Đánh giá độ rung kết cấu nhà công nghiệp chịu tải trọng ngang

Thực trạng làm việc của các dây chuyền sản xuất trong các nhà máy hiện nay cho thấy, hoạt động của các động cơ gây ra rung động rất lớn lên kết cấu sau một thời gian dài làm việc. Bài viết Đánh giá độ rung kết cấu nhà công nghiệp chịu tải trọng ngang trình bày các kết quả nghiên cứu của tác giả về việc đánh giá mức độ ảnh hưởng của máy móc gây rung động lên công trình.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 ĐÁNH GIÁ ĐỘ RUNG KẾT CẤU NHÀ CÔNG NGHIỆP CHỊU TẢI TRỌNG NGANG Nguyễn Công Thắng1, Phạm Viết Ngọc1 Trường Đại học Thủy lợi, email: ngocpv_sb@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG Thực trạng làm việc dây chuyền sản xuất nhà máy cho thấy, hoạt động động gây rung động lớn lên kết cấu sau thời gian dài làm việc Rung động kết cấu làm giảm tuổi thọ cơng trình mà cịn ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động Bài viết trình bày kết nghiên cứu tác giả việc đánh giá mức độ ảnh hưởng máy móc gây rung động lên cơng trình cơng tác sản xuất bột nhựa công nghiệp sở sản xuất tham gia nghiên cứu Nguyên liệu vào Trục quay Tay trộn Mô tơ điện Thùng trộn Bệ đỡ Dây cu-roa truyền động Sản phẩm PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Dựa vào kết nghiên cứu thực nghiệm, kết hợp với thiết bị đo phù hợp xác định rung động kết cấu Lựa chọn sử dụng phương pháp phân tích xử lý số liệu để xác định thông số dao động kết cấu ảnh hưởng tải trọng kích thích Thiết lập mơ hình kết cấu để xác định tần số dao động riêng, hình thành cộng hưởng đưa kết đánh giá KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Các kết nghiên cứu thực Nhà máy Sản suất Bột nhựa cơng nghiệp Tồn Tiến, khu công nghiệp Yên Bái, thành phố Yên Bái 3.1 Nguyên lý hoạt động dây truyền trộn vật liệu nhà xưởng Máy trộn vật liệu thiết bị quan trọng sở sản xuất Trên thị trường sản phẩm đa dạng phong phú chủng loại nguyên liệu dùng để trộn Trong nghiên cứu đề cập đến nguyên lý cấu tạo máy trộn trục đứng Hình Sơ đồ cấu tạo máy trộn trục đứng Trên Hình sơ đồ cấu tạo máy trộn vật liệu trục đứng Nguyên liệu cho vào từ phía thùng trộn, tác dụng trọng lực chúng rơi xuống đập vào tay trộn chuyển động với vận tốc lớn sinh va chạm hình thành lực kích thích tác dụng lên kết cấu theo phương ngang Trên thực tế kết cấu cơng trình nói chung khơng có liên kết cố định theo phương ngang nên lực tác dụng theo phương thường gây chuyển vị lớn Các quan sát trường nhà máy cho thấy bắt đầu đổ nguyên liệu vào thùng trộn tượng rung động thể rõ sàn hệ thống kết cấu dầm khung nhà máy Trên sở thực phép đo rung động cho kết cấu để đánh giá mức độ ảnh hưởng rung động đến q trình làm việc cơng trình 3.2 Phương án đo Thực đo gia tốc bệ máy để xác định thông số rung động mơ tơ vận hành Các vị trí đo gia tốc bao gồm: 205 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 Bảng Tổng hợp nội dung đo dao động File 138 143 146 154 159 149 151 157 162 Hình Hình ảnh nhà xưởng máy trộn Tại bệ máy: - Trên bệ máy vị trí đặt mơ tơ: đo gia tốc theo phương đứng - ngang - dọc; - Chân thùng trộn: đo gia tốc phương đứng; - Đỉnh thùng trộn: đo gia tốc theo phương ngang dọc; - Chân bệ máy: đo gia tốc theo phương đứng ngang, dọc; Tại sàn làm việc: - Giữa sàn làm việc: đo gia tốc theo phương đứng - ngang - dọc; - Sàn gần thùng trộn: đo gia tốc theo phương đứng - ngang - dọc 3.3 Nội dung thực Kênh bệ-đứng bệ-đứng bệ-đứng bệ-đứng bệ-đứng giữa-đứng giữa-đứng giữa-đứng giữa-đứng Kênh bệ-ngang bệ-ngang bệ-ngang bệ-ngang bệ-ngang giữa-ngang giữa-ngang giữa-ngang giữa-ngang Kênh bệ-dọc bệ-dọc bệ-dọc bệ-dọc bệ-dọc giữa-dọc giữa-dọc giữa-dọc giữa-dọc Kênh chân-trộn-đứng chân-trộn-đứng chân-trộn-đứng chân-trộn-đứng chân-trộn-đứng chân-đứng chân-ngang chân-đứng chân-đứng Kênh đỉnh-trộn-dọc đỉnh-trộn-dọc đỉnh-trộn-dọc đỉnh-trộn-dọc đỉnh-trộn-dọc chân-ngang chân-đứng chân-ngang chân-ngang Kênh chân-bệ-đứng chân-bệ-đứng chân-bệ-đứng chân-bệ-đứng chân-bệ-đứng chân-dọc chân-dọc chân-dọc chân-dọc Vị trí Khung K2 Khung K1 Khung K3 Khung K6 Khung K8 Sàn K3 Sàn K1 Sàn K6 Sàn K8 3.4 Kết đo Biểu biến kết đo dạng quan hệ gia tốc - thời gian Điểm đo 138 ghi nhận dao động vị trí máy trộn khung số Kết đo thể Hình Khoảng thời gian từ 00.02.15 đến 00.02.35 khoảng ngắt quãng hai lần đổ nguyên liệu Hình Đồ thị biểu diễn quan hệ gia tốc-thời gian điểm đo máy trộn số Thực biến đổi nhanh Furie xác định tần số dao động điểm đo ta kết Hình Hình Thực đo rung động máy trộn Thực đo khoang máy số 1, 2, 3, 6, Sử dụng máy đo gia tốc Rion-DA40 tiến hành đồng thời kênh đo Các kết đo ghi vào file liệu với nội dung thể Bảng 206 Hình Tần số dao động kết câu điểm đo máy trộn số Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 3.5 Phân tích kết đo Từ kết đo thu nhận thấy: - Biên độ gia tốc có giá trị lớn nằm dải giá trị từ 10g-20g - Rung động kết cấu kết hợp rung động với nhiều dải tần số khác nhau: tần số rung động với giá trị 23Hz, cịn có tần số rung khoảng 110, 320, 600… Qua khảo sát kết tính tốn cho thấy, ngun nhân hình thành rung động ngồi ảnh hưởng động cịn q trình va chạm hạt vật liệu với cánh trộn hình thành lực ly tâm gây rung lắc theo phương ngang So sánh với kết đo dao động theo phương ngang đỉnh máy trộn Ta thấy có xuất hiện tượng cộng hưởng, với hệ số khuếch đại theo phương ngang K = 23 3.6 Phân tích kết cấu khung theo mơ hình số Thiết lập mơ hình số kết cấu khung nhà máy đế xác định tần số dao động riêng vị trí đặt máy Kết tính cho bệ máy số thể Hình Hình Tần số dao động theo phương x Khi xảy cộng hưởng lực động tăng lên lớn gây phá hoại bền phá hoại mỏi cho kết cấu KẾT LUẬN Hình Kết tính độ cứng kết cấu vị trí máy trộn số mơ hình số Từ kết tính ta xác định độ cứng theo phương: - Phương đứng Kz = 1,3.10-3m/T; - Phương dọc Ky = 3,6.10-3m/T; - Phương ngang Kx = 1,4.10-3m/T Từ kết tính thơng số đặc trưng dao động kết cấu, ta xác định tần số dao động riêng thứ bệ máy số theo phương: - Phương đứng: z = 50,15 Hz; - Phương dọc: y = 30,13 Hz; - Phương ngang: x = 48,33 Hz Dựa vào kết nghiên cứu thực nghiệm, kết hợp với thiết bị đo phù hợp xác định rung động kết cấu Lựa chọn sử dụng phương pháp phân tích xử lý số liệu để xác định thông số dao động kết cấu ảnh hưởng tải trọng kích thích Thiết lập mơ hình kết cấu để xác định tần số dao động riêng đưa kết đánh giá TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dương Văn Thứ Động lực học công trình Khoa học tự nhiên cơng nghệ 2010 [2] Nguyễn Ngọc Thắng Bài giảng thực nghiệm cơng trình Bách Khoa Hà Nội 2015 [3] Anil K.Chopra “ Dynamics of Structures Theory and Applications to Earthquake Engineering” Prentice Hall Englewood Cliffs, New Jersey 07632 (1995), tr 174-183 207 ... nằm dải giá trị từ 10g-20g - Rung động kết cấu kết hợp rung động với nhiều dải tần số khác nhau: tần số rung động với giá trị 23Hz, cịn có tần số rung khoảng 110, 320, 600… Qua khảo sát kết tính... định thông số dao động kết cấu ảnh hưởng tải trọng kích thích Thiết lập mơ hình kết cấu để xác định tần số dao động riêng đưa kết đánh giá TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dương Văn Thứ Động lực học cơng... Tần số dao động theo phương x Khi xảy cộng hưởng lực động tăng lên lớn gây phá hoại bền phá hoại mỏi cho kết cấu KẾT LUẬN Hình Kết tính độ cứng kết cấu vị trí máy trộn số mơ hình số Từ kết tính