Screw-Type Symmetry in Machine Components and Design at Implementation on a 3D Printer
The creation of mathematical models for the implementation of 3D printing is of considerable interest, which is associated with the active introduction of 3D printing in various industries. The advantages of using 3D printing are the following: the possibility of making non-standard models, reducing...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English Russian |
| Опубліковано: |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://journals.uran.ua/jme/article/view/160102 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Energy Technologies & Resource Saving |
Репозитарії
Energy Technologies & Resource Saving| id |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-160102 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Energy Technologies & Resource Saving |
| collection |
OJS |
| language |
English Russian |
| topic |
R-functions theory 3D printing screw-type symmetry screw UDC 517.95 518.517 629.735.33-519 теория R-функций 3D-печать винтовой тип симметрии шнек УДК 517.95 518.517 629.735.33-519 теорія R-функцій 3D-друк гвинтовий тип симетрії шнек УДК 517.95 518.517 629.735.33-519 |
| spellingShingle |
R-functions theory 3D printing screw-type symmetry screw UDC 517.95 518.517 629.735.33-519 теория R-функций 3D-печать винтовой тип симметрии шнек УДК 517.95 518.517 629.735.33-519 теорія R-функцій 3D-друк гвинтовий тип симетрії шнек УДК 517.95 518.517 629.735.33-519 Sheyko, T. I. Maksymenko-Sheiko, K. V. Morozova, A. I. Screw-Type Symmetry in Machine Components and Design at Implementation on a 3D Printer |
| topic_facet |
R-functions theory 3D printing screw-type symmetry screw UDC 517.95 518.517 629.735.33-519 теория R-функций 3D-печать винтовой тип симметрии шнек УДК 517.95 518.517 629.735.33-519 теорія R-функцій 3D-друк гвинтовий тип симетрії шнек УДК 517.95 518.517 629.735.33-519 |
| format |
Article |
| author |
Sheyko, T. I. Maksymenko-Sheiko, K. V. Morozova, A. I. |
| author_facet |
Sheyko, T. I. Maksymenko-Sheiko, K. V. Morozova, A. I. |
| author_sort |
Sheyko, T. I. |
| title |
Screw-Type Symmetry in Machine Components and Design at Implementation on a 3D Printer |
| title_short |
Screw-Type Symmetry in Machine Components and Design at Implementation on a 3D Printer |
| title_full |
Screw-Type Symmetry in Machine Components and Design at Implementation on a 3D Printer |
| title_fullStr |
Screw-Type Symmetry in Machine Components and Design at Implementation on a 3D Printer |
| title_full_unstemmed |
Screw-Type Symmetry in Machine Components and Design at Implementation on a 3D Printer |
| title_sort |
screw-type symmetry in machine components and design at implementation on a 3d printer |
| title_alt |
Винтовой тип симметрии в деталях машин и дизайне при реализации на 3D-принтере Гвинтовий тип симетрії в деталях машин та дизайні при реалізації на 3D-принтері |
| description |
The creation of mathematical models for the implementation of 3D printing is of considerable interest, which is associated with the active introduction of 3D printing in various industries. The advantages of using 3D printing are the following: the possibility of making non-standard models, reducing the time to create new prototypes, making simple and low cost products, and using modern super-strength materials. The manufacture of machine components with a screw-type symmetry occurs in various, often very complicated ways to include casting with the subsequent rotary machining, methods of hot deformation, electrophysical and electrochemical methods, etc. Their manufacture on a 3D printer can be very promising. In this paper, the R-functions theory is used for the mathematical and computer modeling of geometric objects with a screw-type symmetry for the case when 3D printing technology is to be implemented. An analytical recording of the objects being designed makes it possible to use alphabetic geometric parameters, complex superposition of functions, which, in turn, allows us to quickly change their structural elements. The working part of many mechanisms for moving a material along a helical rotating surface is a screw. Screws are used instead of wheels in some types of cross-country vehicles or combines. They are an indispensable part in extruders and boring stations. At large enterprises, they are used as a means of transporting bulk materials. Screws are indispensable in the food industry. Among other things, they are used in small arms, where they play the role magazines for cartridges. In this work, we build mathematical and computer models of the variable and constant pitch screws to be implemented on a 3D printer. In order to organize and intensify various processes in power plants and other technical devices, swirling is widely used. Swirling is an effective means of stabilizing the flame in the combustion chambers of gas turbine engines. It is also used to intensify heat and mass transfer in channels; in chemical, petroleum, gas and other industries. This paper considers mathematical and computer models of a screw swirler, locally twisted tube, and complex cross-section twisted tube intended for the implementation on a 3D printer. The process of building a desk lamp with a design in the form of elliptic twisted tori is shown as well. |
| publisher |
Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України |
| publishDate |
2019 |
| url |
https://journals.uran.ua/jme/article/view/160102 |
| work_keys_str_mv |
AT sheykoti screwtypesymmetryinmachinecomponentsanddesignatimplementationona3dprinter AT maksymenkosheikokv screwtypesymmetryinmachinecomponentsanddesignatimplementationona3dprinter AT morozovaai screwtypesymmetryinmachinecomponentsanddesignatimplementationona3dprinter AT sheykoti vintovojtipsimmetriivdetalâhmašinidizajneprirealizaciina3dprintere AT maksymenkosheikokv vintovojtipsimmetriivdetalâhmašinidizajneprirealizaciina3dprintere AT morozovaai vintovojtipsimmetriivdetalâhmašinidizajneprirealizaciina3dprintere AT sheykoti gvintovijtipsimetríívdetalâhmašintadizajníprirealízacíína3dprinterí AT maksymenkosheikokv gvintovijtipsimetríívdetalâhmašintadizajníprirealízacíína3dprinterí AT morozovaai gvintovijtipsimetríívdetalâhmašintadizajníprirealízacíína3dprinterí |
| first_indexed |
2024-09-01T17:37:09Z |
| last_indexed |
2024-09-01T17:37:09Z |
| _version_ |
1809016139019190272 |
| spelling |
oai:ojs.journals.uran.ua:article-1601022019-04-03T19:19:45Z Screw-Type Symmetry in Machine Components and Design at Implementation on a 3D Printer Винтовой тип симметрии в деталях машин и дизайне при реализации на 3D-принтере Гвинтовий тип симетрії в деталях машин та дизайні при реалізації на 3D-принтері Sheyko, T. I. Maksymenko-Sheiko, K. V. Morozova, A. I. R-functions theory 3D printing screw-type symmetry screw UDC 517.95 518.517 629.735.33-519 теория R-функций 3D-печать винтовой тип симметрии шнек УДК 517.95 518.517 629.735.33-519 теорія R-функцій 3D-друк гвинтовий тип симетрії шнек УДК 517.95 518.517 629.735.33-519 The creation of mathematical models for the implementation of 3D printing is of considerable interest, which is associated with the active introduction of 3D printing in various industries. The advantages of using 3D printing are the following: the possibility of making non-standard models, reducing the time to create new prototypes, making simple and low cost products, and using modern super-strength materials. The manufacture of machine components with a screw-type symmetry occurs in various, often very complicated ways to include casting with the subsequent rotary machining, methods of hot deformation, electrophysical and electrochemical methods, etc. Their manufacture on a 3D printer can be very promising. In this paper, the R-functions theory is used for the mathematical and computer modeling of geometric objects with a screw-type symmetry for the case when 3D printing technology is to be implemented. An analytical recording of the objects being designed makes it possible to use alphabetic geometric parameters, complex superposition of functions, which, in turn, allows us to quickly change their structural elements. The working part of many mechanisms for moving a material along a helical rotating surface is a screw. Screws are used instead of wheels in some types of cross-country vehicles or combines. They are an indispensable part in extruders and boring stations. At large enterprises, they are used as a means of transporting bulk materials. Screws are indispensable in the food industry. Among other things, they are used in small arms, where they play the role magazines for cartridges. In this work, we build mathematical and computer models of the variable and constant pitch screws to be implemented on a 3D printer. In order to organize and intensify various processes in power plants and other technical devices, swirling is widely used. Swirling is an effective means of stabilizing the flame in the combustion chambers of gas turbine engines. It is also used to intensify heat and mass transfer in channels; in chemical, petroleum, gas and other industries. This paper considers mathematical and computer models of a screw swirler, locally twisted tube, and complex cross-section twisted tube intended for the implementation on a 3D printer. The process of building a desk lamp with a design in the form of elliptic twisted tori is shown as well. Создание математических моделей для реализации 3D-печати представляет значительный интерес, который связан с активным внедрением 3D-печати в различные отрасли промышленности. Достоинства применения 3D-печати: изготовление нестандартных моделей, сокращение времени на создание новых прототипов, простота и значительная дешевизна производства, использование современных сверхпрочных материалов. Изготовление деталей машин с винтовым типом симметрии происходит различными, зачастую весьма сложными способами. Это литьё с последующей токарной обработкой, способы горячей деформации, электрофизические и электрохимические способы и др. Весьма перспективным может оказаться их изготовление на 3D-принтере. В данной работе применяется теория R-функций для математического и компьютерного моделирования геометрических объектов с винтовым типом симметрии при реализации технологии 3D-печати. Аналитическая запись проектируемых объектов дает возможность использовать буквенные геометрические параметры, сложные суперпозиции функций, что, в свою очередь, позволяет оперативно изменять их конструктивные элементы. Рабочей деталью многих механизмов для продвижения материала вдоль винтовой вращающейся поверхности является шнек. Шнеки используются вместо колес в некоторых видах вездеходов или комбайнов. Они являются незаменимой деталью в экструдерах и на буровых станциях. На крупных предприятиях их используют в качестве средства транспортировки сыпучих веществ. Шнеки незаменимы в пищевой промышленности. Помимо прочего, они используются в стрелковом оружии, где деталь исполняет роль магазина для патронов. В работе построены математические и компьютерные модели шнеков с переменным и постоянным шагом закрутки, реализованные на 3D-принтере. В энергетических установках и других технических устройствах широко используется закрутка потока для организации и интенсификации различных процессов. Закрутка является эффективным средством стабилизации пламени в камерах сгорания газотурбинных двигателей; используется для интенсификации тепло- и массообмена в каналах; в химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности. Построены математические и компьютерные модели шнекового завихрителя, трубы с локальной закруткой, скрученной трубы сложного поперечного сечения, которые реализованы на 3D-принтере. Осуществлен также процесс построения настольной лампы с дизайнерским оформлением в виде скрученных торов эллиптического сечения. Створення математичних моделей для реалізації 3D-друку становить значний інтерес, що пов'язаний з активним впровадженням 3D-друку в різні галузі промисловості. Переваги застосування 3D-друку: виготовлення нестандартних моделей, скорочення часу на створення нових прототипів, простота і значна дешевизна виробництва, використання сучасних надміцних матеріалів. Виготовлення деталей машин з гвинтовим типом симетрії відбувається різними, часто дуже складними способами. Це литво з подальшою токарною обробкою, способи гарячої деформації, електрофізичні та електрохімічні способи тощо. Дуже перспективним може виявитися їх виготовлення на 3D-принтері. У цій роботі застосовується теорія R-функцій для математичного та комп'ютерного моделювання геометричних об'єктів з гвинтовим типом симетрії під час реалізації технології 3D-друку. Аналітичний запис проектованих об'єктів дає можливість використовувати буквені геометричні параметри, складні суперпозиції функцій, що, в свою чергу, дозволяє оперативно змінювати їхні конструктивні елементи. Робочої деталлю багатьох механізмів для просування матеріалу уздовж гвинтової поверхні, яка обертається, є шнек. Шнеки використовуються замість коліс в деяких видах всюдиходів або комбайнів. Вони є незамінною деталлю в екструдерах і на бурових станціях. На великих підприємствах їх використовують як засіб транспортування сипучих речовин. Шнеки незамінні в харчовій промисловості. Крім іншого, вони використовуються в стрілецькій зброї, де деталь виконує роль магазина для патронів. В роботі побудовано математичні і комп'ютерні моделі шнеків зі змінним і постійним кроком закрутки, реалізовані на 3D-принтері. В енергетичних установках та інших технічних пристроях широко використовується закрутка потоку для організації та інтенсифікації різних процесів. Закручування є ефективним засобом стабілізації полум'я в камерах згоряння газотурбінних двигунів; використовується для інтенсифікації тепло- і масообміну в каналах; в хімічній, нафтовій, газовій та інших галузях промисловості. Побудовано математичні і комп'ютерні моделі шнекового завихрювача, труби з локальної закруткою, скрученої труби складного поперечного перерізу, які реалізовані на 3D-принтері. Також було здійснено процес побудови настільної лампи з дизай-нерським оформленням у вигляді скручених торів еліптичного перерізу. Інститут енергетичних машин і систем ім. А. М. Підгорного Національної академії наук України 2019-03-19 Article Article application/pdf application/pdf https://journals.uran.ua/jme/article/view/160102 Journal of Mechanical Engineering; Vol. 22 No. 1 (2019); 60-66 Проблемы машиностроения; Том 22 № 1 (2019); 60-66 Проблеми машинобудування; Том 22 № 1 (2019); 60-66 2709-2992 2709-2984 en ru https://journals.uran.ua/jme/article/view/160102/161332 https://journals.uran.ua/jme/article/view/160102/161333 Copyright (c) 2019 T. I. Sheyko, K. V. Maksymenko-Sheiko, A. I. Morozova https://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0 |