Zakład Obrabiarek

Dynamics of feed units of machine tools

An issue of the machine tools feed units has been developed in the Department of Machine Tools for many years. The friction vibration analysis has been performed, in which the typical static, kinetic and dynamic characteristics for both fluid and dry friction was taken into consideration. Basing on the experimental research results of friction vibration of the flat grinder’s table the ranges of the following vibrations were derived: relaxation and harmonic self-induced vibrations, quasiharmonic and harmonic damped friction vibrations. Theoretical and experimental research of the friction vibration damping for the flat grinder’s table were utilized for development of the calculation method and original constructions of hydraulic friction vibration dampers with non-contact piston and automatic quick- and slow-changeable dampers. The original physical and mathematical model of the cylindrical grinder was created, for which most parameters were identified experimentally and the rest – analytically. That mathematical model was utilized for simulations of forced vibration of the wheelhead during idle in-feed and during plunge grinding. The results of the simulation and experimental research let come to the conclusion that the grinding process has influence on the vibration amplitude decrease. In that field several monographs, many articles and some patents have been created.

The main results of the research are included in the following:

Monographs:

  1. Oryński F.: Tłumienie drgań relaksacyjnych zespołów posuwu obrabiarek – podstawy teoretyczne, metoda obliczania i konstrukcja tłumika hydraulicznego. Zeszyty Naukowe Politechniki Łódzkiej 1993, nr 654, Rozprawy Naukowe z.174, s. 1 – 120. Praca habilitacyjna wykonana w Instytucie Obrabiarek i TBM Politechniki Łódzkiej.
  2. Oryński F.: Dynamika zespołów posuwowych szlifierek. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej – Monografie, Łódź 2005, ISBN 83-7283-143-2, s. 1÷162.
  3. Pawłowski W.: ,,Wpływ procesu szlifowania na tłumienie drgań wymuszonych wrzeciennika ściernicy szlifierek kłowych”. Praca doktorska wykonana w Instytucie Obrabiarek i TBM Politechniki Łódzkiej w 1999 roku.

Articles:

  1. Oryński F.: Badania teoretyczne i doświadczalne drgań ciernych stołu szlifierki do płaszczyzn. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji 1994, z. 13, s. 273 – 282.
  2. Oryński F.: Doświadczalne badania tłumienia drgań ciernych stołu szlifierki do płaszczyzn. Postępy Technologii Maszyn i Urządzeń 1996, vol.20, nr1, s. 81¸89.
  3. Oryński F.: Analysis of influence of hydraulic damper rigidity on damping of stick-slip free and self – excited vibration of machine tool feed units basing on simplified analytical method. Mechanics and Mechanical Engineering 1997, Vol.1, No. 1, pp. 29¸41).
  4. Oryński F. Pawłowski W.: The influence of grinding process on forced vibration damping in headstock of grinding wheel of cylindrical grinder. International Journal of Machine Tools and Manufacture 1999, vol. 39, No. 2, pp. 229-235.
  5. Oryński F. Pawłowski W.: The mathematical description of dynamics of the cylindrical grinder. International Journal of Machine Tools and Manufacture 2002, No. 42/7, pp. 773-780.
  6. Oryński F. Pawłowski W.: Simulation and Experimental Resarch of the Grinder`s Wheelhead Dynamics. Journal of Vibration and Control 2004, vol. 10, No.6, pp. 915-930.
  7. Oryński F.: Koncepcja wolnozmiennego tłumika hydraulicznego drgań ciernych. Hydraulika i Pneumatyka 2006, nr 3, s.10-13.
  8. Pawłowski W., Oryński F.: Wpływ parametrów obróbki na falistość wałków wgłębnie szlifowanych. Hydraulika i Pneumatyka 2006, nr 4, s.18-22.
  9. Witold Pawłowski, Franciszek Oryński „Sposoby modelowania dynamiki szlifierek z uwzględnieniem drgań karbujących” Mechanik, Nr 11/2008, s.918-921.
  10. Witold Pawłowski, „Badanie właściwości dynamicznych cyfrowego modelu zespołu wrzeciennika szlifierki do wałków” Mechanik, Nr 5-6/2009, s.431-435.
  11. Oryński F., Pawłowski W., Bechciński G., 2010: „Badania dynamicznych właściwości zespołów karuzelowej tokarki do wykorbień wałów metodą analizy modalnej”. Rozdział zespołowy w monografii pod redakcją B. Kruszyńskiego pt. „OBRÓBKA SKRAWANIEM – Współczesne problemy”. Wydawca: Politechnika Łódzka, Wydział Mechaniczny, Łódź 2010, ISBN 83-920269-3-4, s. 285÷292.
  12. Oryński F., Bechciński G., Pawłowski W., 2010: „Badania synchronizacji ruchu układów napędowych zespołów karuzelowej tokarki do wykorbień wałów składanych silników okrętowych”. Rozdział zespołowy w monografii pod redakcją B. Kruszyńskiego pt. „OBRÓBKA SKRAWANIEM – Współczesne problemy”. Wydawca: Politechnika Łódzka, Wydział Mechaniczny, Łódź 2010, ISBN 83-920269-3-4, s. 269÷276.
  13. Oryński F., Bechciński G., Pawłowski W., 2010: „Eksperymentalne badania dynamiki układów napędowych i ich synchronizacji w karuzelowej tokarce TCW 3100”, Inżynieria Maszyn, R. 15, z. 4, s. 42÷55.
  14. Oryński F., Pawłowski W., Bechciński G., Bojanowski S., 2010: „Określenie dynamicznych właściwości zespołów karuzelowej tokarki do wykorbień wałów za pomocą badań modalnych”, Inżynieria Maszyn, R. 15, z. 4, s. 30÷41.
  15. Pawłowski W., Oryński F., Bojanowski S., 2011: „Dynamiczne właściwości modalne zespołu wrzeciennika ściernicy szlifierki kłowej z łożyskami i prowadnicami hydrostatycznymi”, Hydraulika i Pneumatyka, nr 5/2011, s.19÷22.
  16. Pawłowski W., Bojanowski S., 2011: „Teoretyczna analiza modalna zespołu wrzeciennika przedmiotu szlifierki do otworów”, Mechanik, Nr 11/2011, s.870-876.
  17. Pawłowski W., Bojanowski S., 2012: „Możliwości zmian konstrukcji i montażu wrzeciennika przedmiotu szlifierki do otworów na podstawie teoretycznej analizy modalnej”, Technologia i Automatyzacja Montażu, nr 1-2012 (75), s.14÷17.
  18. Pawłowski W, Bojanowski S., 2013: „Możliwości badania wirtualnych prototypów obrabiarek w programach CAD”, Przegląd Mechaniczny, nr 1/2013, s. 20÷26.

Patents:

  1. Oryński F.: Hydrauliczny tłumik ciernych drgań samowzbudnych przeznaczony szczególnie do obrabiarkowych zespołów ruchu prostoliniowego. Patent RP nr 142521 udzielony w 1991 r.
  2. Oryński F.: Hydrauliczny tłumik drgań powstających przy zmianie kierunku ruchu. Patent RP nr 164 107 z 1994 r.
  3. Oryński F.: Hydrauliczny tłumik ciernych drgań relaksacyjnych. Patent RP nr 1668298 z 1996 r.

Research work:

  1. Tłumienie ciernych drgań tłumikiem podatnym i dwuzakresowy napęd hydrauliczny z tłumieniem podatnym zespołów posuwu obrabiarek. Projekt badawczy zrealizowany dla Komitetu Badań Naukowych w latach 1995 – 1998. Kierownik zespołu wykonawczego – Franciszek Oryński.

Key words: friction vibrations, vibration dampers, simulation of vibration, experimental research of friction vibration, experimental research of forced vibration, modal analysis.