Nghiên cứu ứng dụng mô phỏng số để khảo sát động lực học và tối ưu kết cấu điều hướng trong hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động264

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Văn Mùi NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG SỐ ĐỂ KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC H ỌC VÀ TỐI ƯU KẾT CẤU ĐIỀU HƯỚNG TRONG HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN LÝ RUNG ĐỘNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Văn Mùi NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG SỐ ĐỂ KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC H ỌC VÀ TỐI ƯU KẾT CẤU ĐIỀU HƯỚNG TRONG HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN LÝ RUNG ĐỘNG Ngành : Kỹ thuật khí Mã số : 9520103 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS LÊ GIANG NAM TS BÙI QUÍ LỰC Hà Nội – 2019 LỜI CẢM ƠN hoàn thi n Lu n án Ti nh nh s cs ng nghi p b n bè Tôi xin bày t Quí L c, B c g ng c a b c a r t nhi u Th y Cơ giáo, nh lịng bi n PGS.TS Lê Giang Nam TS B i h c Bách khoa Hà N ãt ng d nghiên c u hoàn thành lu n án Xin chân thành c y, Cô giáo ng d y, ch làm nghiên c u hoàn thành lu n án b o t B môn Máy Ma sát h c u ki tô Xin c c, b n t i Vi n Khoa h c Công ngh , Vi n Nghiên c hoàn thành lu n án hoa Hà i ng d ng Công ng LỜI CAM ĐOAN - Vi Bách k ng trình khác Hà N i, ngày THAY M T T P TH NG D N PGS.TS Lê Giang Nam Nguy ii tháng MỤC LỤC L IC i L ii M C L C iii DANH M C CÁC KÝ HI U VÀ CH VI T T T viii DANH M C B NG BI U ix DANH M C HÌNH PH N M TH xi U Tính c p thi t c tài ng nghiên c u 3 Ph m vi nghiên c u 4 M N i dung nghiên c u u u c th c ti n Nh mm ic tài NG QUAN V C P PHÔI T NG THEO NGUYÊN LÝ NG 1.1 Thi t b c p phôi t ng 1.1.1 Thi t b c p phôi d ng ph ng xo n vít 1.1.2 Thi t b c ng 1.2 ng nghiên c u hi n th 1.3 gi i 10 c hi n 10 1.4 Tình hình nghiên c c 1.4.1.Tình hình nghiên c c ngồi 11 1.4.1.1 1.4.1.2 nt ng c di chuy n c a phôi nh h iii ng phôi 1.4.1.3 ng c a thông s ng l c h c khác 17 1.4.1.4 Các nghiên c u khác 20 1.4.2.Tình hình nghiên c c 25 K t lu 28 LÝ THUY T VÀ TÍNH TỐN THI T K PHƠI T THI T B C P NG 29 lý thuy t v c p phôi t 2.1.1 Phân tích l c tác d ng lên phơi 29 2.2.2 Các thơng s n q q trình di chuy n c a phôi 31 2.2.2.1 ng c a thông s k t c u (góc nghiêng rãnh xo 2.2.2.2 ng c a thông s [4] 31 ng l c h c 32 ng phân lo i phôi 35 2.2.1 Phân lo i phôi 35 2.2.2 Phơi có b m t m t trịn xoay ngồi 36 2.2.3 Phơi có b m t m t ph ng 37 2.2.4 Phơi có hình d ng ph c t p, t p h p c a b ngoài, m t ph ng b m m t trịn xoay trong, nh hình 38 2.3 Phân lo i thi t b c p phôi d ng ph u rung 40 2.4 Tính tốn thi t k thi t b 2.4.1 Tính tốn thi t k c p phôi d ng ph u rung 42 thông s c a thi t b 42 2.4.1.1 Phân tích s n ph m 42 2.4.1.2 Ch n v t li u làm ph u 42 2.4.1.3 Cân b tc nh thơng s uc hình h c c a ph u rung cc nh thông s ng máy rung i ng n c c a gi m ch n cao su [3] iv 2.4.2 Thi t k c u hình kênh phân lo i 54 ng yêu c 2.4.2.2 L a ch n c u hình h K t lu ng th ng kênh phân lo i 54 57 , KI M TRA VÀ XÁC NH N MÔ PH NG S H TH NG TH C NGHI M 59 3.1 Mơ hình hóa thi t b 3.1.1 Công c c p phôi d ng ph u rung 59 th c hi n mơ hình hóa 59 3.1.2 Mơ hình hóa ph u rung 60 3.1.2.1 Thông s thi t k ph u rung theo tính tốn (b ng 2.4) 60 3.1.2.2 Quy trình th c hi n 61 3.1.2.3 K t qu 61 3.1.3 Mơ hình hóa chi ti t c a ngu n rung 62 3.1.3.1 Quy trình th c hi n 62 3.1.3.2 Công c 3.1.4 L p ráp h thi t k k t qu mô hình hóa 62 th ng 64 3.1.4.1 Quy trình l p ráp 64 3.1.4.2 Ti n hành l p ráp 64 3.1.4.3 K t qu 3.2 T l p ráp 66 ng hóa thi t k b ng tham s s 3.2.1 Xây d ng liên k t gi a tham s 3.2.1.1 Tham s d ng CATIA 66 b ng hàm s 66 cho ph u ch a 66 3.2.1.2 Tham s ph u ch a 67 3.2.1.3 Tham s i 3.2.1.4 Tham s 3.2.1.5 Tham s 3.2.2 Thi t k theo tham s i 67 máy rung 67 b ng ph n m m Catia 68 trình t 3.2.2.2 Quá trình th c hi n tham s v ng hóa thi t k b ng tham s hóa Catia 68 3.3 Ki m tra xác nh n mơ hình s 70 nh t n s 3.3.1.1 Công c ng riêng mô ph ng s 70 3.3.1.2 Quy trình mơ ph ng 71 3.3.1.3 K t qu mô ph ng 75 nh h s ma sát gi a phôi ph u thí nghi VF c ma sát máy VF 3.3.2.3 Các s li u máy VF 78 3.3.2.4 Thơng s 3.3.2.5 Trình t 3.3.3 nc ng c a h a Nacentech 81 ng xây d 82 thi t b 3.3.4.2 K t qu x 3.3.4.3 Xây d 3.4.Mô ph ng s 3.4.1 Công c th ng 79 Detector III c a FAG 79 3.3.3.2 Thi t b 3.3.4 th ng ma sát VF thí nghi m: 78 nh t n s 3.3.3.1 Thi t b h s lý s ng h li u 84 ng h thi t b 87 mô ph ng [42] 87 3.4.2 Quy trình mơ ph ng MSC ADAMS 88 nh nguyên lý làm vi c c a q trình mơ ph ng 3.4.2.2 Các thông s 3.4.2.3 K t qu K t lu th c hi n mô ph ng 89 mô ph ng MSC ADAMS 90 91 NG L C H C VÀ T I T C NG TRONG PH U C P PHÔI T NG THEO NGUYÊN LÝ RUNG NG 92 vi ng c a góc nghiêng rãnh xo 4.1.1 Trình t 4.1.2 X th c hi n 92 lý s li u k t qu 92 4.2 ng c ng su t c p phô 4.2.1 Quy trình th c hi n 96 4.2.2 X lý s li u k t qu 4.3 T 4.3.1 97 n áp góc nghiêng rãnh xo Quy trình t 99 4.3.2 ng u vào 99 4.3.3 u 99 4.3.4 4.3.5 tc p ng c nh 99 Xây d ng quy ho ch th c nghi m 100 4.3.5.1 Quy trình l y s 4.3.5.2 S li u mô ph ng s 100 li u mô ph ng s 100 4.3.5.3 Lý thuy t quy ho ch th c nghi m [39,40,41] 102 4.3.5.4 Tìm hàm h i quy 104 4.3.5.5 T 4.3.6 Th c nghi m, ki m tra so sánh v i mơ hình s 106 4.4 T 4.4.1 c tiêu 105 tc K t c u c u hình h 4.4.2 K t lu t c p phơi ng 10 t c p phôi 109 4.4.3 4.4.4 ng phôi ng c Mô ph ng s nh 110 k tc ng 111 113 K T LU N VÀ KI N NGH 114 DANH M C A LU N ÁN 116 TÀI LI U THAM KH O 117 PH L C 123 vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT TT Ký hiệu, viết tắt Đơn vị Ý nghĩa Automatic Dynamic Analysis of Mechanical ADAMS AW b Bowl System (mô ph ng l c h Ansys Workbench mm Chi u r ng lò xo Ph u Computer Aided Three-Dimensional Interactive Application (x CATIA chi u có s tr giúp c a máy tính) D mm Dd mm E Pa module f Hz T ns 10 fr Hz 11 H mm Chi u cao ph u 12 h mm Chi u cao chi ti t 13 NX 14 l ng kính ph u T ns i rung ng riêng c Ph n m m NX mm Chi u dài lị xo 15 Góc nghiêng c a rãnh xo n 16 17 Góc nghiêng c a lị xo Góc c a l c qn tính m t ph ng nghiêng 18 H s 20 T 21 22 Track Nm Mô men xo n H SUS 304 25 Vct ma sát gi a phôi rãnh Máng d ng H s t n su t 23 24 s s h p th Inox 304 cm/s V n t c c a phôi viii ... vi c l a ch ? ?Nghiên cứu ứng dụng mô số để khảo sát động lực học tối ưu kết cấu điều hướng hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động? ?? Đối tƣợng nghiên cứu tài t p trung nghiên c u, kh... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Văn Mùi NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG SỐ ĐỂ KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC H ỌC VÀ TỐI ƯU KẾT CẤU ĐIỀU HƯỚNG TRONG HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN LÝ... ph u rung c gi m th thi t k nghi 28 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN LÝ RUNG ĐỘNG 2.1 Cơ sở lý thuyết cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động