A preliminary draft on the modernization of laboratory stand of soil-tool interaction process

Andrzej Maciej Jeżyna

Abstract

The subject of this work is implementation of the pre-modernization project of laboratory unit dedicated ground minig process testing. There are only a few units of this type that are available in Poland. The aim of this study was to improve and adapt laboratory stand located at The Institute of Construction Machinery Engineering of Warsaw University of Technology in order to facilitate execution of variuous studies on soil cutting prcoess. The project mainly focuses on the creation of a completely new measurement system design of structure allowing installation and orientation adjustment of model machinery tools. The first chapter describes the importance of experimental research using soil bins, their wide application and influence on the design of modern heavy machinery tools. The next section provides an overview of the word's existing soil bins and describes the wide range of its aplications. Attention is also drawn to the technical solutions applied in the construction of power transmission, measurements units and assembly systems. The third chapter contains specification of the laboratory stand before the upgrade and the changes that have been made in the first stage of reconstruction, including transmission, bearing structure, soil bin, thrust frame and control unit. These issues are described briefly due to the fact that were not the main subject of the project. The next part of this work focused on measurement unit and analyzes various scenarios that meet the system requirements. Ultimately, the choice of solution was based on commercially available components and a limited budget for this purpose. The fifth chapter is one of the most important parts of this work. It describes the algorithms used to determine the desired results based on the data measured by the measurement system. Next part contains analysis of various options of machinery tool orientation adjustment system. Taking into account its advantages and disadvantages a novel desing approach was proposed. Next, a stess analysis of some elements was performed. The seventh chapter is related to vertical adjustment of the test machinery tool mounted above the soil bin. Two possible variants of this machanism were considered. Section eight focuses on graphical presentation of the proposed madifications, and finally conclusion was presented.
Diploma typeMaster of Science
Author Andrzej Maciej Jeżyna WSiMR
Andrzej Maciej Jeżyna,,
- Faculty of Automotive and Construction Machinery Engineering
Title in PolishProjekt wstępny modernizacji stanowiska laboratoryjnego do badań procesów urabiania gruntu
Supervisor Jan Maciejewski IMRC
Jan Maciejewski,,
- The Institute of Construction Machinery Engineering
Certifying unitFaculty of Automotive and Construction Machinery Engineering (FACME)
Affiliation unitThe Institute of Construction Machinery Engineering (ICME)
Study subject / specializationMechanika i Budowa Maszyn
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date25-01-2013
Issue date (year)2013
Pages94
Reviewers Paweł Ciężkowski IMRC
Paweł Ciężkowski,,
- The Institute of Construction Machinery Engineering
Keywords in Polishprojekt stanowiska badawczego, układ pomiarowy, proces urabiania gruntu, kanał glebowy
Abstract in PolishTematem pracy jest wykonanie wstępnego projektu modernizacji stanowiska badawczego, służącego do wykonywania badań związanych z procesami urabiania gruntu. Jest to jedno z nielicznych tego typu stanowisk w Polsce. Celem pracy było usprawnienie i dostosowanie istniejącego w Instytucie Maszyn Roboczych Ciężkich Politechniki Warszawskiej stanowiska do prowadzenia zajęć dydaktycznych w ramach laboratoriów przedmiotowych, a także do umożliwienia wykonywania różnorodnych badań z zakresu terramechaniki. W projekcie tym skoncentrowano się głównie na stworzeniu całkiem nowego układu pomiarowego, zaprojektowaniu konstrukcji umożliwiającej montaż modelowych narzędzi maszyn roboczych oraz systemu pozwalającego na regulację ich położenia. W pierwszym rozdziale omówiono znaczenie badań z wykorzystaniem kanałów glebowych, ich szerokie zastosowanie i wpływ na konstrukcję i budowę współczesnych maszyn budowlanych. W kolejnej części przedstawiono przegląd istniejących na świecie kanałów glebowych. Opisano w nim ich szerokie zastosowanie. Zwrócono także uwagę na zastosowanie rozwiązania techniczne wykorzystane w budowie układów napędowych, pomiarowych oraz systemów montażu badanych obiektów. Trzeci rozdział zawiera opis stanowiska przed modernizacją oraz zmian jakie zostały dokonane w pierwszym etapie przebudowy, obejmującym układ napędowy, konstrukcję nośną, skrzynię glebową, ramę oporową, a także układ sterujący. Zagadnieniom tym nie poświęcono zbyt dużo uwagi ze względu na to, że nie były one głównym przedmiotem projektu. Następną część pracy stanowią rozważania dotyczące układu pomiarowego. Przeanalizowano różne możliwe warianty spełniające postawione przed układem wymagania. Ostatecznie dokonano wyboru rozwiązania w oparciu o dostępne na rynku podzespoły i ograniczony na ten cel budżet. Piaty rozdział stanowi jeden z ważniejszych punktów pracy. Opisano w nim algorytmy służące do wyznaczenia pożądanych wyników na podstawie danych zebranych przez układ pomiarowy. W kolejnej części przeprowadzono analizę różnych rozwiązań układu zmiany położenia narzędzia. Rozważając ich wady i zalety zaproponowano autorski projekt wykonania układu. Następnie wykonano analizę wytrzymałościową poszczególnych elementów. Rozdział siódmy poświęcony został możliwości regulacji wysokości badanego narzędzia zamontowanego na skrzynią glebową. Porównano ze sobą dwa możliwe warianty wykonania tego mechanizmu, oraz dokonano wyboru rozwiązania, które być może zostanie zastosowane. W ósmej części skupiono się na graficznym przedstawieniu zaproponowanych zmian, ostania natomiast została poświęcona krótkiemu podsumowaniu poniższej pracy.


Back