I i II kwartał 2011

III KONFERENCJA RADY PARTNERÓW CZT AERONET i PANELE EKSPERTÓW PROJEKTU 13 – 14 Czerwca 2011 r.

„Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym”

PROJEKT W SPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ ZE ŚRODKÓW EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZW OJU REGIONALNEGO

ZB 3 Opracowanie technologii efektywnego projektowania i produkcji

przekładni stożkowych z wykorzystaniem systemu Phoenix firmy Gleason.

Lider merytorycznydr hab. inż. Adam Marciniec, prof. PRzdr inż. Piotr Skawiński - PW

Instytucje partnerskie w zadaniuPolitechnika RzeszowskaPolitechnika Warszawska

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

1. Opracowanie zintegrowanego programu komputerowego wspomagającego projektowanie przekładni stożkowych w zakresie obliczeń geometrii, ustawień obrabiarek i parametrów narzędzi.

TCA - opracowanie programu

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

2. Opracowanie metody topologicznej modyfikacji boku zęba zębnika i wyznaczania powierzchni wzorcowej zapewniającej pożądany ślad przylegania i wykres nierównomierności ruchu przekładni.

Wykresy funkcji ruchu osi sterowanych obrabiarki Phoenix

Model wirtualny obrabiarki CNC z funkcjami sterującymi ruchami w poszczególnych osiach

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

3. Opracowanie programu do symulacji obróbki uzębienia koła i zębnika na obrabiarce typu Phoenix w środowisku CAD – programy: NX i Inventor.

Porównanie modeli zębnika otrzymanych dla obrabiarki klasycznej i sterowanej numerycznie

Porównanie modeli koła otrzymanych dla obrabiarki klasycznej i sterowanej numerycznie

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

4. Automatyzacja pomiarów współrzędnościowych zębnika lotniczej przekładni stożkowej

Stanowisko pomiarowe systemu ATOS GOM: a) schemat, b) widok rzeczywisty

Pomiar zębnika z zastosowaniem stołu obrotowego – widok okna programowego

Porównanie geometrii CAD i CMM zębnika

Analiza wyników pomiarów

Obróbka danych pomiarowych

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

Wynikiem zrealizowanych prac badawczych w okresie pierwszego półrocza 2011 są dwa skrypty: obliczeniowy oraz wynikowy, wspomagające pracę konstruktora na etapach projektowania i badania zębatych przekładni stożkowych. Skrypty utworzone są w języku Python i uruchamiane w programie Abaqus posiadającym wbudowany edytor i interpreter tego kodu.

Skrypt obliczeniowy w sposób automatyczny przygotowuje plik wejściowy do obliczeń numerycznych MES. Działanie jego obejmuje zaimportowanie modeli wirtualnych do programu Abaqus, zdefiniowanie, warunków brzegowych, ustalenie kątów obrotu oraz obciążenia przekładni. Ostatecznie skrypt przeprowadza dyskretyzację modeli przy pomocy elementów skończonych o określonym rozmiarze oraz przygotowuje plik wsadowy i uruchamia obliczenia w solverze programu Abaqus.

. Widok okna edytora Abakus PDE ze fragmentem skryptu w języku Python

5. Opracowanie procedury. automatycznej budowy modelu przekładni stożkowej do analiz MES.

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

Utworzony w języku Python skrypt wynikowy, wczytuje otrzymane wyniki, oraz automatycznie wyświetla modele wraz z rozkładem naprężeń zredukowanych lub innymi wynikami wybranymi przez projektanta. Głównym działaniem skryptu, jest prezentacja rozwiązań dotyczących śladu styku na powierzchniach bocznych zębów. Opracowano procedury, dzięki którym w oknie widoku postprocesora programu Abaqus wyświetlane są kolejno: chwilowy ślad syku dla wybranego kroku obliczeń, a następnie sumaryczny ślad współpracy dla kół zębatych przekładni stożkowej. Szczególnie to ostatnie działanie przygotowanego skryptu znacząco ułatwia obróbkę i analizę wyników, usprawniając proces wyboru, spośród wielu wariantów, najbardziej korzystnej konstrukcji kół zębatych.

. Widok okna postprocesora programu Abaqus z wynikami dotyczącymi naprężeń zredukowanych oraz chwilowego śladu styku

Główne wyniki zrealizowanych prac badawczych

6. Zaprojektowanie i wykonanie stanowiska do badań współpracy jedno- i dwu- stronnej przekładni

7. Analiza możliwości zastosowania głowicy z nożami sztabkowymi z węglików spiekanych do obróbki kół na maszynie Phoenix.

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

Dane do wskaźników realizacji celów projektu (produktu i rezultatu) uzyskanychw pierwszym i drugim kwartale 2011

• Referaty konferencyjne (tytuł wystąpień, nazwiska wykonawców, nazwa i termin konferencji)

1. Budzik G.: Współrzędnościowe systemy pomiarowe w procesie inżynierii odwrotnej, Konferencja Zapewnienie Jakości w Odlewnictwie, 25-27 maj 2011

2. Piotr Skawiński.: Neural network in recognizing of the tooth contact of spiral and hypoid bevel gears . 16 Polish-Slovak Conference Machine Modeling and Simulation MMS 2011 (zgłoszony).

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

• Publikacje w czasopismach (pełne dane bibliograficzne), które ukazały się w I półroczu 2011 r.

1. Budzik G., Dziubek T.: Automatyzacja pomiaru stożkowych kół zębatych w systemie GOM. Inżynieria Wytwarzania, praca pod red. Andrzeja Kołodzieja, Wydawnictwo PWSZ w Kaliszu, 2010, str. 17-24.

2. Sobolewski B., Zaborniak M.: Modelowanie uzębień kół zębatych walcowych i stożkowych metodą symulacji obróbki. Inżynieria Wytwarzania, praca pod red. Andrzeja Kołodzieja, Wydawnictwo PWSZ w Kaliszu, 2010, str. 141-149.

3. Budzik G., Dziubek T., Markowska O., Tutak M.: Automatyzacja i robotyzacja pomiarów współrzędnościowych, Stal, metale i nowe technologie nr 5-6/2011.

4. Marciniec A., Budzik G., Dziubek T.: Automated measurement of bevel gears of the aircraft gearbox using GOM, Journal of KONES 2011, (przyjęta do druku).

5. Piotr Skawiński.: Tooth contact development of the spiral bevel gears, Archives of Civil and Mechanical Engineering, Polish Academy of Sciences, Wrocław Branch, Wrocław University of Technology, 2010 - w recenzji.

6. Dybala J. Skawinski P.: An application of neural network in recognizing of the tooth contact of spiral and hypoid bevel gears, Journal of Intelligent Manufacturing, 2010, w recenzji.

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

• Prace magisterskie – obronione w I półroczu 2011 r. :

1. Mrozowski Robert : Projekt prototypu przekładni odwracającej napęd silnika spalinowego małej mocy. Promotor: dr inż. Mieczysław Płocica, obrona; luty 2011r.

2. Szymański Krzysztof: Szybkie prototypowanie kół zębatych - opracowanie dokumentacji konstrukcyjnej i technologicznej. Promotor: dr hab. inż. Grzegorz Budzik, prof. PRz, obrona kwiecień 2011.

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

• Prace inżynierskie – planowane: • Prace magisterskie – planowane:

1. Dariusz Borek: Wyznaczanie śladu współpracy zębów przekładni zębatej stożkowej z wykorzystaniem MES. Promotor: dr inż. Jacek Pacana, termin obrony wrzesień 2011r.

2. Dziki Marcin: Model matematyczny i CAD uzębień kół stożkowych wykonanych metodą Duplex Helical . Promotor: dr hab. inż. Pisula Jadwiga, planowany termin obrony: luty 2012

3. Bieńkowski Marcin: Symulacja śladu współpracy przekładni stożkowej generowanej metodami spread blade fixed setting Gleasona . Promotor: dr inż. Pisula Jadwiga, planowany termin obrony: luty 2012

4. Dudek Paweł: Symulacja generowania uzębienia kół stożkowych metodą SGT i SFT firmy Gleason w systemie Inventor . Promotor: dr inż. Pisula Jadwiga, planowany termin obrony: luty 2012.

5. Piotr Błazucki : Modelowe stanowisko badawcze sterowane numerycznie kształtowania uzębienia przekładni stożkowych systemu Gleasona . Promotor: dr inż. Piotr Skawiński, planowany termin obrony prac - wrzesień 2011.

6. Stanisław Kiełtyk: Modernizacja i oprogramowanie wraz z akwizycją danych w środowisku LabView stanowiska do współpracy dwustronnej stożkowych przekładni zębatych. Promotor: dr inż. Piotr Skawiński, planowany termin obrony wrzesień 2011.

7. Rafał Warecki: Opracowanie oprogramowania technologicznego frezowania wg metod obwiedniowych uzębienia spiralnych przekładni stożkowych na modelowym stanowisku badawczym CNC, Promotor: dr inż. Piotr Skawiński, planowana obrona grudzień 2011.

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

• Prace doktorskie – planowane: 1. mgr inż. Małgorzata Zaborniak:  Identyfikacja geometrii kół zębatych z

wykorzystaniem współrzędnościowej techniki pomiarowej i systemów CAD. Przewód otwarty na WBMiL PRz. w 2010r. Promotor: dr hab. inż. Adam Marciniec

2. mgr inż. Jacek Sowa:  Analiza wytrzymałościowa lotniczych przekładni stożkowych o kołowo-łukowej linii zęba. Przewód otwarty na WBMiL PRz w 2009r. Promotor: dr hab. inż. Adam Marciniec

3. mgr inż. Tomasz Dziubek:  Analiza współrzędnościowych systemów pomiarowych kół zębatych. Przygotowanie do otwarcia przewodu na WBMiL PRz. (RW 15 grudnia 2010) Promotor: dr hab. inż. Grzegorz Budzik.

4. Wojciech Jędrzejczyk: Zastosowanie syntezy i analizy zazębień do wyznaczania topografii powierzchni bocznej zęba przekładni stożkowych kołowo-łukowych. Promotor: dr. inż. Piotr Skawiński(w trakcie realizacji , planowany termin obrony - 2012 r.)

3 prace doktorskie w przygotowaniu: mgr inż. Piotr Szponder, mgr inż. Marek Kret - Politechnika Warszawskamgr inż. Bartłomiej Sobolewski - Politechnika Rzeszowska

• Prace habilitacyjne – planowane: 1. dr inż. Piotr Skawiński: Integracja projektowania i wytwarzania przekładni

stożkowych i hipoidalnych o zębach kołowo-łukowych. Status: otwarty przewód habilitacyjny na Wydziale Samochodów i Maszyn Roboczych Politechniki Warszawskiej

Dane do wskaźników realizacji celów projektu

• Zgłoszenia patentowe dokonane w I półroczu 2011 r.0

• Udział studentów / doktorantów / innych wykonawców (liczbowo) w danym ZB (aktualnie)

11 / 4 / 12

Stan współpracy z przedsiębiorstwami Doliny Lotniczej

•Stan współpracy z przedsiębiorstwami lotniczymi Doliny Lotniczej

WSK PZL Rzeszów P&W Kalisz

• Wygenerowane / opracowywane zagadnienia badawcze do realizacji w PKAERO1. Opracowanie programów symulacji obróbki kół stożkowych w systemie

CATIA generujących modele powierzchniowe.2. Prowadzenie analiz MES wybranych przekładni stożkowych

stosowanych w lotnictwie.3. Zwiększenie efektywności produkcji elementów przekładni stożkowej w

oparciu o wykorzystanie systemu Phoenix:1. obliczenie nastaw wstępnych ,2. określenie korekcji,3. optymalizacja parametrów,

w stosunku do aktualnie prowadzonej produkcji.

•Propozycje uszczegółowienia SPB w danym ZB na rok 20121.Oprogramowanie stanowiska do badań jedno- i dwustronnych przekładni stożkowych2.Badania przekładni. na stanowisku

Główne wnioski

Z realizacji projektu w ostatnim okresie sprawozdawczym

1. Projekt jest realizowany zgodnie z harmonogramem.2. Zrealizowano wszystkie plany zakupów.3. Osiągnięcie zakładanych wskaźników realizacji projektu w ramach ZB3

jest realne.