z wprowadzaniem nowych rozwiązań i produktów. Dochodzi do tego brak koordynacji pomiędzy badaniami naukowymi, a potrzebami przedsiębiorstw.
Innowacyjność związana jest z postępem technicznym, który oznacza zmianę danego poziomu techniki na wyższy, przy jednoczesnym spełnieniu czterech kryteriów:

  • Techniczny. Lepsze właściwości techniczno-eksploatacyjne musi charakteryzować nowy poziom techniki;
  • Ekonomiczny. Wyższy poziom techniki jest wtedy, gdy łączne nakłady na jednostkę produktu są mniejsze;
  • Społeczny. Stosowana technika powinna być bardziej „przyjazna” dla użytkownika;
  • Ekologiczny. Podejmowane działania inżynierskie nie mogą szkodzić ekosferze: wodzie, powietrzu, glebie; urządzenia powinny być cichsze.

Podstawą postępu technicznego jest inwencja, a wykorzystanie tej inwencji to innowacja w postaci opracowania, wdrożenia, upowszechnienia prototypu lub nowego rozwiązania. Nowe rozwiązanie nie jest jednak jeszcze innowacją, dopóki nie ma ono praktycznego zastosowania. Rozróżnia się kilka rodzajów innowacji w zależności od kryterium:

  • kryterium oryginalności:
    -kreatywna, czyli twórcza, odkrywcza;
    -imitująca – odtwórcza, naśladowcza;
  • kryterium systemu pobudzania innowacji:
    -podażowa, jako wynik odkryć, wynalazków stymulowanych przez rozwój nauki i techniki,
    -popytowa, stymulowana przez samo przedsiębiorstwo i rynek;
  • kryterium efektów:
    -produktowa, która związana jest z rentownością;
    -procesowa, nie jest tożsama z technologią; zmiana technologii może być jednym z elementów innowacji procesowej;
    -czynnikowa, odnosząca się do nowych czynników potrzebnych do wytwarzania towarów np. nowe elementy infrastruktury społecznej.

Bardzo często w ramach funduszy europejskich przeznaczonych na innowacje przedsiębiorstwa kupują nowe maszyny np. frezarki, koparki itp.

produkcja skrzynek
Fot. 1    Produkcja małych skrzynek metalowych w sposób tradycyjny

Może w niektórych takich przypadkach występuje nawet coś zbliżonego do innowacji, jakaś zmiana w przedsiębiorstwie w tym kierunku, ale bardzo często nie są to w rzeczywistości żadne innowacje.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 1/2 (124/125) styczeń-luty 2018


Podstawą definicji każdego mechanizmu jest określenie par kinematycznych. Są jednak takie mechanizmy, w których kontakt pomiędzy jego częściami nie jest ciągły i dlatego definicja pary kinematycznej nie jest oczywista. Na przykład mechanizm maltański (znany także jako mechanizm genewski – zwłaszcza w literaturze anglojęzycznej) przekształca ciągły ruch obrotowy członu napędowego na okresowo przerywany ruch obrotowy członu napędzanego – trzpień koła napędowego wchodzi kolejno w kanałki koła napędzanego powodując jego okresowy obrót o kąt zależny od liczby kanałków.

Andrzej Wełyczko

Rozważmy definicję takiego mechanizmu i symulację jego ruchu w systemie CATIA V5 dla koła napędzanego z sześcioma kanałkami (Rys. 1).

mechanizm maltanski
Rys. 1

Definiowanie geometrii poszczególnych części tego zespołu pominę, aby skupić się na temacie głównym. Jeśli części zespołu mamy zdefiniowane, to podstawowym zadaniem jest ustalenie ich wzajemnego położenia w przestrzeni roboczej. Precyzyjną definicję wzajemnego położenia części wykonujemy w środowisku Assembly Design (Rys. 2), aplikując wymagane więzy (Constraints): Fix, Coincidence, Contact, itd. Dla uproszczenia zastosowałem sztywne połączenie (FixTogether) wałków (Shaft.1 i Shaft.2) odpowiednio z kołem napędowym (DriveWheel.1) i napędzanym (GenevaWheel.1).

Rys02
Rys. 2

Relacje typu Constraints zdefiniowane w środowisku Assembly Design nie są równoważne z definicją par kinematycznych, bo te są definiowane w środowisku Digital Mock-Up Kinematics. Jeśli w środowisku Assembly Design zdefiniowano relacje typu Constraints, to definicje par kinematycznych można uzyskać automatycznie za pomocą polecenia Assembly Constraints Conversion (Rys. 3).

Rys03
Rys. 3

W rezultacie takiej konwersji otrzymujemy cztery pary kinematyczne (Revolute.1, Revolute.2, Rigid.3 i Rigid.4) oraz element nieruchomy (Fix Part). Mechanizm ma dwa stopnie swobody (DOF = 2) i dlatego nie można jeszcze wykonać symulacji jego ruchu. Trzeba przecież określić jak ruch jest przenoszony z koła DriveWheel.1 na koło GenevaWheel.1 oraz zdefiniować element napędowy (tu oczywiście DriveWheel.1).
Naturalną (choć nie najprostszą) metodą powiązania ruchu kół DriveWheel.1 i GenevaWheel.1 jest wyznaczenie trajektorii ruchu osi trzpienia napędowego (DrivePinCenterPoint na rysunku 4) względem koła napędzanego.

Rys04
Rys.4

Zadanie to tylko z pozoru jest trudne, ponieważ:

  • w początkowej fazie ruchu trzpień napędowy porusza się w osi kanałka 1 – odcinek liniowy L1;
  • w końcowej fazie ruchu trzpień napędowy porusza się w osi kanałka 2 – odcinek liniowy L2;
  • pomiędzy tymi fazami trzpień porusza się po łuku okręgu (tu Circle), który jest styczny do odcinków L1 i L2.

Wniosek: punkt DrivePinCenterPoint porusza się po krzywej DrivePinMotionCurve, którą tworzą trzy segmenty: L1, Circle i L2. Punkt DrivePinCenterPoint musi być zdefiniowany w modelu DriveWheel, a krzywa DrivePinMotionCurve w modelu GenevaWheel.
Wałek Shaft.1 ma możliwość obrotu względem podstawy (tu: Base.1) i jest jednocześnie sztywno połączony z kołem DriveWheel.1. Z tego powodu parametr napędowy Command.1 musi być częścią definicji pary kinematycznej Revolute.1(Shaft.1, Base.1), bo ta ustala położenie wałka Shaft.1 względem podstawy Base.1 (Rys. 5).

Rys05
Rys. 5


Symulacja ruchu mechanizmu może być wykonana za pomocą polecenia Simulation with Commands (Rys. 6):

  • dla 0° ≤ Command.1 ≤ 60° kąt obrotu koła napędzanego zmienia się od 0° do 30°,
  • dla 60° < Command.1 < 300° kąt obrotu koła napędzanego jest stały i wynosi 30°,
  • dla 300° ≤ Command.1 ≤ 360° kąt obrotu koła napędzanego zmienia się od 30° do 60°.

Rys06
Rys. 6

Taka definicja mechanizmu ma jednak istotną wadę – nie jest możliwa symulacja ruchu dla więcej niż jednego obrotu koła napędowego. Dlaczego? Jeśli, na przykład, zdefiniujemy trajektorię ruchu trzpienia koła napędowego dla dwóch pełnych obrotów tego koła (Rys. 7A), to taka krzywa jest kompletnie nieużyteczna. I nawet jeśli algorytm definiowania pary kinematycznej typu Point Curve nie generuje błędu i pozwala na symulację ruchu mechanizmu, to ta zatrzymuje się dla Command.1 = 300°, czyli w punkcie, w którym łączą się trzy segmenty zadanej trajektorii ruchu trzpienia (odcinek liniowy i dwa łuki). Analiza krzywej wskazuje na błąd typu Manifold (Rys. 7B) w tym właśnie punkcie i dlatego symulacja ruchu mechanizmu dla Command.1 > 300° nie jest możliwa.

Rys07
Rys. 7


Sytuacja nie jest jednak beznadziejna, bo wiemy (Rys. 8) jak zmienia się kąt obrotu koła napędzanego (Revolute.2\Angle) w funkcji zmian kąta obrotu koła napędowego (Revolute.1\Angle). Na podstawie takich danych można zdefiniować geometryczne prawa zmienności tych kątów: ręcznie (na przykład w środowisku Sketcher) lub półautomatycznie (eksport wartości tych kątów do pliku dyskowego i rekonstrukcja funkcji Revolute.2\Angle = f(Revolute.1\Angle) – na przykład za pomocą dedykowanego makra).

Rys08
Rys. 8


Rozważmy kolejną wersję mechanizmu maltańskiego (Rys. 9), w którym usunięto parę kinematyczną Point Curve.5 oraz dodano kolejny parametr napędowy (tu: Command.2), odpowiedzialny za obrót koła GenevaWheel. Teoretycznie można wykonać symulację ruchu takiego mechanizmu bez praw zmienności i powiązania parametrów napędowych, ale w takim przypadku obrót koła napędzanego jest niezależny od obrotu koła napędowego. Jeśli zdefiniujemy wykresy (prawa) zmienności parametrów Command.1 oraz Command.2, to możliwa będzie symulacja ruchu mechanizmu dla dowolnej liczby obrotów koła napędowego.

Rys09
Rys. 9


Jak skonstruować wykresy zmian parametrów Command.1 i Command.2 w czasie? Odpowiedź jest raczej oczywista (Rys. 10):

  • Koło napędowe obraca się ze stałą prędkością kątową (załóżmy ω = 1°/s = 1/6 obr/min). Wartość kąta Revolute.1\Angle (czyli Command.1) zmienia się liniowo – wykres zmian tego parametru zdefiniowano jako szkic DriveWheel.
  • Koło napędzane obraca się ze zmienną prędkością – wykres zmian kąta Revolute.2\Angle (czyli Command.2) zdefiniowano jako szkic GenevaWheel.

Rys10
Rys. 10

 

Oba wykresy zostały zdefiniowane w nieruchomej części mechanizmu – tu: komponent Base.1. Struktura szkicu GenevaWheel nie jest skomplikowana: odcinek liniowy (Line.1) oraz dwie krzywe typu spline (Spline.1 i Spline.2). Zmiana wartości Revolute.2\Angle w zakresach 0°÷30° oraz 30°÷60° (reprezentowana przez krzywe Spline.1 i Spline.2) nie jest liniowa i dlatego trzeba zastanowić się ile punktów zastosować w definicji tych krzywych oraz jakie są współrzędne tych punktów. Najprostsze ale równocześnie najmniej dokładne rozwiązanie to dwa punkty skrajne z zadanymi warunkami styczności dla każdej krzywej spline.
Współrzędne punktów wewnętrznych krzywych Spline.1 i Spline.2 można wyznaczyć na podstawie konstrukcji geometrycznej (Rys. 11).

Rys11
Rys. 11

Zainteresowanych analizą geometryczną mechanizmu maltańskiego odsyłam do literatury fachowej. Tu ograniczę się tylko do krótkiego opisu:

  • Dla kąta Command.1 = 20° punkt P (oś trzpienia napędowego) określa wartość kąta Command.2 = 17,878°.
  • Punkt P’ (odpowiednik punktu P) na krzywej Spline.1 (czyli punkt CtrlPoint.2) ma współrzędne: H = 20mm, V = 17,878mm.

Oczywiście im większa będzie liczba punktów wewnętrznych krzywych Spline.1 i Spline.2, tym bardziej szkic GenevaWheel będzie zbliżony do rzeczywistego wykresu zmian kąta Revolute.2\Angle.
Jeśli geometryczna definicja zmienności parametrów napędowych mechanizmu jest gotowa, to za pomocą polecenia Link (okno Command Edition na rysunku 12) można powiązać parametr napędowy z odpowiednim szkicem – tu: Command.1 ze szkicem DriveWheel. Podobna operacja musi być powtórzona, aby powiązać Command.2 ze szkicem GenevaWheel.

Rys12
Rys. 12


W rezultacie wykonania tych poleceń (Rys. 13) w strukturze zespołu zostały utworzone dwa prawa zmienności (Law.1 i Law.2) oraz dwie formuły obliczeniowe do wyznaczenia wartości parametrów napędowych Command.1 i Command.2.

Rys13
Rys. 13

Mechanizm jest gotowy do symulacji ruchu – w tym przypadku zastosujemy polecenie Simulations with Laws (Rys. 14). Poza samą symulacją warto czasami analizować zmiany wartości wybranych parametrów (okno Sensors zakładka History) lub wykres ich zmian (okno Multiplot) – choćby po to, by potwierdzić poprawność definicji mechanizmu.

Rys14
Rys. 14


Jeśli trzeba wykonać symulację ruchu dla kilku obrotów koła napędowego (na przykład dla sześciu obrotów koła DriveWheel.1 uzyskamy jeden pełny obrót koła GenevaWheel.1), to trzeba odpowiednio zmodyfikować prawa zmienności, czyli (Rys. 15):

  • szkic DriveWheel – wymiary 360 (patrz Rys.10) zmienić na 6*360=2160,
  • szkic GenevaWheel – cały szkic skopiować pięć razy w taki sposób, aby zapewnić jego ciągłość (punkt początkowy kolejnej kopii jest zgodny z punktem końcowym poprzedniej).

Rys15
Rys. 15

 

Prawa zmienności mogą być także zdefiniowane analitycznie, za pomocą polecenia Rule w środowisku Knowledge Advisor. W takim przypadku należy zastosować równanie (Rys. 16) i w modelu pokazanym na rysunku 9 zdefiniować dwie zasady konstrukcyjne (DriveWheel oraz GenevaWheel na rysunku 17), w których Command.1\Angle jest odpowiednikiem kąta α, a Command.2\Angle jest odpowiednikiem kąta β.

Rys16
Rys. 16

Rys17
Rys. 17


Jeśli koło napędowe ma wykonać więcej niż jeden obrót (tu: sześć obrotów), to należy odpowiednio zmodyfikować zasadę GenevaWheel (Rys. 18).

Rys18
Rys. 18

W rezultacie model mechanizmu maltańskiego jest gotowy do symulacji w zakresie zdefiniowanym przez GenevaWheel (Rys. 19). Jeśli w modelu zostanie zdefiniowana odpowiednia reakcja (obiekt Reaction) albo makro, to treść tej zasady konstrukcyjnej może być automatycznie generowana dla zadanych wartości parametrów (liczba kanałków koła napędzanego N i odległość osi kół C). Symulacja ruchu mechanizmu zdefiniowanego tą metodą jest precyzyjna, bo odwołuje się do teoretycznego modelu mechanizmu maltańskiego (patrz: równanie na rysunku 16).

Rys19
Rys. 19


Którą z opisanych wyżej metod zastosować? Wybór zależy od wymaganej dokładności i zakresu symulacji oraz... dostępnych licencji systemu CATIA V5.

Andrzej Wełyczko

 

artykuł pochodzi z wydania 1/2 (124/125) styczeń-luty 2018


W układach smarowania przekładni i w przeprowadzonych dalej obliczeniach zakłada się, że mamy do czynienia z przepływami laminarnymi. Założenie to jest wynikiem stosowania niewielkich ciśnień, wynoszących od 0,1 - 0,7 MPa (1-7 bar) [1] i wynikających z nich niewielkich prędkości przepływu.

Jerzy Mydlarz

Dla wszystkich dalszych rozważań przyjęto założenie, że mamy do czynienia z laminarnym ruchem cieczy.
Przyjęta dalej metodyka postępowania została ujęta w punktach.

Opracowanie schematu obiegowego układu smarowania
Schemat kinematyczny przekładni pokazano na rysunku 1.

przekladnie smarowanie
Rys. 1

Schemat ten ułatwi nam zidentyfikowanie wszystkich punktów, do których będzie doprowadzany olej. Przekładnia przedstawiona na schemacie, to przekładnia z poprzednich przykładów, o następujących parametrach:
Moc przenoszona     30 kW
Przełożenie całkowite     ic = 30
Przełożenie pierwszego stopnia     i1 = 6
Przełożenie drugiego stopnia     i2 = 5
Koncepcję całego obiegowego układu smarowania dwustopniowej przekładni walcowej przedstawiono na rysunku 2.
Zbilansowanie zapotrzebowania na olej w przekładni
Wyznaczone w części 2 artykułu zapotrzebowanie oleju do chłodzenia i smarowania przekładni wynosi Vo’ = 4,7 l/min. Wyznaczone w części 3 zapotrzebowanie oleju do smarowania i chłodzenia jednego łożyska 6309 wynosi Q = 0,1 l/min. Zatem całkowite zapotrzebowanie przekładni na olej wynosi:
Qc = Vo’ + 6·Q = 4,7 + 0,6 = 5,3 l/min = 88,3 cm3/s
Qc = 88,3 cm3/s

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu 1/2 (124/125) styczeń-luty 2018