|
|
Performance and Safety Improvement of Large-Scale Hydrostatic Bearings
Michalec, Michal ; Wodtke, Michal (oponent) ; Fillon, Michel (oponent) ; Svoboda, Petr (vedoucí práce)
This dissertation thesis deals with the experimental and numerical study of large-scale hydrostatic bearings. Such bearings are used to carry and manipulate large structures precisely and smoothly, as the sliding surfaces of the bearing are completely separated by an externally pressurized lubricating film. Since its first official introduction in 1852, extensive research has been conducted on performance improvement. Nonetheless, the researchers primarily focused on hydrostatic bearings of small sizes, while very little research focused on larger dimensions of this type of bearing. In such cases, completely different challenges arise, which are connected with higher energetic demands, the bearing parts manufacturability, transportation and assembly. Manufacturing errors, improper bearing alignment or non-optimal design can worsen the bearing performance, and even cause its malfunction. This thesis aims to introduce performance and safety improvements into large-scale hydrostatic bearing design methodology. The bearing performance improvement is performed using a numerical model of the fluid domain that is validated using experimental and theoretical data. This study presents a completely new approach based on optimizing multiple geometric parameters of the hydrostatic bearing pad independently. The safety improvement is performed purely experimentally. The attention is aimed at pad and slider misalignment, and their influence on the bearing performance. Moreover, the self-aligning ability of the pad using compliant support is examined. The experimental part was carried out using testing hydrostatic bearing consisting of two pads with full diagnostics. As the results indicate, the proposed optimization methodology of geometric parameters of a hydrostatic bearing can improve the bearing performance by as much as 20 %. The investigation of misalignment effects on the performance shows certain range, within the bearing can still operate safely, while compliant support can extend this range. This study presents original research expanding the knowledge of large-scale hydrostatic bearing systems towards better performance and higher safety.
|
|
|
Experimentální zařízení pro studium filmu maziva v poddajném kontaktu břitového těsnění s využitím fluorescnece
Michalec, Michal ; Nečas, David (oponent) ; Dočkal, Kryštof (vedoucí práce)
Bakalárska práca sa zaoberá konštrukčným návrhom zariadenia, ktoré slúži k pozorovaniu hrúbky filmu maziva v líniovom poddajnom kontakte britového tesnenia. Problémom je, že pri použití súčastí z bežne používaných materiálov nie je možné nahliadnuť do ich vzájomného kontaktu. Preto je potrebné jedno z nich nahradiť telesom z opticky priehľadného materiálu, ktoré umožní náhľad dovnútra kontaktu využitím existujúcej aparatúry, ktorou je fluorescenčný mikroskop. V teoretickej časti je popísaná problematika mazania a pozorovacia metóda fluorescencie. Na základe poznatkov bolo navrhnuté zariadenie umožňujúce sledovanie správania maziva. Posledná časť práce detailne rozoberá návrh modifikujúci súčasnú aparatúru a popis jednotlivých častí. Funkčnosť navrhnutého experimentálneho zariadenia bola overená experimentami s použitím minerálneho oleja R834/80.
|
|
|
Tribological characteristics of smart fluids
Michalec, Michal ; Čermák, Jan (oponent) ; Svoboda, Petr (vedoucí práce)
The master's thesis deals with experimental study of tribological characteristics of smart fluids. Smart fluids are substances in liquid state reacting to the presence of magnetic or electric field by change in rheological properties. For possible application in devices using conventional lubricants is necessary to choose suitable smart fluid and study the influence of excitation on formation of lubricating layer, friction and wear. Comprehensive description of excitation influence is executed using three experimental devices and theoretical model for measurements parameters specification. Assessed are lubricant film thickness, friction coefficient and wear under smart fluid activation in non-conformal contact. Results show significant observable influence of smart fluids excitation on all assessed aspects. Understanding the mechanisms of smart fluids excitation can be a key step in development of intelligent devices with active external control of lubricant behaviour and character, that could lead to maintenance cost reduction and effectivity improvement.
|
|
|
Návrh tvaru kapoty závodního vozidla na základě analýzy proudění
Šnajdr, Petr ; Kvarda, Daniel (oponent) ; Michalec, Michal (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá snižováním aerodynamického odporu pneumobilu. Shrnuje poznání v oblasti aerodynamiky vozidel a principu CFD simulací. Podstatou práce je návrh tvaru kapoty pro závodní pneumobilu Typhoon, vyvíjeného na FSI VUT, pro co nejnižší odpor vzduchu. K pozorování a analyzování vlivu tvaru kapoty na aerodynamické vlastnosti je využíváno CFD simulací. Navržené tvarové řešení kapoty významně přispívá ke snížení aerodynamického odporu oproti stávající kapotě. Díky tomu jsou zlepšeny výkonnostní parametry vozidla od maximální rychlosti až po dojezdovou vzdálenost. Získané poznatky můžou také pomoci při dalším vývoji pneumobilů a při zlepšování nastavení výpočetního modelu popsaném v práci.
|
|
|
Konstrukce zařízení pro vizualizaci napětí pomocí fotoelasticimetrie
Doležel, Miroslav ; Rebenda, David (oponent) ; Michalec, Michal (vedoucí práce)
Práce se zabývá konstrukcí zatěžovacího zařízení pro pozorování pohyblivých vzorků v stávajícím polariskopu. Experimentální metoda fotoelasticimetrie se často používá pro pozorování stacionárních vzorků, avšak pozorování pohybujících se vzorků je méně časté. Přitom časově proměnný vývoj průběhu napětí je pro pochopení napěťových cyklů ve strojních součástech důležitý. Teoretická část obsahuje základní informace týkající se metody fotoelasticimetrie, možnosti jejího použití a její omezení. Krátce jsou rozebrány také dynamicky namáhané strojní součásti, z nichž je jako vhodná součást pro pozorování v polariskopu vybráno ozubené soukolí. Dále je pozornost zaměřena na materiály a možnosti výroby vzorků pro fotoelasticimetrické zkoumání. Z těchto poznatků vychází určení potřebného zatížení vzorku ozubeného kola. Je navrhnuto konkrétní konstrukční řešení zatěžovacího zařízení, které je schopné ve vzorcích vyvolávat určené napětí. Kritické uzly konstrukce jsou podloženy pevnostními výpočty. Konstrukční řešení nabízí variabilitu upnutí pro různé velikosti vzorků, a je tak využitelné i pro vyšetřování napětí na jiné konfiguraci ozubených kol.
|
|
|
Influence of inlet hole position in hydrostatic bearing recess using CFD simulation
Androvič, Dominik ; Svoboda, Petr (oponent) ; Michalec, Michal (vedoucí práce)
This bachelor thesis deals with the influence of inlet hole position in hydrostatic bearing recess in combination with lubricating film tilting using CFD simulation in ANSYS Fluent software. Before the investigation, encapsulation of hydrostatic bearing, CFD simulation and research of hydrostatic bearings was implemented. For investigation of ours the analytical reference model of an axial hydrostatic bearing based on recommended design parameters was created. The main parameters of interest maximal recess pressure and load capacity of bearing were emerged from analytic solution. Subsequently, the maximal recess pressure and load capacity of the bearing were computed using CFD simulation for selected position of the inlet hole and the lubricating film tilt. The results indicate that the load capacity of the bearing is decreasing with the increasing lubricating film tilt. However, in case of alteration of inlet hole position even combined with selected lubricating film tilts no significant changes in maximal recess pressure or load capacity of the bearing with changing in position of inlet hole has been observed. The obtained results might be used to improve the design of hydrostatic bearings.
|
|
|
Konstrukce antivibrační plošiny pro laboratorní váhu
Michalica, Jakub ; Michalec, Michal (oponent) ; Košťál, David (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá konstrukcí pasivní antivibrační platformy pro laboratorní váhu. V první části práce jsou rozebrány často používané prvky pro izolaci vibrací. Následuje návrh tří konceptů možného řešení této platformy a jejich popis. Je proveden výpočet a volba vhodných izolátorů pro zvolené řešení, rozbor problémů a úprav vzniklých při montáži a měření antivibračních vlastností hotové platformy. V závěru je celá platforma zhodnocena a porovnána, zda vyhovuje požadovaným parametrům.
|
|
|
Způsoby měření geometrických tolerancí
Juráňová, Bára ; Michalec, Michal (oponent) ; Svoboda, Petr (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá rozborem geometrického tolerování strojních součástí. V této práci jsou objasněny pojmy a definice spojené s geometrickým tolerováním, rozebrány metody měření jednotlivých geometrických tolerancí spolu s popisem měřicích přístrojů a měřidel. Je zde také navržena metoda pro volbu geometrických tolerancí, která je aplikována na hřídeli radiálního ventilátoru. Následně je popsáno měření předepsaných tolerancí pro tuto součást.
|
|
|
Optimalizace tvaru buňky hydrostatického ložiska
Kopřiva, David ; Omasta, Milan (oponent) ; Michalec, Michal (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá problémem optimalizace tvaru buňky hydrostatického ložiska. V práci je popsán princip fungování hydrostatických ložisek, jejich použití a jsou zde popsány dřívější optimalizace buněk. Za referenční geometrii je uvažována kruhová buňka. Ta je nejdříve zkoumána analytickým výpočtem a pomocí CFD simulace. Výsledky z analytického výpočtu a z výpočtu pomocí CFD simulace jsou následně porovnány z hlediska přesnosti CFD simulace. Po ověření nastavení CFD jsou navrženy tři typy geometrie na základě rešerše a předchozích odborných studií a pomocí CFD jsou tyto geometrie zkoumány z hlediska nosnosti hydrostatického ložiska a tlaku v buňce. Všechny navržené typy geometrie jsou následně porovnány s referenční geometrií. Z výsledků vyplývá, že z hlediska nosnosti ložiska i tlaku v buňce má nejlepší výsledky referenční geometrie. Z hlediska nesymetrického zatěžování a tlumení by pak mělo být vhodnější použití navržených geometrií. V práci je popsán podrobný postup nastavení CFD a práce může tak sloužit jako podklad k dalším optimalizacím.
|
|
|
Aplikace bezvýkresové dokumentace při konstrukci frézovacího přípravku
Schneider, David ; Michalec, Michal (oponent) ; Svoboda, Petr (vedoucí práce)
V práci je popsána konstrukce frézovacího přípravku pro upínání součásti na obráběcím stroji s využitím bezvýkresové dokumentace. Jsou zde popsány dostupné metody upínání obrobků pro obrábění a dále je vysvětlena tvorba bezvýkresové dokumentace. Dnes se v naprosté většině případů využívá klasická výkresová dokumentace, která je v mnoha pohledech zdlouhavější než zpracování popsaných 3D digitálních dat o modelu. V práci je popsána tvorba bezvýkresové dokumentace na konkrétním konstrukčním řešení přípravku pro obrábění zadané součásti chladiče. Toto řešení je zpracováno na základě tří návrhů možných koncepčních řešení upínacího přípravku. Vznikla kompletní bezvýkresová dokumentace všech jednotlivých dílů přípravku i její sestavy. Z bakalářské práce vyplývá, jaké jsou výhody bezvýkresové dokumentace oproti 2D výkresům součástí, ale jsou také zmíněny nedostatky, které celkový dojem snižují. Je navrhnuto možné vylepšení, které by mohlo prezentování digitálních dat modelu zjednodušit.
|
host ::
RSS.