Kamil SZEWERDA, Wojciech WOŁCZYK, Jarosław TOKARCZYK, Dariusz MICHALAK

Odtwarzanie relacji człowiek – maszyna – środowisko w wirtualnym środowisku pracy

Recreation of man - machine - environment relationships in virtual working environment

W artykule przedstawiono opracowaną w Laboratorium Metod Modelowania i Ergonomii metodę wspomagania projektantów i konstruktorów maszyn, umożliwiającą ocenę ergonomiczną proponowanych rozwiązań już na etapie ich projektowania. Metoda pozwala na ocenę postaci konstrukcyjnej kabin operatorów, z uwagi na ich wygodne i ergonomiczne użytkowanie. Ewentualne zmiany konstrukcyjne wprowadzane są na etapie wirtualnego prototypowania maszyny. W opracowanej metodzie wykorzystywane są szkieletowe makiety projektowanej maszyny, system przechwytywania ruchu człowieka oraz oprogramowanie umożliwiające przeprowadzenie analiz ergonomicznych.

The method aiding designers of machines, developed in the Laboratory of Modelling Methods and Ergonomics, which enables ergonomic assessment of suggested solutions at the stage of their designing, is presented. The method enables to assess if the design of operators' cabins is comfortable and ergonomic. Eventual changes to design can be made at the stage of virtual prototyping the machine. The mock-ups of the designed machine, motion capture system and software programme, which enable ergonomic analyses, are used in the developed method.

Jerzy ŚWIDER, Mariusz WOSZCZYŃSKI, Krzysztof STANKIEWICZ

Integracja i zarządzanie działaniem źródeł i odbiorników prądu w pojazdach z układami rekuperacji energii cieplnej

Integration and management of current generators and receivers in vehicles with heat recuperation systems

W publikacji zaprezentowano prototyp układu sterowania zasilaniem elektrycznym pojazdu z silnikiem spalinowym, integrującego pracę trzech źródeł zasilania – akumulatora, prądnicy oraz innowacyjnego generatora termoelektrycznego. Omówiono metodę kondycjonowania energii elektrycznej, pozyskanej z generatora termoelektrycznego, do wymagań istniejącego zasilania pojazdu. Zaprezentowano budowę stanowiska badawczego, metodę oraz wyniki badań stanowiskowych prototypu systemu sterowania.

A prototype of the system for control of electric supply of a vehicle with a diesel engine has been presented. The control system integrates three supply sources – a battery, a electrical generator and an innovative thermoelectric generator. A method for conditioning of electric power from thermoelectric generator to the parameters of the vehicle supply system has been discussed. The design of a test stand, the testing method and results of stand tests of the control system prototype are presented.

Leszek GRABKA, Józef MARKOWICZ, Stanisław SZWEDA

Modelowanie nacisku na powierzchni styku wargowego pierścienia uszczelniającego z wałem

Modelling the pressure on contact surface of sealing ring and shaft

W opracowaniu przedstawiono metodykę wyznaczania nacisku na powierzchni styku wargowego pierścienia uszczelniającego z wałem za pomocą metody elementów skończonych. Omówiono budowę modelu MES węzła uszczelniającego. Przedstawiono przykładowe wyniki analizy z uwzględnieniem stanu naprężenia spowodowanego montażem pierścienia uszczelniającego na wale, ciśnienia oleju oraz statusu elementów kontaktowych.

Methodology for determination of pressure on the contact surface of sealing ring with shaft using the Finite Elements Method (FEM) is presented. FEM model of the sealing node is discussed. Some results of analysis, including stress caused by installation of sealing ring on the shaft, oil pressure and status of contact elements, are given.

Rafał KONSEK, Kamil SZEWERDA, Jarosław TOKARCZYK, Krzysztof KACZMARCZYK

Badania symulacyjne napędu dwusilnikowego podwieszonego ciągnika PCA-1

Simulation tests of
two-motor drive of PCA-1 suspended drivetrain

Układ napędowy podwieszonego ciągnika akumulatorowego PCA-1 składa się z dwóch silników elektrycznych podłączonych wspólnie do jednego falownika. Skutkuje to nierównomiernym rozkładem obciążenia silników elektrycznych. Podczas jazdy ciągnika PCA-1 z maksymalną siłą pociągową, na prostym odcinku trasy silniki elektryczne obciążone są równomiernie momentem znamionowym. Jednak podczas jazdy na łukach trasy, każdy z silników wytwarza moment obrotowy różny od momentu znamionowego. Przekroczenie wartości przeciążalności momentem podanej w danych silnika może doprowadzić do jego uszkodzenia. W związku z tym przeprowadzono badania symulacyjne, które miały na celu wyznaczenie momentów obciążenia obu silników. W artykule zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych podwieszonego ciągnika akumulatorowego PCA-1 podczas jazdy na odcinku trasy z najmniejszym, dopuszczalnym promieniem skrętu. Zaprezentowano model obliczeniowy ciągnika składający się z układu napędowego, wykonanego w środowisku programu Matlab-Simulink oraz modelu fizycznego, opracowanego za pomocą narzędzia programowego bazującego na metodzie kinematyki i dynamiki układów wieloczłonowych MBS (ang. Multibody System).

Drive system of PCA-1 suspended battery drivetrain consists of two electric motors connected to one inverter. It results in uneven distribution of load to the motors. During run of PCA-1 drivetrain with maximal pulling force on the straight route section the electric motors are evenly loaded with rated torques. However, during run on route bends each motor generates the torque different from the rated torque. Exceeding the value of overloading with torque, given in motor data, can lead to motor damage. The simulation tests aiming at determination of torques loading both motors were carried out. Results of simulation tests of PCA-1 suspended battery drivetrain during run on the route section having the smallest permissible bend radius are given. Computational model of the drivetrain, consisting of drive system created in Matlab-Simulink software programme environment and physical model developed with use of software tool basing on the method of kinematics and dynamics of Multibody System (MBS), is presented.

Marek JEDZINIAK

Małogabarytowe urządzenie odpylające

Small-size dust control equipment

W artykule zaprezentowano wyniki prac badawczo-rozwojowych, realizowanych przez ITG KOMAG w ramach projektu celowego nr ROW-III-233/2012, dofinansowanego przez Federację Stowarzyszeń Naukowo-Technicznych NOT, którego zleceniodawcą była firma Wiromag Sp. z o. o. Przedmiotem projektu było opracowanie małogabarytowego urządzenia odpylającego, stosowanego w podziemiach kopalń węgla kamiennego oraz w zakładach mechanicznej przeróbki węgla, do neutralizacji lokalnych zagrożeń pyłowych. Omówiono budowę, zasadę działania urządzenia, przebieg badań oraz zalety zaproponowanego rozwiązania.

Results of R&D work realized by KOMAG within the targeted project No. ROW-III-233/2012, financed by the Polish Federation of Engineering Associations - NOT, ordered by Wiromag, Ltd., are presented. Development of small-size dust control equipment, which is used in undergrounds of hard coal mines and in mechanical coal processing plants to control local dust hazards, was the project subject. Design, principle of operation and tests of the equipment as well as advantages of the suggested solution are discussed.

Kamil SZEWERDA, Jarosław TOKARCZYK

Zastosowanie wirtualnego prototypowania w ocenie algorytmu sterowania przenośnika zgrzebłowego

Use of virtual prototyping in assessment of algorithm for control of flight-bar conveyor

W artykule przedstawiono metodę tworzenia wirtualnych prototypów maszyn górniczych i ich systemów sterowania, z zastosowaniem metody kinematyki
i dynamiki układów wieloczłonowych MBS (ang. Multi- body Systems). Dane wejściowe (warunki brzegowe) do modelu fizycznego modyfikowano za pomocą programu emulującego układ sterowania zgodnie
z założonym algorytmem. Symulację przedstawiono na przykładzie innowacyjnej wersji przenośnika zgrze- błowego z nadążnym systemem regulacji parametrów pracy napędów. Na podstawie symulacji możliwe jest wyznaczenie zmienności sił w łańcuchu, momentów sił w układach napędowych przenośnika oraz weryfikacja poprawności działania układu sterowania.

Method for creation of virtual prototypes of mining machines and their control systems, using the Multibody Systems (MBS) kinematics and dynamics method, is presented. Input data (boundary conditions) for physical model were modified with use of the programme emulating control system according to the assumed algorithm. The simulation is presented on the example of innovative version of flight-bar conveyor with follow-up system for control of operational parameters of the drives. Determination of variability of forces in chain, moments of forces in drive systems of conveyor and verification of correctness of operation of the control system are possible on the basis of the simulation.

Henryk CHROSTOWSKI, Zygmunt POPCZYK, Jolanta SZADKOWSKA

Turbulencje na globalnym, europejskim i krajowym rynku maszyn i urządzeń oraz techniki płynowej

Turbulences on global, European and Polish market of machines, equipment and fluid engineering

W artykule przedstawiono rynek przemysłu maszyn i urządzeń i jego głównych udziałowców. Pokazano zależność rynku maszynowego od wzrostu PKB (GNP). Przedstawiono strategie europejskich firm przemysłu maszynowego w okresie kryzysu. Omówiono stan i pozycję krajowego przemysłu maszynowego i jego możliwości i ograniczenia rozwoju. Pokazano turbulencje rynku hydrauliki maszynowej. Na zakończeniu pokazano prognozy na lata 2013-2017 głównych potęg gospodarczych USA, UE, Chin, Niemiec, Japonii, Indii, Brazylii i Rosji
w postaci wzrostów: PKB, produkcji przemysłowej i produkcji maszyn i urządzeń.

The paper presents the equipment and machinery industry market and its major shareholders. It was analysed relation between growth (decline) in machinery and equipment sales and GNP economic factor. There are presented different business strategies adopted by large European companies of machinery industry. Against this background it is shown the situation of national machinery industry, its possibilities and limitations of development. There is presented turbulence of fluid power market. At the end of the paper there is shown a forecast (for the period 2013-2017) the major economic powers: USA, EU, Japan, China, Germany, India, Brazil, Russia, in the form of predicted: GNP growth, general production, production of machinery and equipment.

Krzysztof KACZMARCZYK

Ekologiczne aspekty eksploatacji górniczego napędu spalinowego

Ecological aspects of operation of mine diesel drive

W publikacji omówiono problemy ekologiczne związane z emisją substancji toksycznych w trakcie eksploatacji górniczych napędów spalinowych. Przedstawiono rozkład stężeń składników toksycznych w spalinach, uzyskany w trakcie badań stanowiskowych z uwzględnieniem stanu obciążenia silnika spalinowego. Dokonano zwięzłej analizy krajowych i zagranicznych wymagań dotyczących dopuszczalnych stężeń tych substancji na stanowisku pracy. Ponadto przedstawiono wyniki prowadzonych w ITG KOMAG badań górniczych napędów spalinowych z zakresu emisji substancji toksycznych.

Ecological problems associated with emission of toxic substances during operation of mine diesel drives are discussed. Distribution of concentration of toxic components in exhaust gases, obtained during stand tests and including load of diesel engine, is presented. Short analysis of Polish and foreign requirements as regards permissible concentration of these substances at the workplace is given. Moreover, the results of tests of mine diesel drives regarding emission of toxic substances, which were carried out at KOMAG, are enclosed.

Magdalena ROZMUS

Listy kontrolne wspomagające użytkowanie
i utrzymanie ruchu maszyn górniczych

Control lists aiding use and maintenance of mining machines

W artykule przedstawiono koncepcję repozytorium list kontrolnych dla wspomagania użytkowania i utrzymania ruchu maszyn górniczych, dostarczających wiedzę na temat poprawnego i bezpiecznego wykonywania czynności, bezpośrednio w miejscu i czasie ich realizacji.

A concept of repository of checklists developed to aid mining machines maintenance is presented in the article. This solution provides knowledge about correct and safe performing of activities, directly at the relevant place and time.