GIỚI THIỆU
Tính cấp thiết của đề tài
Trong kỷ nguyên 4.0, ngành gia công cơ khí chính xác đang đối mặt với yêu cầu ngày càng cao về độ chính xác, năng suất và chất lượng sản phẩm Tuy nhiên, quá trình gia công cũng gặp nhiều thách thức, đặc biệt là khi cần gia công với tốc độ cao và chiều sâu cắt lớn, dẫn đến rung động và tiếng ồn lớn Những yếu tố này không chỉ làm hư hại công cụ cắt mà còn ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt sản phẩm Để giảm thiểu rung động và tiếng ồn, người vận hành thường phải giảm các thông số gia công như tốc độ trục chính, vận tốc cắt, lượng ăn dao và chiều sâu lớp cắt, nhưng điều này lại gây ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất gia công.
Bài nghiên cứu này nhằm tìm ra giải pháp giảm rung động trong gia công cơ khí, đồng thời duy trì thông số quá trình và năng suất Việc áp dụng công cụ giảm chấn có thể cải thiện hiệu quả gia công, đặc biệt khi sử dụng dao phay ngón, giúp đạt yêu cầu kỹ thuật về hình dạng, độ bóng và độ nhám mà không cần dụng cụ cắt phức tạp Tuy nhiên, sử dụng cán dao dài có thể làm giảm độ cứng, dẫn đến rung động và tiếng ồn, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt và hình dạng sản phẩm Nghiên cứu sẽ phân tích nguyên nhân gây ra rung động thông qua cảm biến đo độ rung, từ đó nâng cao hiệu suất và chất lượng trong gia công cơ khí chính xác trong kỷ nguyên công nghệ 4.0.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Việc kiểm tra biến dạng của cán dao phay trong công nghệ gia công cơ khí đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng và tối ưu hóa quy trình sản xuất Nghiên cứu và phân tích biến dạng giúp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của sản phẩm cơ khí, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.
1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Kiểm tra biến dạng cán dao phay là yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm gia công Biến dạng của cán dao phay có thể tác động tiêu cực đến độ chính xác và độ bền của sản phẩm cuối cùng Thông qua việc đánh giá tình trạng của cán dao phay, nhà sản xuất có thể xác định khả năng đáp ứng các yêu cầu chất lượng và thực hiện các điều chỉnh cần thiết nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm.
Kiểm tra biến dạng cán dao phay là yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu suất gia công Biến dạng của cán dao phay có thể dẫn đến quy trình gia công không hiệu quả, làm giảm năng suất và tăng chi phí sản xuất Bằng cách xác định và khắc phục các vấn đề này, nhà sản xuất có thể tối ưu hóa quá trình gia công, cải thiện năng suất, giảm thiểu lỗi và tiết kiệm tài nguyên.
Đảm bảo an toàn và bền vững trong gia công là rất quan trọng, và việc kiểm tra biến dạng của cán dao phay đóng vai trò thiết yếu trong quá trình này Biến dạng của cán dao phay có thể dẫn đến sự cố và nguy hiểm trong vận hành Thông qua việc đánh giá biến dạng, nhà sản xuất có thể phát hiện các vấn đề an toàn, từ đó triển khai các biện pháp phòng ngừa cần thiết và duy trì sự bền vững cho hệ thống sản xuất.
Nghiên cứu về kiểm tra biến dạng cán dao phay đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển công nghệ và quy trình gia công cơ khí Bằng cách áp dụng các phương pháp hiện đại cùng với công nghệ đo lường và phân tích tiên tiến, các nhà nghiên cứu và nhà sản xuất có thể cải tiến quy trình kiểm tra, từ đó phát triển các công cụ và phương pháp mới nhằm đạt được kết quả chính xác và hiệu quả hơn.
Kiểm tra biến dạng cán dao phay là một yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm, tối ưu hóa hiệu suất gia công và nâng cao độ an toàn trong quá trình sản xuất Việc này không chỉ giúp cải thiện độ chính xác của các sản phẩm mà còn góp phần giảm thiểu lãng phí và tăng cường hiệu quả kinh tế trong ngành chế tạo.
3 toàn và sự bền vững, cũng như phát triển công nghệ và quy trình gia công cơ khí.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Công nghệ mới trong cán dao phay giảm chấn giúp giảm rung động trong quá trình gia công, đồng thời đảm bảo các thông số kỹ thuật và duy trì năng suất Việc áp dụng các công cụ giảm chấn trong cán dao và quá trình gia công cơ khí là giải pháp hiệu quả để đạt được mục tiêu này.
Rung động trong quá trình gia công có thể ảnh hưởng lớn đến hiệu suất và chất lượng sản phẩm Để hiểu rõ về rung động và thực nghiệm đo độ rung của cán dao phay, cần xác định các nguyên nhân gây ra tác động lên cán dao Phương pháp đo độ rung qua cảm biến giúp chúng ta thu thập dữ liệu chính xác, từ đó phân tích và cải thiện quá trình gia công Việc nắm bắt các yếu tố gây rung động sẽ góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng máy móc và chất lượng sản phẩm cuối cùng.
- Thực nghiệm thu thập độ rung của các dạng cán dao khác nhau để đưa ra cơ cấu giảm chấn tối ưu nhất.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu đề tài
Đối tượng nghiên cứu trong đề tài này bao gồm cán dao phay, quy trình gia công và các công nghệ đo lường, phân tích liên quan đến biến dạng của dao phay.
Đề tài nghiên cứu về kiểm tra biến dạng cán dao phay tập trung vào các yếu tố như vật liệu, biến dạng, yếu tố tác động, công nghệ đo và phân tích Nghiên cứu cũng xem xét ứng dụng và kết quả của quá trình kiểm tra trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Phương pháp nghiên cứu
Cơ sở phương pháp luận trong nghiên cứu kiểm tra biến dạng của dao phay được xây dựng dựa trên sự kết hợp giữa phân tích lý thuyết và nghiên cứu thực nghiệm Phương pháp này bao gồm đo lường, đánh giá, xử lý và phân tích dữ liệu, đồng thời so sánh và đánh giá các phương pháp khác nhau để đưa ra kết luận chính xác.
1.2.1 Các phương pháp nghiên cứu cụ thể
- Phân tích lý thuyết: Nghiên cứu có thể dựa vào phân tích lý thuyết về cơ
Để hiểu và dự đoán biến dạng của dao phay trong quá trình gia công, cần nắm vững 4 yếu tố: học gia công, độ bền vật liệu, lý thuyết về biến dạng, và phân tích lý thuyết Những yếu tố này cung cấp khái niệm, công thức và mô hình tính toán cần thiết để giải thích hiện tượng biến dạng trong gia công.
Nghiên cứu thực nghiệm đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm tra biến dạng của cán dao phay Phương pháp này bao gồm việc thực hiện thí nghiệm trên các mẫu cán dao phay trong điều kiện gia công cụ thể và đo lường các biến dạng Dữ liệu thu thập từ các thí nghiệm sẽ được sử dụng để phân tích, đánh giá hiệu quả của các phương pháp kiểm tra và điều chỉnh.
Phương pháp đo lường và đánh giá biến dạng cán dao phay bao gồm việc áp dụng các công nghệ hiện đại như thiết bị cảm biến đo rung và các phương pháp phân tích hình ảnh Những công nghệ này giúp đo lường và phân tích chính xác biến dạng, từ đó cung cấp cơ sở phương pháp luận vững chắc cho nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực này.
Xử lý và phân tích dữ liệu là bước quan trọng sau khi thu thập thông tin từ các phương pháp đo lường Nghiên cứu cần áp dụng các công cụ và phương pháp phân tích số liệu, bao gồm phần mềm thống kê, nhằm hiểu rõ hơn về xu hướng và mối quan hệ giữa các yếu tố.
So sánh và đánh giá các phương pháp kiểm tra và điều chỉnh biến dạng cán dao phay là một phần quan trọng trong cơ sở phương pháp luận Điều này bao gồm việc so sánh kết quả đo lường, đánh giá hiệu quả và độ tin cậy của các phương pháp hiện có Ngoài ra, cần đưa ra các đề xuất và giải pháp nhằm cải thiện quy trình kiểm tra, từ đó nâng cao chất lượng và độ chính xác trong sản xuất.
Kết cấu của đồ án
Đề tài được chia làm 6 chương với các nội dung như sau:
Đề tài này có tính cấp thiết cao, mang lại ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng, nhằm đáp ứng nhu cầu nghiên cứu hiện tại Mục tiêu nghiên cứu được xác định rõ ràng, tập trung vào việc khai thác các khía cạnh cụ thể của vấn đề Đối tượng nghiên cứu bao gồm các yếu tố liên quan, trong khi phạm vi nghiên cứu được giới hạn để đảm bảo tính khả thi Phương pháp nghiên cứu được áp dụng đa dạng, giúp thu thập và phân tích dữ liệu một cách hiệu quả Cuối cùng, kết cấu của Đồ án tốt nghiệp được tổ chức hợp lý, tạo điều kiện thuận lợi cho việc trình bày và truyền đạt thông tin.
- Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài Tổng quan về đề tài, Các nghiên cứu liên quan đến đề tài trong nước và ngoài nước
- Chương 3: Cở sở lý thuyết
Lý thuyết về rung động trong quá trình cắt gọt, các đại lượng cơ bản sử dụng trong đo rung động, biểu đồ dạng sóng
- Chương 4: Nghiên cứu thực nghiệm về biến dạng các cán dao phay
Mô hình thực nghiệm, Cảm biến đo độ rung, Các bước thực hiện đo rung, Các phương án đo rung
- Chương 5: Thực nghiệm và kiểm tra biến dạng cán dao phay với các dạng cán dao khác
Kết quả đo, Trường hợp 1, Trường hợp 2, Trường hợp 3
- Chương 6: Kết luận và kiến nghị Kết quả đạt được, Hạn chế của đề tài, Đề xuất và kiến nghị
Tài liệu tham khảo Phụ Lục
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
Tổng quan về đề tài
Nghiên cứu về các biến dạng trên cán dao phay và phương pháp kiểm tra chúng là rất quan trọng Bài viết sẽ phân tích các dạng cán dao khác nhau và tác động của biến dạng đến hiệu suất gia công cũng như tuổi thọ của cán dao phay Việc hiểu rõ những yếu tố này sẽ giúp cải thiện quy trình gia công và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Mục tiêu của nghiên cứu là hiểu rõ về biến dạng của cán dao phay và tác động của chúng đến quá trình gia công cơ khí Nghiên cứu sẽ phân tích các yếu tố gây biến dạng, bao gồm quá trình gia công, lực tác động và điều kiện sử dụng Ngoài ra, nghiên cứu cũng sẽ xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng như vật liệu gia công, góc cắt và hình dạng của cán dao phay.
Nghiên cứu sẽ đề xuất và thực hiện các phương pháp kiểm tra để đánh giá biến dạng của cán dao phay, bao gồm việc đo đạc hình dạng và kích thước của nó Các thay đổi tác động lên cán dao phay sẽ được phân tích dựa trên mô hình chế tạo kiểm tra biến dạng Qua đó, nghiên cứu sẽ xác định tình trạng biến dạng của cán dao phay và ảnh hưởng của nó đến quá trình gia công.
Nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin quan trọng về biến dạng của cán dao phay và phương pháp kiểm tra liên quan Những kiến thức này có thể được áp dụng thực tiễn nhằm đảm bảo chất lượng gia công, nâng cao hiệu suất và kéo dài tuổi thọ của cán dao phay Hơn nữa, nghiên cứu còn góp phần vào việc phát triển các công cụ và phương pháp mới để kiểm tra biến dạng của cán dao phay trong lĩnh vực gia công cơ khí.
Các nghiên cứu liên quan đến đề tài
Hiện nay, các quốc gia trên thế giới đang tích cực hội nhập và tăng cường thương mại Trong bối cảnh toàn cầu hóa và sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành cơ khí đóng vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy tiến bộ khoa học Các nghiên cứu trong lĩnh vực cơ khí đã có những bước tiến mạnh mẽ nhằm đáp ứng nhu cầu xã hội Đặc biệt, trong gia công cơ khí, yêu cầu về năng suất, độ chính xác và chất lượng bề mặt ngày càng cao, dẫn đến việc áp dụng nhiều biện pháp cải tiến hiệu quả.
Khi nói đến chất lượng gia công, độ nhám bề mặt của chi tiết là một yếu tố quan trọng không thể bỏ qua Độ nhám được xem là chỉ tiêu đánh giá chất lượng gia công Trong nghiên cứu này, dụng cụ cắt là một trong những đối tượng chính được xem xét để cải thiện độ nhám bề mặt.
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra ảnh hưởng của công nghệ đến chất lượng chi tiết do dao phay tạo ra, đặc biệt là trong quá trình gia công trên máy CNC Sự khác biệt giữa các loại dao phay cũng có tác động đáng kể đến bề mặt chi tiết Các công trình nghiên cứu khoa học liên quan đã làm rõ mối liên hệ với đề tài nghiên cứu về độ biến dạng của cán dao phay, mà nhóm đã trình bày.
Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt khi gia công trên máy phay CNC” của Trương Thị Ngọc Thư từ Đại Học Đà Nẵng tập trung vào việc phân tích tác động của ba biến độc lập (V, S, t) đến độ nhám bề mặt thông qua các phương pháp gia công khác nhau như tiện, phay và mài Nghiên cứu này nhằm xác định chế độ cắt tối ưu cho nhiều loại dao phay trên các loại vật liệu khác nhau, đồng thời đánh giá ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt đến độ mịn của dao phay.
Luận văn "Nghiên cứu xác định chế độ cắt cho máy phay CNC" của Vũ Thị Ngọc, năm 2002, tại Đại học Bách Khoa Hà Nội, trình bày tổng quan về phương pháp tiện và kỹ thuật gia công CNC Nghiên cứu nhấn mạnh ảnh hưởng của chế độ cắt đến lực cắt, sự phát sinh nhiệt cắt, tuổi bền của dao và độ nhám bề mặt Bên cạnh đó, luận văn cũng đề cập đến các phương pháp xác định chế độ cắt cho máy tiện vạn năng thông thường và xây dựng thuật toán cho phần mềm xác định chế độ cắt cho máy tiện CNC.
Luận văn của Ngô Đức Hạnh tại Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên nghiên cứu thực nghiệm đặc tính của rung động tự kích thích và tác động của bước tiến dao đến sự tăng trưởng của hiện tượng này trong quá trình cắt kim loại, sử dụng công nghệ máy tính để phân tích.
Đề tài "Nghiên cứu nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết máy khi phay tinh" của Hoàng Trọng Hiếu từ Đại Học Đà Nẵng đã phân tích các yếu tố đặc trưng cho chất lượng bề mặt chi tiết máy, bao gồm hình dáng, trạng thái và tính chất cơ lý của lớp bề mặt Nghiên cứu cũng chỉ ra ảnh hưởng quan trọng của chất lượng bề mặt đối với khả năng làm việc của chi tiết máy, đồng thời phân tích các yếu tố tác động đến chất lượng bề mặt trong quá trình gia công.
Luận văn của Lê Hoàng Lâm, thuộc Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM, năm 2017, nghiên cứu tác động của cơ cấu giảm chấn trong quá trình tiện đến độ nhám bề mặt Nghiên cứu này đóng góp quan trọng vào việc cải thiện chất lượng bề mặt sản phẩm gia công, từ đó nâng cao hiệu suất và độ bền của chi tiết máy.
Tác giả trình bày nguyên lý giảm chấn cho cán dao tiện và thực hiện thí nghiệm với ba phương án khác nhau, kết hợp với bốn đối trọng có khối lượng lần lượt là 12.62 g, 11.83 g, 11.04 g và 9.07 g, cùng với bảy lò xo có độ cứng tương ứng là 400 N/m và 500 N/m.
Tác giả đã nghiên cứu và chọn phương án I cho thiết kế cán dao giảm chấn, trong đó cơ cấu giảm chấn được trùng với phương của lực PZ Đề tài sử dụng các giá trị độ cứng như 1647 N/m, 1806 N/m, 2800 N/m, 2947 N/m và 3733 N/m, kết hợp với con trượt B có khối lượng mB để tối ưu hóa hiệu suất giảm chấn.
Trong nghiên cứu này, lò xo có trọng lượng 11,62 g và độ cứng K từ 1000 đến 2800 N/m được sử dụng cho quá trình gia công Tuy nhiên, tác giả chưa thực hiện việc thay đổi lực tác dụng của lò xo và cũng chưa tiến hành thí nghiệm với cán dao giảm chấn có dầu nhờn.
Nghiên cứu trong nước về dụng cụ cắt còn hạn chế, đặc biệt là về ảnh hưởng của các cơ cấu cán dao giảm chấn đến độ nhám bề mặt trong quá trình tiện Việc tìm hiểu sâu hơn về vấn đề này là cần thiết để cải thiện chất lượng gia công và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
2.2.2 Các nghiên cứu ngoài nước
Trong bối cảnh toàn cầu hóa và sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, lĩnh vực cơ khí đóng vai trò then chốt trong tiến bộ khoa học thế giới Nhu cầu gia công cơ khí ngày càng cao về năng suất, độ chính xác và chất lượng bề mặt đòi hỏi các biện pháp cải tiến quy trình gia công Đặc biệt, độ bóng và độ nhám bề mặt là những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng gia công Nhiều công ty nổi tiếng như Kennametal (Mỹ) và Mitsubishi (Nhật Bản) đã nghiên cứu và sản xuất dụng cụ cắt hàng đầu Công ty Sandvik (Thụy Điển) cũng đã tiên phong trong việc nghiên cứu chế tạo cán dao giảm chấn, nhằm cải thiện chế độ cắt trong quá trình gia công.
9 được thực hiện trên các loại vật liệu tiêu chuẩn và trong điều kiện gia công khá hoàn hảo, nên những kết quả nhận được khá lý tưởng
Nhiều nhà khoa học đã phát triển các phương án hiệu quả để giảm rung động trong quá trình cắt gọt Bài báo "Cải thiện hiệu suất của dụng cụ cắt CBN bằng cách tăng cường tính chất giảm chấn" của L N Devin và A A Osadchii năm 2012 tập trung vào việc thiết kế cải tiến cấu trúc dụng cụ cắt Nhóm tác giả đã tích hợp các chi tiết đặc biệt với chức năng giảm chấn nhằm nâng cao độ ổn định của dụng cụ cắt trong quá trình gia công.
In 2012, P Sam Paul's article, "Effect of Magneto Rheological Damper on Tool Vibration During Machining," demonstrated a significant reduction in tool vibration when utilizing magneto rheological (MR) damping technology while machining AISI 4340 steel with a hardness of 46 HRC, compared to traditional tool holders.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Lý thuyết về rung động trong quá trình cắt gọt
3.1.1 Tổng quan về rung động trong quá trình cắt gọt
Rung động là hiện tượng phổ biến trong tự nhiên và kỹ thuật, xảy ra khi các vật thể có khối lượng và tính đàn hồi chịu tác động của lực Trong quá trình gia công, máy công cụ, với đặc tính là hệ đàn hồi, sẽ rung động khi có ngoại lực và lực cắt tác động lên Hiện tượng rung động này diễn ra trên toàn bộ hệ thống công nghệ, bao gồm máy, dao, đồ gá và chi tiết, khi dao cắt tiếp xúc với phôi Trong những điều kiện nhất định, rung động có thể gia tăng đáng kể trong quá trình gia công, ảnh hưởng tiêu cực đến các chỉ tiêu kinh tế và chất lượng sản phẩm Cụ thể, rung động có thể dẫn đến nhiều hậu quả không mong muốn.
- Không cho phép sử dụng hết công suất của máy hoặc khả năng cắt của dụng cụ
- Gây mòn nhanh các bộ phận chính của máy, làm giảm độ chính xác của máy
- Tăng mức độ phá hủy cơ học lưỡi cắt của dụng cụ cắt (nhanh mòn,giảm độ sắc,…)
- Ảnh hưởng đến độ tính chính xác cũng như tính thẩm mỹ của chi tiết gia công
- Hạn chế khả năng tăng chế độ cắt và năng suất lao động
- Gây tiếng ồn trong môi trường làm việc
3.1.2 Các dạng rung động và nguyên nhân rung động
Rung động trong quá trình cắt thường bao gồm các loại sau:
- Rung động tự kích thích
Rung động cưỡng bức xuất hiện khi ngoại lực kích thích động lực học tác động lên hệ thống công nghệ: máy- dụng cụ cắt - chi tiết gia công
Nguyên nhân gây ra rung động cưỡng bức:
- Nhiễu từ bên ngoài truyền qua móng máy
- Nhiễu bên trong hệ thống công nghệ do:
+ Hệ thống truyền động của máy công cụ có sự va đập tuần hoàn + Sự biến dạng của chi tiết trong quá trình cắt
+ Do lực cắt biến đổi khi cắt các bề mặt gián đoạn hoặc do va đập của răng dao khi vào cắt trong quá trình gia công
Rung động cưỡng bức có thể làm giảm chất lượng gia công, đặc biệt là ở nguyên công gia công tinh Hiện tượng này ảnh hưởng mạnh mẽ khi tần số kích thích gần với tần số riêng của hệ Trong quá trình phay, rung động cưỡng bức có thể gây mất ổn định khi tốc độ vòng quay của dao đủ lớn, khiến tần số vào cắt của răng dao trùng với tần số riêng của hệ.
Phần lớn các rung động cưỡng bức có thể được giảm thiểu hoặc loại bỏ bằng cách khử nguồn kích thích hoặc điều chỉnh tần số kích thích cho phù hợp, nhằm đảm bảo tần số này không gần với tần số riêng của hệ thống cụ thể.
+ Xây dựng bệ máy tốt
+ Loại bỏ sai sót trong truyền động máy
+ Cân bằng tĩnh và cân bằng động các chi tiết chuyển động quay
+ Chọn tốc độ quay trục chính và số răng dao hợp lý
+ Sử dụng thiết bị thu giảm rung
Rung động riêng trong cắt gọt kim loại xảy ra khi tần số kích thích trùng với tần số tự nhiên của hệ thống cắt gọt, bao gồm dụng cụ cắt, chi tiết gia công và máy công cụ Hiện tượng này có thể dẫn đến nhiều hậu quả tiêu cực, như giảm độ chính xác, độ nhẵn và độ bền của bề mặt gia công, đồng thời làm tăng tiếng ồn và mòn mài của dụng cụ cắt cũng như chi tiết gia công.
Rung động tự kích thích
Rung động tự kích thích là dạng rung động do bản thân chuyển động gây ra trong quá trình cắt
Nguyên nhân gây ra rung động tự kích thích:
Sự không cân bằng giữa lực cắt và lực đàn hồi trong hệ thống cắt gọt, bao gồm dụng cụ cắt, chi tiết gia công và máy công cụ, có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng gia công Việc hiểu rõ mối quan hệ này là cần thiết để tối ưu hóa quá trình cắt gọt và nâng cao độ chính xác cũng như độ bền của sản phẩm cuối cùng.
- Sự biến đổi liên tục của lực cắt do sự biến dạng của kim loại
- Sự phát sinh và mất đi của lẹo dao
- Sự va đập tuần hoàn của hệ thống truyền động
Các đại lượng cơ bản sử dụng trong phân tích rung động
Có 4 đại lượng quan trọng:
- Gia tốc (V), đơn vị: mm/s 2 hay g
- Tốc độ (A), đơn vị: mm/s
Rung động là một dạng chuyển động, được mô tả qua mối quan hệ giữa gia tốc, tốc độ và độ dịch chuyển Độ dịch chuyển (D) được đo bằng đơn vị mm và là một yếu tố quan trọng trong việc phân tích các hiện tượng rung động.
Rung động dịch chuyển là hiện tượng dao động của vật thể xung quanh một vị trí cân bằng Thông thường, rung động dịch chuyển được thể hiện qua giá trị PP, đại diện cho giá trị lớn nhất của dịch chuyển trong một chu kỳ rung.
- Rung động vận tốc là sự dao động vận tốc của vật theo thời gian cho biết hướng và tốc độ khi dao động
- Rung động gia tốc là sự dao động của gia tốc theo thời gian cho biết hướng và mức độ của sự thay đổi vận tốc
+ Rung động gia tốc càng lớn thì có nghĩa là vận tốc của vật thay đổi càng nhiều trong một khoảng thời gian nhất định
+ Rung động gia tốc càng lớn thì biến dạng cán dao càng nhiều
Giả sử chúng ta có một chuyển động theo sóng hình sin
Hình 3.1: Biểu đồ sóng hình sin
Độ dịch chuyển là chỉ số thể hiện sự thay đổi về vị trí tối thiểu và tối đa của một đối tượng Thông số này có thể được đo bằng cảm biến tiệm cận hoặc được tính toán tương đối thông qua phép tích phân.
- Vận tốc: thể hiện sự thay đổi về tốc độ Đo bằng cảm biến vận tốc hoặc tính tương đối bằng phép tích phân
- Gia tốc: thể hiện sự thay đổi về lực Đo bằng cảm biến gia tốc ( không đạo hàm, chỉ có thể đo trực tiếp)
Biểu đồ dạng sóng (waweform)
Biểu đồ dạng sóng là công cụ hữu ích để phân tích rung động tự nhiên của hệ thống, cho phép chúng ta nhận diện nguyên nhân và mức độ rung động thông qua các manh mối có trong biểu đồ này.
Biểu đồ dạng sóng (waveform) là công cụ phân tích rung động, thể hiện mức độ rung động theo thời gian một cách đồ họa Ví dụ dưới đây minh họa biểu đồ waveform theo vận tốc, cho thấy sự thay đổi tốc độ của thành phần rung động theo thời gian.
Hình 3.2: Biểu đồ dạng sóng (waveform)
Biểu đồ rung động chỉ mang tính chất đồ họa, thể hiện mức độ rung động theo thời gian của các thành phần Do đó, cần bổ sung các đại lượng hỗ trợ để đánh giá và so sánh độ rung động trong các trường hợp khác nhau bằng những con số cụ thể.
Hình 3.3: Các đại lượng bổ trợ cho biểu đồ dạng sóng
Hình 3.4: Biểu đồ thể hiện các giá trị Peak, Peak-to-peak và RMS
Giá trị Peak là biên độ lớn nhất trong tín hiệu, thường được gọi là "Giá trị cực đại" Sự gia tăng của giá trị này có thể chỉ ra sự xuất hiện của các tác động trong tín hiệu.
Giá trị cực đại là một chỉ số quan trọng, đại diện cho giá trị điểm cao nhất trong một tín hiệu mà không tính đến tổng năng lượng của nó Điều này có nghĩa là bất kỳ dao động hoặc rung động tạm thời nào có giá trị vượt trội hơn đều có thể tác động đến chỉ số này.
Hình 3.5: Giá trị cực đại trong biểu đồ sóng
Khi quan sát kỹ, chúng ta có thể thấy rằng đỉnh của tín hiệu có thời lượng 24 giây này tương ứng với 0.4239g tại thời điểm 15.35 giây
Giá trị PP là một chỉ số quan trọng, đo lường khoảng cách từ cực tiểu đến cực đại của tín hiệu Sự gia tăng giá trị này có thể phản ánh sự xuất hiện của các tác động đáng chú ý.
Biên độ Đỉnh tới Đỉnh không phản ánh lượng năng lượng trong tín hiệu rung động, mà chỉ cung cấp thông tin về các giá trị cao nhất và thấp nhất của tín hiệu đó.
Hình 3.6: Giá trị cực tiểu trong biểu đồ sóng
Theo ví dụ trước, giá trị lớn nhất đạt 0.4239 và giá trị nhỏ nhất là -0.4043 g, xảy ra tại thời điểm 15.35 giây của tín hiệu Bằng cách tính toán khoảng cách giữa các điểm, chúng tôi đã thu được giá trị PP.
Giá trị hiệu dụng của tín hiệu Nó được tính dựa theo công thức sau
𝑎 𝑖 là biên độ rung theo thời gian
Thực tế hơn, nó là thước đo năng lượng rung của thiết bị
Không giống như các giá trị Peak và PP, giá trị RMS không phải là giá trị điểm, mà là đại diện cho tổng năng lượng tín hiệu
Hệ số đỉnh RMS (CF) là tỷ lệ giữa giá trị đỉnh và giá trị RMS, cho thấy mức độ biến thiên của rung động quanh vị trí cân bằng Một giá trị CF cao chỉ ra rằng rung động có nhiều đỉnh cao và thấp, phản ánh sự dao động mạnh mẽ hơn.
Kurt là chỉ số thống kê phản ánh độ nhọn của phân phối xác suất trong rung động Chỉ số này cho biết mức độ tập trung của các giá trị rung động quanh giá trị trung bình; giá trị Kurt càng cao đồng nghĩa với việc các giá trị rung động càng gần với giá trị trung bình và ít giá trị nằm xa khỏi vị trí này.
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ ĐỘ BIẾN DẠNG CÁN
Mô hình thực nghiệm
Hình 4.1: Hình ảnh mô hình thực tế
Mô hình được phát triển dựa trên bài báo và thiết kế theo hướng dẫn của PSG.TS Phạm Sơn Minh và TS Trần Minh Thế Uyên, cùng với nhóm thiết kế, nhằm kiểm tra biến dạng của các dạng cán dao phay khác nhau.
Hình 4.2: Bản vẽ phân rã của mô hình
Cảm biến đo độ rung
Dynamox là một công ty công nghệ cao chuyên phát triển các hệ thống thu thập dữ liệu và giám sát độ rung, nhiệt độ Công ty tập trung vào phân tích rung động và theo dõi tình trạng thiết bị.
Dynamox cung cấp giải pháp lý tưởng cho bảo trì dự đoán trong lĩnh vực tài sản công nghiệp Bộ phận R&D của Dynamox phát triển các hệ thống hoàn chỉnh, bao gồm cả phần cứng và phần mềm công nghiệp.
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG TY
2015:Dynamox ra đời từ sự chuyển đổi của Sysmarine Lt ME 24/02/2015, đã đăng ký với JUCESC vào ngày 20/03/2015 Công ty này tồn tại từ năm 2007
Nó bắt đầu các hoạt động của riêng mình dành riêng cho tự động hóa công nghiệp,vv khách hàng lớn và nhỏ, ngành công nghiệp thực phẩm.
Hình 4.4: Hình ảnh văn phòng công ty Dynamox
2016:Bắt đầu phát triển các thẻ RFID để quản lý tài sản trong lĩnh vực khai thác mỏ (Vale S/A) và nông sản thực phẩm
Vào năm 2017, công ty đã phát triển cảm biến rung động và nhiệt độ, giúp các doanh nghiệp lớn và nhỏ giám sát máy móc công nghiệp quan trọng Giải pháp này không chỉ theo dõi rung động trong ba chiều và nhiệt độ mà còn thực hiện phân tích phổ để phát hiện lỗi sớm, ngăn ngừa thời gian ngừng hoạt động không mong muốn Bên cạnh đó, công ty đang phát triển ứng dụng di động và nền tảng web để tập trung dữ liệu, phục vụ cho việc phân tích và ra quyết định hiệu quả.
Hình 4.5: Sản phẩm của công ty Dynamox
Trong giai đoạn 2018-2019, Dynamox đã chào đón thực tập sinh từ nhiều cấp độ, bao gồm học sinh trung học kỹ thuật, sinh viên đại học và sau đại học Công ty đã triển khai DynaGateways, một cổng thu thập dữ liệu tự động thông qua giao tiếp đồng thời với các cảm biến trên máy công nghiệp Đồng thời, hai phiên bản cảm biến mới là Dynalogger HF và DynaLogger AS cũng được ra mắt Đầu năm 2018, hệ thống quản lý chất lượng đã được áp dụng, tập trung vào an toàn, sức khỏe nghề nghiệp và môi trường, với các sản phẩm được chứng nhận ANATEL, INMETRO và ATEX Ngoài ra, công ty đã công bố bộ quy tắc ứng xử và đạo đức nghề nghiệp, đồng thời phát triển các chiến lược để đối phó với email lừa đảo.
Năm 2020, chúng tôi đã phát triển và cải tiến phần cứng cũng như phần mềm đặc thù cho từng sản phẩm, với sự thực hiện bởi một nhóm chuyên trách, nhằm bổ sung các tính năng theo yêu cầu của khách hàng và các chuyên gia bảo trì Về mặt chiến lược, cấu trúc thương mại được nội bộ hóa ở cấp quốc gia, trong khi để xuất khẩu, chúng tôi sử dụng mạng lưới các nhà phân phối tại Chile và Mexico, hoặc bán hàng trực tiếp tại Malaysia, Mozambique và Oman, và quá trình mở rộng vẫn tiếp tục Đồng thời, các giám đốc và nhóm kỹ thuật sẽ thăm khách hàng và đối tác tiềm năng để tìm kiếm các cải tiến cho sản phẩm và chức năng mới Trang web của chúng tôi cũng được cập nhật thường xuyên để cung cấp thông tin mới nhất.
Giải pháp DynaPredict đã trải qua 22 cấp độ đổi mới công nghệ, cùng với các phương tiện hỗ trợ kỹ thuật tiên tiến Trang web cũng nêu bật những cải tiến liên tục trong bảo trì dự đoán, quản lý tài sản và sản phẩm nhằm thu hút nhiều đối tượng hơn Năm 2020, công ty đã chuyển đến cơ sở mới tại khu công nghệ Alfa, trong một không gian rộng rãi hơn, phù hợp hơn với hoạt động và cơ cấu của công ty.
Hình 4.6: Hình ảnh trụ sở mới công ty
DYNAMOX CÓ CHỨNG NHẬN QUỐC TẾ TẠI 30 QUỐC GIA
DynaLoggers TcA+ và HF là thiết bị ghi dữ liệu không dây, tích hợp cảm biến rung và nhiệt độ, đã được chứng nhận quốc tế Hiện tại, sản phẩm này có thể được tiếp thị tại nhiều quốc gia, bao gồm Đức, Canada, Tây Ban Nha, Hoa Kỳ, Pháp, Hy Lạp, Iceland, Ý, Bồ Đào Nha, Vương quốc Anh và các quốc gia khác chấp nhận chứng chỉ FCC và CE.
Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC) tại Hoa Kỳ là cơ quan có thẩm quyền trong việc thiết lập quy tắc và tiêu chuẩn kỹ thuật cho nhiều loại thiết bị điện tử, bao gồm thiết bị tần số vô tuyến và thiết bị đầu cuối viễn thông, phục vụ cho các lĩnh vực công nghiệp, khoa học và y tế.
FCC yêu cầu các thiết bị điện tử và viễn thông phải đáp ứng đầy đủ tiêu chí và tiêu chuẩn trước khi được đưa ra thị trường Trong khi đó, dấu CE là biểu tượng bắt buộc cho nhiều sản phẩm bán tại Khu vực kinh tế châu Âu, bao gồm các quốc gia như Đức, Áo, Bỉ, và nhiều nước khác.
Dấu CE trên sản phẩm cho thấy sản phẩm đó tuân thủ các quy định của Liên minh Châu Âu về an toàn, vệ sinh và bảo vệ môi trường, đủ điều kiện để lưu hành tại 27 quốc gia thành viên Dấu này được nhà sản xuất tự dán lên sản phẩm, đồng nghĩa với việc họ chịu trách nhiệm hoàn toàn về sự phù hợp của sản phẩm với các chỉ thị pháp lý của Châu Âu.
IC (Canada) là cơ quan chính phủ Canada, Industry Canada, có trách nhiệm chứng nhận các sản phẩm điện và điện tử vào thị trường Canada Các sản phẩm này chủ yếu được phân loại thành công nghệ, thiết bị vô tuyến và viễn thông, cũng như thiết bị y tế Chứng nhận IC đảm bảo rằng các sản phẩm đáp ứng các yêu cầu quy định do Đổi mới, Khoa học và Phát triển Kinh tế Canada (ISED) thiết lập.
Chứng nhận Dấu Tuân thủ Quy định (RCM) xác nhận rằng sản phẩm mang dấu này đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về kiểm soát và an toàn tại Úc Tất cả sản phẩm cần phải được đánh dấu và chứng nhận trước khi được đưa ra thị trường Úc.
Cơ quan Truyền thông và Truyền thông Úc (ACMA) là cơ quan chính phủ chịu trách nhiệm quản lý tiêu chuẩn và quy định cho thương hiệu RCM, cùng với việc đánh giá sự tuân thủ của sản phẩm Chính phủ Úc yêu cầu thông tin chi tiết về hoạt động của nhà sản xuất, nhà nhập khẩu hoặc nhà phân phối trước khi cấp nhãn hiệu RCM Ngoài ra, công ty DYNAMOX đã đạt nhiều chứng nhận quản lý chất lượng như ISO 9001, ISO 27001 và ISO 27018.
4.2.2 So sáng 3 dạng cảm biến đo rung
Có 3 dạng cảm biến đo rung không dây do công ty Dynamox sản xuất và phát triển thêm đó là:
Hình 4.7: Cảm biến đo rung TcAg
Hình 4.8: Cảm biến đo rung TcAs
Hình 4.9: Cảm biến đo rung H ĐIỂM KHÁC NHAU CỦA 3 SENSOR
TcAg offers remote monitoring capabilities, providing various data types including acceleration, velocity, and displacement measured in RMS, peak, peak-to-peak, and crest factor Additionally, it delivers insights on skewness, kurtosis, and contact temperature.
Hình 4.10.11.12: Hình ảnh về các thông số TcAg TcAs và HF: Có hai chế độ giám sát
- Quang phổ (Spectrum) và dạng sóng (Waweform)
Hình 4.13: Hình ảnh dạng quang phổ và dạng sóng
• Dải tần số (Frequency Bands)
TcAg và TcAs: có khả năng phân tích phổ và truyền thông số từ 3 Hz đến 2.5 kHz HF: từ 2 Hz đến 13 kHz
• Tần số đáp ứng (Frequency Response (± 3 dB))
TcAg và TcAs: 2 kHz HF: 7.6 kHz
• Đường phân giải (lines of resolution)
TcAg và TcAs: 3.000 g in 0,5 ms
HF: 10.000 g in 0,2 ms Bên cạnh đó giá thành để mua 3 loại sensor cũng chênh lệch khá đáng kể
Nhóm chúng tôi đã lựa chọn đó là TcAs DynaLogger
Hình 4.14: Hình ảnh cảm biến đo rung TcAs
TcAs DynaLogger được phát triển để đánh giá xu hướng và mức độ nghiêm trọng của lỗi trong máy móc theo tiêu chuẩn ISO 20816 Thiết bị sử dụng cảm biến gia tốc và nhiệt độ để phát hiện các lỗi bất thường trong hệ thống treo, khung đỡ, máy chủ, đường ống và van Giải pháp này còn có nền tảng trực tuyến, không cần cài đặt cục bộ, cung cấp các công cụ phân tích dữ liệu và cho phép theo dõi liên tục tình trạng tài sản.
Các bước thực hiện đo rung
Nguyên lý hoạt động của cảm biến
Cảm biến gia tốc hoạt động dựa trên nguyên lý cảm biến áp suất điện với độ nhạy 100mV/g², có khả năng phát hiện sự thay đổi vận tốc theo thời gian Khi que đánh tác động vào cán dao, cảm biến sẽ phát ra điện áp tương ứng với gia tốc Điện áp này được chuyển đổi thành tín hiệu dòng điện 4-20 mA thông qua bộ lọc, loại bỏ tần số không mong muốn Tín hiệu này sau đó được truyền qua Bluetooth tới điện thoại và gửi lên ứng dụng của nhà cung cấp để phân tích và theo dõi.
4.3.1 Các bước thực hiện đo rung
Sau khi gia công và chuẩn bị các chi tiết thực tế, quá trình lắp ráp sẽ được tiến hành để tạo ra mô hình hoàn chỉnh.
Hình 4.15: Ảnh thực tế của cảm biến rung
Cảm biến rung sẽ được lắp đặt vào mô hình bằng dây rút hoặc cố định bằng đất sét để đảm bảo an toàn Việc sử dụng các phương pháp lắp ghép bằng kim loại có thể gây ảnh hưởng đến cảm biến, dẫn đến hư hỏng và làm tăng chi phí.
Các lưu ý khi lắp ráp mô hình:
- Chú ý vị trí đặt cán dao, trường hợp các cán dao phay phải lắp đặt cùng chung một thông số
- Trường hợp thay đổi thông số nhưng vẫn giữ nguyên 1 loại cán dao phay
Cách gắn cảm biến đo rung trên cán dao là rất quan trọng Việc cố định cảm biến bằng dây rút cần phải được thực hiện với lực vừa đủ, đồng thời cần sử dụng đất sét để đảm bảo cảm biến nằm trong cùng hệ trục tọa độ.
- Vị trí gắn cảm biến đo rung cũng rất quan trọng
- Khi đo cảm biến rung không tác động xung quanh khi đang trong quá trình đo
Hình 4.17: Cảm biến đo rung cố định trên mô hình
Cách đo mô hình sau khi lắp đặt hoàn tất mô hình:
Chuẩn bị mô hình hoàn thành thì tiến hành các bước đo như sau:
Bước 1: Kế nối Bluetooth từ cảm biến đo rung với ứng dụng điện thoại tên là DynaPredict và đặt tên các trường hợp mình đo
Để thu thập dữ liệu hiệu quả trên ứng dụng, hãy cài đặt thời gian là 12 giây Trong 3 giây đầu tiên, giữ cán dao tĩnh, sau đó bắt đầu tác động đến cán dao trong 5 giây tiếp theo, rồi dừng lại và thu thập dữ liệu trong khoảng thời gian còn lại.
Hình 4.18: Cài đặt thời gian để thu dữ liệu Bước 3: Đồng thời cài đặt thời gian trên màn hình máy tính qua ứng dụng GX Developer
Hình 4.19: Phần mềm GX Developer kết nối với PLC
Hình 4.20: PLC kết nối với motor
Như vậy là kết thúc 1 lần đo và tiếp tục đo nhiều trường hợp khác nhau
Thu nhập kết quả dữ liệu qua ứng dụng đo cảm biến
Sau khi đo xong từng trường hợp đo chờ ứng dụng xử lý dữ liệu khoảng 1 phút
Hình 4.21: Chờ thời gian xử lí dữ liệu
Xong khi hoàn thành ứng dụng hiện dữ liệu trên điện thoại như sau:
Hình 4.22: Chi tiết về các thông số theo gia tốc Sau khi dữ liệu hoàn thành tiếp tục đưa dữ liệu qua website của ứng dụng
Hình 4.23: Dữ liệu đang truyền qua website
Truyền dữ liệu qua website Dynapredict
Sau khi thu thập dữ liệu trên điện thoại, việc truyền tải dữ liệu lên website sẽ giúp tối ưu hóa quá trình xử lý thông tin Điều này không chỉ mang lại sự thuận tiện mà còn cung cấp nhiều thông tin bổ ích về các trường hợp đo lường, hỗ trợ người dùng thực hiện các thao tác hiệu quả hơn.
Hình 4.24: Giao diện chính của web DynaPredict
Vào trang web ta sẽ thấy những mục mình đã đặt tên theo đề tài của nhóm mình thông qua đặt tên trên ứng dụng điện thoại
Các giá trị thu thập được cả gia tốc, vận tốc, chuyển vị sẽ được thực hiện trên cả 3 trục X, Y, Z dưới dạng biểu đồ Waweform
Biểu đồ cũng hiển thị các giá trị như RMS, PP, CF, KURT đã được trình bày ở chương trước đó
Hạn chế của cảm biến gia tốc là không thể ghi nhận tất cả các giá trị vận tốc và dịch chuyển trong thời gian ngắn, dẫn đến hiện tượng độ rung vận tốc và dịch chuyển cao bất thường ở đầu và cuối biểu đồ sóng thu được.
Hình 4.25: Rung động gia tốc theo trục X
Hình 4.26: Rung động gia tốc theo trục Y
Hình 4.27: Rung động gia tốc theo trục Z
Hình 4.28: Rung động vận tốc theo trục X
Hình 4.29: Rung động vận tốc theo trục Y
Hình 4.30: Rung động vận tốc theo trục Z
Hình 4.31: Rung động chuyển vị theo trục X
Hình 4.32: Rung động chuyển vị theo trục Y
Hình 4.33: Rung động chuyển vị theo trục Z
Các thao khác có thể chỉnh sửa các dạng như sau:
- Chỉnh giới hạn: Giới hạn các khoảng cách theo thời gian hoặc theo các giá trị vận tốc, gia tốc, chuyển vị
Hình 4.34: Cài đặt giới hạn thời gian
- Đổi đơn vị: Đơn vị là một điều rất quan trọng trong việc đo rung
Hình 4.35: Cài đặt đơn vị đo
- Phóng to các khoảng cách sóng
Hình 4.36: Chỉnh khoảng cách sóng
Các phương án đo rung
Trong phương án này, chúng ta không giữ nguyên các thông số mà thay vào đó sẽ thử nghiệm từng trường hợp khác nhau của cán dao trên mô hình cảm biến đo rung.
Bằng cách thay đổi 3 thông số tác động đến độ rung cán dao phay:
- Tốc độ bàn quay (vòng/phút)
- Chiều dài que đánh rung (mm)
Hình 4.38: Thay đổi tốc độ bàn quay
Hình 4.39: Thay đổi chiều dài dao v
Hình 4.40: Thay đổi chiều dài que Chú ý:
Khi điều chỉnh chiều dài dao và chiều dài que đánh, có thể xảy ra sai lệch tối thiểu từ 0.1mm đến 0.3mm Nguyên nhân là do phương pháp gá đặt mô hình chưa hoàn thiện, dẫn đến việc thiếu chuẩn mực trong quy trình gá đặt.
4.4.2 Trường hợp 2 Đo cán dao phay ∅𝟐𝟎
Với phương án này ta giữ nguyên các thông số với nhau chỉ đo trường hợp các cán dao:
Hình 4.41: Cán dao ∅20 thực tế
Hình 4.42: Bản vẽ cán dao ∅20 có lỗ
Hình 4.43: Cán dao ∅20 có lỗ thực tế
- Cán dao có giảm chấn
Hình 4.44: Bản vẽ cán dao có giảm chấn
Hình 4.45: Cán dao ∅𝟐𝟎 có giảm chấn thực tế
Hình 4.46: Cơ cấu giảm chấn trong cán dao
Nguyên lý giảm chấn trong cán dao là rất quan trọng, đặc biệt khi làm việc với phôi có hình dạng đặc biệt và cần sử dụng cán dao dài Việc này có thể dẫn đến rung động do độ cứng vững của cán dao bị giảm, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt sản phẩm và tạo ra tiếng ồn trong quá trình gia công.
Sử dụng cán dao giảm chấn giúp hấp thụ và triệt tiêu rung động trong quá trình cắt, từ đó nâng cao chất lượng bề mặt sản phẩm và giảm thiểu tiếng ồn trong gia công.
Bảng 4.1: Các kích thước của cơ cấu giảm chấn
STT L1(mm) L2(mm) a(mm) b(mm)
Khi đo cán dao, cần giữ nguyên các thông số ban đầu như tốc độ bàn quay, chiều dài dao và chiều dài que đánh Việc thay thế các giảm chấn trong mô hình đo rung không làm ảnh hưởng đến chiều dài của dao.
THỰC NGHIỆM VÀ KIỂM TRA BIẾN DẠNG CÁN DAO
Kết quả đo
Các ký hiệu đo và đơn vị đo
PP là viết tắt của Peak to Peak, trong khi RMS đại diện cho Root Mean Square Tốc độ bàn quay được đo bằng vòng/phút, và chiều dài dao phay được ký hiệu là L (mm) Chiều dài que đánh rung được ký hiệu là L1 (mm), và gia tốc được tính bằng đơn vị g.
Các trường hợp đo và phân tích số liệu đo
5.2.1 Trường hợp 1 Thay đổi tốc độ bàn quay (vòng/phút) Đo cán dao phay ∅𝟏𝟎
Hình 5.1: Giá trị cực đại của gia tốc theo trục X tại trường hợp tốc độ bàn quay
Hình 5.2: Giá trị cực tiểu của gia tốc theo trục X tại trường hợp tốc độ bàn quay
Hình 5.3: Giá trị cực đại của gia tốc theo trục Y tại trường hợp tốc độ bàn quay
Hình 5.4: Giá trị cực tiểu của gia tốc theo trục Y tại trường hợp tốc độ bàn quay
Hình 5.5: Giá trị cực đại của gia tốc theo trục Z tại trường hợp tốc độ bàn quay
Hình 5.6: Giá trị cực đại của gia tốc theo trục Z tại trường hợp tốc độ bàn quay
Dựa trên các giá trị thu được từ phần mềm máy tính của nhà cung cấp cảm biến đo rung, nhóm chúng em đã tổng hợp được bảng số liệu chi tiết như sau:
Bảng 5.1: Bảng thông số khi thay đổi tốc độ bàn quay theo trục X Trường hợp
Tốc độ bàn quay (vòng/phút)
Bảng 5.2: Bảng thông số khi thay đổi tốc độ bàn quay theo trục Y Trường hợp
Tốc độ bàn quay (vòng/phút)
Bảng 5.3: Bảng thông số khi thay đổi tốc độ bàn quay theo trục Z
Từ những số liệu thu được ở 3 bảng 5.1, 5.2, 5.3 ta được biểu đồ như sau:
Hình 5.7: Biểu đồ ảnh hưởng của tốc độ bàn quay tới rung động gia tốc theo giá trị PP
Kết quả thực nghiệm cho thấy ảnh hưởng khi thay đổi tốc độ bàn quay tới việc đo độ rung của cán dao qua đó ta thấy:
Giá trị PP của gia tốc biến thiên khi mình thay đổi tốc độ bàn quay
Tốc độ bàn quay (vòng/phút)
Tốc độ bàn quay (vồng/phút)
- Thay đổi chiều dài dao
Hình 5.8: Giá trị cực đại của gia tốc theo trục X ở trường hợp chiều dài dao
Hình 5.9: Giá trị cực tiểu của rung động gia tốc theo trục X tại trường hợp chiều dài dao 100 mm
Hình 5.10: Giá trị cực đại của rung động gia tốc theo trục Y tại trường hợp chiều dài dao 100mm
Hình 5.11: Giá trị cực tiểu của rung động gia tốc theo trục Y tại trường hợp chiều dài dao 100mm
Hình 5.12: Giá trị cực đại của rung động gia tốc theo trục Z tại trường hợp chiều dài dao 100mm
Hình 5.13: Giá trị cực tiểu của rung động gia tốc theo trục Z tại trường hợp chiều dài dao 100mm
Dựa trên các giá trị thu được từ phần mềm máy tính của nhà cung cấp cảm biến đo rung, nhóm chúng em đã tổng hợp được bảng số liệu chi tiết.
Bảng 5.4: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài dao theo trục X
Tốc độ bàn quay (vòng/phút)
Bảng 5.5: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài dao theo trục Y
Tốc độ bàn quay (vòng/phút)
Bảng 5.6: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài dao theo trục Z
Tốc độ bàn quay (vòng/phút)
Từ những số liệu thu được ở 3 bảng 5.4, 5.5, 5.6 ta được biểu đồ như sau:
Hình 5.14: Biểu đồ ảnh hưởng của chiều dài dao tới rung động gia tốc theo giá trị PP
Kết quả thực nghiệm cho thấy ảnh hưởng của thay đổi chiều dài dao tới việc đo độ rung của cán dao qua đó ta thấy:
Giá trị PP của gia tốc tăng lên khi thay đổi chiều dài dao tăng lên
Khi thay đổi chiều dài dao, các giá trị biểu hiện sự biến dạng rõ rệt Đặc biệt, chiều dài dao càng dài thì tác động và độ rung càng tăng.
Chiều dài cán dao (mm)
- Thay đổi chiều dài que đánh
Hình 5.15: Giá trị cực đại của rung động gia tốc theo trục X tại trường hợp chiều dài que đánh 45.5mm
Hình 5.16: Giá trị cực tiểu rung động của gia tốc theo trục X tại trường hợp chiều dài que đánh 45.5mm
Hình 5.17: Giá trị cực đại của rung động gia tốc theo trục Y tại trường hợp chiều dài que đánh 45.5mm
Hình 5.18: Giá trị cực tiểu của rung động gia tốc theo trục Y tại trường hợp chiều dài que đánh 45.5mm
Hình 5.19: Giá trị cực đại của rung động gia tốc theo trục Z tại trường hợp chiều dài que đánh 45.5mm
Hình 5.20: Giá trị cực tiểu của rung động gia tốc theo trục Z tại trường hợp chiều dài que đánh 45.5mm
Dựa trên các giá trị thu được từ phần mềm máy tính của nhà cung cấp cảm biến đo rung, nhóm chúng em đã tổng hợp được bảng số liệu chi tiết.
Bảng 5.7: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài que đánh theo trục X
Tốc độ bàn quay (vòng/phút)
Bảng 5.8: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài que đánh theo trục Y
Tốc độ bàn quay (vòng/phút)
Bảng 5.9: Bảng thông số khi thay đổi chiều dài que đánh theo trục Z
Tốc độ bàn quay (vòng/phút)
Từ những số liệu thu được ở 3 bảng 5.7, 5.8, 5.9 ta được biểu đồ như sau:
Hình 5.21: Biểu đồ ảnh hưởng của chiều dài que đánh tới rung động gia tốc theo giá trị PP
Kết quả thực nghiệm cho thấy ảnh hưởng của thay đổi chiều dài que đánh tới việc đo độ rung của cán dao qua đó ta thấy:
- Giá trị PP của gia tốc tăng lên khi thay đổi chiều dài que đánh tăng lên
- Giá trị PP khi thay đổi chiều dài que đánh
• Giá trị gia tốc nhỏ nhất khi chiều dài que đánh là 45.5mm
Giá trị gia tốc lớn nhất đạt được khi chiều dài que đánh là 46.3mm, và sự biến dạng rõ rệt xuất hiện khi thay đổi chiều dài của que đánh.
Chiều dài que đánh (mm)
Chiều dài que đánh ảnh hưởng trực tiếp đến độ rung và tác động trong quá trình gia công Khi que đánh dài hơn, độ rung tăng lên do cán dao phay va chạm trực tiếp với que đánh Sự tiếp xúc nhiều giữa cán dao phay và phôi cũng làm gia tăng độ rung của cán dao.
Khi thay đổi chiều dài dao, các giá trị biểu hiện rõ sự biến dạng Chiều dài dao càng lớn, tác động và độ rung càng tăng lên.
5.2.2 Trường hợp 2 Đo cán dao phay ∅𝟐𝟎
Trong trường hợp này ta đo 24 trường hợp cán dao giảm chấn so với cán dao bình thường với cán dao có lỗ
Giá trị đo được của cán dao bình thường: Giá trị RMS theo gia tốc đơn vị m/s 2 theo trục
Hình 5.22: Biểu đồ dạng sóng theo gia tốc của cán dao bình thường Bảng 5.10: Giá trị gia tốc theo RMS của cán dao bình thường
Hình 5.23: Biểu đồ dạng sóng theo gia tốc của cán dao có lỗ Bảng 5.11: Giá trị giá tốc theo RMS của cán dao có lỗ theo các trục
Bảng 5.12: Bảng thông số rung động gia tốc theo RMS của 24 trường hợp có giảm chấn
Hình 5.24: Biểu đồ so sánh giá trị gia tốc RMS theo trục X
Hình 5.25: Biểu đồ so sánh giá trị gia tốc RMS theo trục Y
Cán dao giảm chấn có lõi Cán dao bình thường Cán dao giảm chấn không lõi
Cán dao giảm chấn có lõi Cán dao bình thường Cán dao giảm chấn không lõi
Hình 5.26: Biểu đồ so sánh giá trị gia tốc RMS theo trục Z
Hình 5.27: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào cán dao thường theo trục X
Cán dao giảm chấn có lõi Cán dao bình thường Cán dao giảm chấn không lõi
Hình 5.28: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có lỗ theo trục X
Hình 5.29: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có giảm chấn số 24 theo trục X
Hình 5.30: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào cán dao thường theo trục Y
Hình 5.31: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có lỗ theo trục Y
Hình 5.32: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có giảm chấn số 24 theo trục Y
Hình 5.33: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào cán dao thường theo trục Z
Hình 5.34: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có lỗ theo trục Z
Hình 5.35: Biểu đồ rung động gia tốc sau khi que đánh rung ngừng tác động vào cán dao có giảm chấn số 24 theo trục Z
Trong trường hợp đo này cán dao giảm chấn biểu hiện rõ ràng khi ta so sánh trực tiếp với nhau:
- Việc chế tạo cơ cấu giảm chấn giúp cán dao đỡ rung hơn so với cán dao bình thường
- Như các biểu đồ so sánh rung động thì cho ta thấy cán dao giảm hơn so với cán dao thường
Trong trường hợp đo cán dao với giảm chấn ở các trường hợp 4, 19 và 24, kết quả cho thấy có sự giảm rung ở cả ba trục Đặc biệt, lõi 24 cho thấy mức độ giảm rung cao nhất so với các cán dao còn lại.
Hình ảnh tắt rung động cho thấy biểu đồ giảm chấn lõi 24 có hiệu suất giảm chấn tốt hơn so với cán dao bình thường và cán dao không lõi.