Międzynarodowa wymiana stypendialna

W ramach projektu Międzynarodowa wymiana stypendialna doktorantów i kadry akademickiej (PROM) finansowanego z programu Narodowej Agencji Wymiany Akademickiej (NAWA), uczestnik studiów doktoranckich z Kaunas University of Technology (Litwa) – mgr inż. Paulius Karpavicius – realizuje staż na Wydziale Mechanicznym PB.

Paulius Karpavicius w pracy doktorskiej zajmuje się badaniem systemów odzyskiwania energii z drgań mechanicznych na potrzeby monitorowania pracy maszyn CNC podczas skrawania, cięcia, frezowania, itp. W czasie dwutygodniowego stażu w okresie od 24 czerwca do 5 lipca 2019 r. na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej kontynuuje badania eksperymentalne oraz prace symulacyjne w zakresie systemu odzyskiwania energii z drgań mechanicznych pod opieką dra hab. inż. Arkadiusza Mystkowskiego.

Przedmiotem pracy jest opracowanie samozasilającego się czujnika drgań skrętnych/promieniowych, w którym energia elektryczna wymagana do zasilania elektroniki czujnika jest odzyskiwana/przetwarzana z energii mechanicznej drgań poprzez piezo-przetwornik PZT-5h (ang. Piezo Material Lead Zirconate Titanate). Dodatkowo odzyskana energia elektryczna jest wystarczająca do zasilania niskoprądowego układu bluetooth, który przesyła informację o drganiach maszyny w czasie rzeczywistym. Docelowo badany system może być stosowany jako układ do monitorowania i diagnostyki pracy maszyny wirnikowej. Przykładem zastosowania systemu jest monitorowanie drgań narzędzia skrawającego frezarki, gdzie operator poprzez aplikację na urządzeniu mobilnym (np. smartphone) otrzymuje informację o stanie zużycia noża frezarskiego.

Samozasilający się układ pomiarowy z piezoprzetwornikiem i modułem bluetooth jest zintegrowany w uchwycie noża frezarskiego. Podczas procesu skrawania większe zużycie noża frezarskiego generuje większą amplitudę drgań i tym samym większe napięcie elektryczne wychodzące z układu PZT.

Prowadzone na Wydziale Mechanicznym Politechniki Białostockiej badania dotyczą pomiaru drgań skrętnych i promieniowych (w dwóch płaszczyznach) uchwytu noża frezarskiego oraz pomiaru energii odzyskiwanej z drgań. Badania są wykonywane dla różnych parametrów procesu obróbki, w tym dla różnych stopni zużycia noża frezarskiego.

Zestawienie wyników pomiarów oraz ich obróbka pozwoli na wykonanie estymatora sygnału drgań narzędzia maszyny z wykorzystaniem przetwornika piezoelektrycznego. To z kolei pozwoli na zweryfikowanie poprawności pracy samozasilającego się układu do monitorowania i diagnostyki stanu obrabiarki podczas jej pracy. Wyniki badań będą opublikowane w czasopismach z bazy JCR.

Koordynatorem Wydziałowym projektu PROM jest dr inż. Joanna Mystkowska.