Đề xuất phương pháp đánh giá mức độ rung động của máy thông qua quy luật phân bố của số liệu đo dao động

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HOÀNG TRỌNG QUỐC ANH ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ RUNG ĐỘNG CỦA MÁY THÔNG QUA QUY LUẬT PHÂN BỐ CỦA SỐ LIỆU ĐO DAO ĐỘNG Chuyên ngành : CƠ KỸ THUẬT Mã số chuyên ngành : 60520101 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, năm 2018 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học : GS.TS.NGND.Ngô Kiều Nhi Cán chấm nhận xét : PGS.TS.Lưu Thanh Tùng Cán chấm nhận xét : TS.Trương Quang Tri Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 02 tháng 02 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch hội đồng : PGS.TS Trương Tích Thiện Thư ký hội đồng : PGS.TS Vũ Cơng Hịa Cán phản biện : PGS.TS.Lưu Thanh Tùng Cán phản biện : TS.Trương Quang Tri Ủy viên hội đồng : TS.Nguyễn Tường Long Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Hoàng Trọng Quốc Anh MSHV: 7140360 Ngày, tháng, năm sinh: 17/09/1987 Nơi sinh: Đồng Nai Chuyên ngành: Cơ kỹ thuật Mã số : 60520101 I.TÊN ĐỀ TÀI: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ RUNG ĐỘNG CỦA MÁY THÔNG QUA QUY LUẬT PHÂN BỐCỦA SỐ LIỆU ĐO DAO ĐỘNG NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tiến hành đo đạc rung động nhiều vị trí máy nhiều máy khác Sau đó, sử dụng nhiều loại máy có độ cứng vững cao làm tiêu chuẩn để đánh giá trình rung động máy nhiều trạng thái khác Khảo sát đo rung động mơ hình máy có mức độ rung động cao từ làm sở đánh giá việc áp dụng thông số độ nhọn độ nghiêng tác giả đề nghị phân bố giá trị dao động máy II.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :16/01/2017 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 18/06/2017 IV.CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS.TS.NGND.Ngô Kiều Nhi Tp HCM, ngày 20 tháng 03 năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chun ngành xây dựng cơng trình thủy với đề tài “Đề xuất phương pháp đánh giá mức độ rung động máy thông qua quy luật phân bố số liệu đo dao động.” kết q trình cố gắng khơng ngừng thân giúp đỡ, động viên khích lệ thầy, bạn bè đồng nghiệp người thân Qua trang viết tác giả xin gửi lời cảm ơn tới người giúp đỡ thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua Tơi xin tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc GS.TS.NGND Ngô Kiều Nhi trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa TP.HCM, khoa Khoa Học Ứng Dụng Bộ môn Cơ Học Kỹ Thuật tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt cơng việc nghiên cứu khoa học Cuối tơi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị công tác giúp đỡ trình học tập thực Luận văn TÁC GIẢ Hồng Trọng Quốc Anh TĨM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN Phân tích tín hiệu dao động kỹ thuật phát triển mạnh mẽ nước tiên tiến nhằm theo dõi chẩn đốn hư hỏng máy móc thiết bị khí Mục tiêu luận văn khái quát số sở lý thuyết dao động, cách thu thập tín hiệu dao động Bên cạnh đó, luận văn tập trung vào việc xử lý số liệu dao động cụ thể đề xuất hai thông số để đánh giá mức độ dao động máy móc “độ nghiêng” “độ nhọn” phân phối Gauss Cuối cùng, luận văn so sánh kết xử lý qua số máy CNC cụ thể đưa kết luận tính tin cậy hai thông số đề xuất Điều giúp cho việc đánh giá dao động máy móc thêm phần đơn giản thuận lợi ABSTRACT Signal vibration analysis is now a highly developed technique in advanced countries to monitor and diagnose faults in machines and mechanical equipment The objective of the thesis is to generalize some theories of vibrations, how to collect vibration signals In addition, the thesis focuses on the processing of vibration data, specifically proposes two new parameters to evaluate the oscillation of the machine which are " Skewness " and " Kurtosis " in the Gaussian distribution Finally, the dissertation compares the results obtained through a number of CNC machines and concludes on the reliability of the two parameters proposed This will help to evaluate the vibration of the machine more simple and convenient LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi đƣợc hƣớng dẫn GS.TS.Ngô Kiều Nhi Th.S.Nguyễn Quang Thành Các nội dung nghiên cứu , kết đề tài trung thực chƣa công bố dƣới hình thức trƣớc Nếu phát có gian dối tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung đề tài Trƣờng đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh khơng liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) TP.Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 01 năm 2018 Ngƣời Cam Đoan Hoàng Trọng Quốc Anh -2- MỤC LỤC Lời cam đoan 02 Mục lục .03 Danh mục bảng 04 Danh mục hình vẽ đồ thị 04 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC 1.1 Lý chọn đề tài 11 1.2 Tình hình nghiên cứu 11 1.3 Các thông số đánh giá rung động hệ máy .13 CHƢƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Lý thuyết động học máy phay CNC 15 2.1.1 Sơ đồ cấu máy nhiều bậc tự 15 2.1.1.1 Sơ đồ cấu máy 15 2.1.1.2 Vecto định vị tọa độ 15 2.1.2 Phương pháp khảo sát điểm 16 2.1.2.1 Ma trận chuyển hệ trục khảo sát hệ trục cố định .16 2.1.2.2 Xác định vị trí hướng khâu thao tác 23 2.1.2.3 Vận tốc gia tốc khâu 24 2.2 Hiện tượng rung động biện pháp giảm rung máy CNC 26 2.2.1 Khái niệm rung động máy 26 2.2.2 Các nguyên nhân gây rung động máy 26 CHƢƠNG III: CÁC BIỆN PHÁP GIẢM RUNG ĐỘNG CHO HỆ MÁY 3.1 Giảm khả gây dao động nguồn .29 3.2 Giảm khả dao động hệ 32 CHƢƠNG IV: CÁC THIẾT BỊ ĐO DAO ĐỘNG 4.1 Giới thiệu 40 4.2 Bộ chuyển đổi rung động .40 4.2.1 Các nhân tố ảnh hưởng đến lựa chọn chuyển đổi .40 4.2.2 Các dạng cảm biến .42 4.2.3 Các chuyển đổi tham chiếu cố định .43 4.2.4 Các yếu tố xử lý tín hiệu 44 -3- CHƢƠNG V: XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO THỰC NGHIỆM 5.1 Quy luật phân phối chuẩn 46 5.2 Các tiêu chí đánh giá quy luật phân bố chuẩn 48 5.2.1 Giá trị trung bình .48 5.2.2 Phương sai độ lệch chuẩn 49 5.3 Kiểm tra độ tin cậy số liệu đo 50 CHƢƠNG VI: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 6.1 Khảo sát quy luật phân bố đặc trưng phân bố máy vị trí khào sát khác .52 6.1.1 Quy luật phân bố đặc trưng phân bố máy có độ cứng vững cao .52 6.1.2 Quy luật phân bố đặc trưng phân bố máy bị rung động 62 6.2 Đề xuất mơ hình đánh giá rung động máy thông qua quy luật phân bố đặc trưng phân bố 68 CHƢƠNG VII: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 Các kết đạt luận văn 71 7.2 Các thiếu sót luận văn .71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Giá trị thống kê bàn gá phôi máy phay CNC OKK 57 Bảng 2: Phân bố giá trị dao động điểm đo máy OKK .58 Bảng 3: Đo máy có độ cứng vững cao vị trí khung máy 60 Bảng 4: Các đặc trưng phân bố tín hiệu biên độ dao động máy phay CNC tự chế tạo có độ cứng vững thấp, mức độ dao động cao 66 Bảng 5: Quy định tần số rung động máy móc cơng trình khí theo TCVN .69 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1: Các cơng trình nghiên cứu giới .12 Hình 1.2: Biểu đồ biên độ vận tốc 14 Hình 2.1.1: Hệ tọa độ 15 -4- Hình 2.1.2: Hình mô tả phép quay hệ tọa độ 16 Hình 2.1.3: Hình mô tả phép biến đổi hệ tọa độ 18 Hình 2.1.4: Sơ đồ thiết lập hệ tọa độ khâu 20 Hình 2.1.5: Mơ hình cánh tay rơ-bốt có n khâu 24 Hình 2.2.1: Một số dạng rung động thành phần máy .26 Hình 2.2.2: Mất cân động chi tiết quay .27 Hình 2.2.3: Các chi tiết bị ăn mòn 27 Hình 2.2.4: Rung động liên kết .28 Hình 3.1a: Vật thể dạng đĩa 29 Hình 3.1b: Mơ hình bậc tự 29 Hình 3.2a: Vị trí lượng cân 31 Hình 3.2b: Cân tĩnh 31 Hình 3.3: Lược đồ cấu tay quay trượt .31 Hình 3.4: Máy phận cách ly giá đỡ cố định .34 Hình 3.5: Biến thiên Ttr theo tỷ số p/ ωn ξ 35 Hình 3.6: Máy phận cách ly giá đỡ di động .35 Hình 3.7: Mơ hình hệ giá đỡ - phận cách ly – máy – thiết bị hấp thụ không giảm chấn .36 Hình 3.8: Ảnh hưởng thiết bị hấp thụ không giảm chấn biên độ dao động máy 37 Hình 3.9: Mơ hình hệ giá đỡ - phận cách ly - máy – thiết bị hấp thụ có giảm chấn .38 Hình 3.10: Đồ thị X1/δt theo tỷ số p/ω1 39 Hình 4.1: Bộ chuyển đổi địa chấn dạng điện động lực .41 Hình 4.2: Gia tốc áp kế .41 Hình 4.3: Bộ chuyển đổi địa chấn dạng máy đo sức căng điện trở 42 Hình 4.4: Sơ đồ mạch điện cầu 42 Hình 4.5: Bộ cảm biến đo rung xoắn 43 Hình 5.1: Hình ảnh quy luật phân bố chuẩn .47 Hình 5.2: Đăc điểm hệ số bất đối xứng 47 Hình 5.3: Đặc điểm hệ số nhọn 48 Hình 6.1: Hình ảnh thực tế máy phay CNC OKK .52 Hình 6.2: Biên độ dao động phổ tần số ổ đỡ spindle theo phương Ox,Oy,Oz .53 Hình 6.3: Biên độ dao động phổ tần số bàn gá phôi theo phương Ox,Oy,Oz 53 Hình 6.4: Biên độ dao động phổ tần số khung máy theo phương Ox,Oy,Oz .54 Hình 6.5: Biên độ dao động phổ tần số đế theo phương Ox,Oy,Oz .54 Hình 6.6: Biên độ dao động phổ tần số đất theo phương Ox,Oy,Oz .55 Hình 6.7: Đặc trưng phân bố giá trị biên độ dao động ổ đỡ spindle theo phương Ox,Oy,Oz 55 -5- đông ổ đỡ spindle cao so với vị trí khác Tiến hành biểu diễn phương (Ox, Oy, Oz) đồ thị biểu thị mức độ phân phân bố vị trí khác (H.6.10) Hình 6.10: Phân bố dao động theo phƣơng số điểm đo máy có độ cứng vững cao Bảng 2: Phân bố giá trị dao động điểm đo máy OKK Vị trí đo Giá trị thống kê Giá trị trung bình Độ nhọn Dao động spindle Độ nghiêng Phương sai Dao động Giá trị trung bình - 58 - Phương đo Giá trị X 0.885 (10-3 mm/s2) Y 0.516(10-3 mm/s2) Z 1.029 (10-3 mm/s2) X 3.085 Y 3.032 Z 3.028 X 0.0125 Y 0.0353 Z 0.0518 X 43.213 Y 43.251 Z 43.441 X 0.980 (10-3 mm/s2) khung máy Độ nhọn Độ nghiêng Phương sai Giá trị trung bình Độ nhọn Dao động Độ nghiêng Phương sai Y 0.299(10-3 mm/s2) Z 0.823(10-3 mm/s2) X 3.125 Y 3.092 Z 3.099 X 0.0027 Y 0.0151 Z 0.0813 X 43.181 Y 44.502 Z 39.498 X 0.020 (10-3 mm/s2) Y 0.012 (10-3 mm/s2) Z 0.023(10-3 mm/s2) X 3.005 Y 3.010 Z 3.008 X 0.0027 Y 0.0021 Z 0.0013 X 53.421 Y 64 511 Z 53.325 Từ kết đo bảng cho thấy: - Đối với giá trị độ nghiêng độ nhọn nhiều điểm đo khác máy giá trị gần thay đổi, giá trị độ nghiêng ln lân cận nghĩa phân bố giá trị biên độ gia tốc dao động đồng điều (không nghiêng trái phải) Tương tự giá trị độ nghiêng, độ nhọn thể mức độ phân bố giá trị biên độ dao động Hầu hết vị trí đo giá trị độ nhọn lân cận Theo định lý trung tâm, vị trí đo máy phay CNC – OKK tuân theo phân bố chuẩn Hay nói cách khác, máy đủ tiêu chuẩn cứng vững ln thể quy luật phân bố chuẩn ngược lại (theo bảng 3) - 59 - - Mức độ dao động thể qua thơng số giá trị trung bình phương sai, thông số phụ phuộc vào q trình hoạt động máy (chế độ gia cơng, vật liệu phôi gia công, tuổi thọ máy, chế độ bào trì, bảo dưỡng máy thường xuyên…) chưa phản ảnh hết mức độ cứng vứng máy thông qua tín hiệu biến độ gia tốc dao động cách rõ ràng Tuy nhiên, giá trị trung bình tuân theo định lý trung tâm biểu thức (5.1) theo định nghĩa ban đầu hầu hết diện tích đường cong f(x) (rõ 99.7% diện tích) đường thẳng (μ - 3σ, μ - 3σ) Bảng 3: Đo máy có độ cứng vững cao vị trí khung máy Đặc điểm máy Giá trị thống kê Giá trị trung bình Độ nhọn Model: VTC160A Hệ điều khiển: MAZATROL M640 Nƣớc sản xuất: Japan Số lƣợng trục: Kích thƣớc bàn: 900x410 mm Hành trình X: 560 mm Hành trình Y: 410 mm Hành trình Z: 510 mm Tải trọng lớn nhất: 500 kg Tốc độ trục chính: 40~10000 rpm Số dao dự trữ lớn nhất: 24 pcs Loại đầu dao: BT40 Động trục (AC, DC): AC Cơng suất động trục chính: 11 kW Trọng lƣợng máy: 5.3 ton Kích thƣớc (DxRxC): 2.8x2.4x2.6 m Địa chỉ: CTY TNHH TM DV KT An Bình Độ nghiêng 0.885 (10-3 mm/s2) 0.851 (10-3 mm/s2) 0.912 (10-3 mm/s2) 3.001 3.002 3.020 0.001 0.003 0.018 33.842 33.754 Z 34.493 X Y Z X Y Z X Y Z 1.0211 (10-3 mm/s2) 1.2131(10-3 mm/s2) 1.0102(10-3 mm/s2) 3.0342 3.0157 3.0333 0.002 0.001 0.003 Giá trị Phương sai Giá trị trung bình Độ nhọn ID#: ANBH-55181-21 Model: EV50A Hệ điều khiển: FANUC-OM Phương đo X Y Z X Y Z X Y Z X Y Độ nghiêng - 60 - Nƣớc sản xuất: Japan Kích thƣớc bàn: 1500x530 mm Hành trình X: 1050 mm Hành trình Y: 520 mm Hành trình Z: 500 mm Tốc độ trục chính: 3500 rpm Loại đầu dao: BT50 Địa chỉ: Cơng Ty Cổ Phần Máy Công Cụ & Thiết Bị T.A.T GPĐKKD số 0301911285 Sở Kế Hoạch Đầu Tư TP HCM cấp ngày 21/01/2010 79-81 Xa Lộ Hà Nội, Phường Thảo Điền, Quận 2, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam 33.121 34.101 Z 35.452 X Y Z X Y Z X Y Z X Y 0.828 (10-3 mm/s2) 0.918 (10-3 mm/s2) 0.829(10-3 mm/s2) 3.002 3.000 3.004 0.0042 0.0081 0.0014 33.491 34 589 Z 33.391 X Y Z X Y Z X Y Z 0.854 (10-3 mm/s2) 0.901 (10-3 mm/s2) 0.942(10-3 mm/s2) 3.004 3.013 3.018 0.0028 0.0019 0.0010 Phương sai Giá trị trung bình Độ nhọn ID#: ANBH-41672-3 Model: ASV400 Hệ điều khiển: TOSNUC888 Nƣớc sản xuất: Japan Kích thƣớc bàn: 1100x450 mm Hành trình X: 600 mm Hành rình Y: 400 mm Hành trình Z: 400 mm Tốc độ trục chính: 5000~50000 rpm Địa chỉ: Cơng Ty Cổ Phần Máy Công Cụ & Thiết Bị T.A.T GPĐKKD số 0301911285 Sở Kế Hoạch Đầu Tư TP HCM cấp ngày 21/01/2010 79-81 Xa Lộ Hà Nội, Phường Thảo Điền, Quận 2, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam X Y Độ nghiêng Phương sai Giá trị trung bình Độ nhọn Độ nghiêng - 61 - ID#: VHBH-011-07 Model: KE-55 Hệ điều khiển: FANUC 20i - FA Nƣớc sản xuất: Japan Số lƣợng trục: Kích thƣớc bàn: 800x320 mm Hành trình X: 550 mm Hành trình Y: 320 mm Hành trình Z: 350 mm Tốc độ trục chính: 40~4000 rpm Loại đầu dao: BT40 Động trục (AC, DC): AC Cơng suất động trục chính: 3.7/5.5 kW Trọng lƣợng máy: 2.7 ton Kích thƣớc (DxRxC): 2.1x1.9x2.1 m Địa chỉ: Công Ty Cổ Phần Máy Công Cụ & Thiết Bị T.A.T GPĐKKD số 0301911285 Sở Kế Hoạch Đầu Tư TP HCM cấp ngày 21/01/2010 79-81 Xa Lộ Hà Nội, Phường Thảo Điền, Quận 2, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam Phương sai X Y Z 33.623 34 915 33.875 6.1.2 Quy luật phân bố đặc trƣng phân bố máy bị rung động Máy khảo sát máy phay CNC 5D tự chế tạo PTN Cơ Học Ứng Dụng – ĐH Bách Khoa TPHCM (H.6.11): Hình 6.11: Mơ hình máy vị trí đặt cảm biến đo dao động mơ hình máy khảo sát thực tế - Thực đo sử lý số liệu điểm đo khác mơ hình máy phay CNC tự chế tạo Hình 6.12: Biên độ dao động phổ tần số ổ đỡ spindle theo phƣơng Ox - 62 - Hình 6.13: Biên độ dao động phổ tần số ổ đỡ spindle theo phƣơng Oy Hình 6.14: Biên độ dao động phổ tần số ổ đỡ spindle theo phƣơng Oz Hình 6.15: Biên độ dao động phổ tần số sàn đất theo phƣơng Ox Hình 6.16: Biên độ dao động phổ tần số sàn đất theo phƣơng Oy Hình 6.17: Biên độ dao động phổ tần số sàn đất theo phƣơng Oz Hình 6.18: Biên độ dao động phổ tần số khung máy theo phƣơng Ox - 63 - Hình 6.19: Biên độ dao động phổ tần số khung máy theo phƣơng Oy Hình 6.20: Biên độ dao động phổ tần số khung máy theo phƣơng Oz Áp dụng thuật toán dựa biểu đồ phân bố tần suất giá trị biên độ gia tốc dao động, kết thể (H.6.21-H.6.24) Hình 6.21: Đặc trƣng phân bố giá trị biên độ dao động bàn máy theo phƣơng (Ox, Oy, Oz) - 64 - Hình 6.22: Đặc trƣng phân bố giá trị biên độ dao động sàn đỡ theo phƣơng (Ox, Oy, Oz) Hình 6.23: Đặc trƣng phân bố giá trị biên độ dao động ổ đỡ trục theo phƣơng (Ox, Oy, Oz) - 65 - Hình 6.24: Đặc trƣng phân bố giá trị biên độ dao động giá đỡ đỡ trục theo phƣơng (Ox, Oy, Oz) Từ kết cho thấy: - Mật độ phân bố vị trí đo cao mức độ dao động lớn, với biên độ độ dao động rộng Như vậy, phương pháp đề xuất nhóm nghiên cứu dựa vào đồ thị phân bố biên độ dao động xác định mức độ dao động khác vị trí máy phương khác vị trí đo Từ (H.6.21-6.24) cho thấy mức độ dao động vị trí khác nhau, vị trí ổ đỡ trục có mức độ dao động cao theo phương so với vị trí khác, vị trí sàn đỡ có mức độ rung động - Quy luật phân bố biên độ dao động vị trí khác (các khâu khác nhau) máy khác nhau, phương khác Trong vị trí đó, máy bị rung theo phương (H.6.23) ổ đỡ trục hay rung theo phương bàn máy (H.6.21), hay rung theo phương giá đỡ đỡ trục (H.6.24) có mức độ ổn định cao sàn đỡ (H.6.24) - Nếu máy bị rung động trình gia cơng, dựa vào phân bố giá trị biên độ mà nhóm nghiên cứu đề xuất xác định nguồn gây rung động, phương gây rung độ chủ yếu hệ Các đặc trưng phân bố thể bảng Bảng 4: Các đặc trưng phân bố tín hiệu biên độ dao động máy phay CNC tự chế tạo có độ cứng vững thấp, mức độ dao động cao Vị trí đo Dao động spindle Giá trị thống kê Giá trị trung bình - 66 - Phương đo Giá trị X 4.251 (10-3 mm/s2) Y 4.165 (10-3 mm/s2) Độ nhọn Độ nghiêng Phương sai Giá trị trung bình Độ nhọn Dao động khung máy Độ nghiêng Phương sai Giá trị trung bình Dao động Độ nhọn Độ nghiêng - 67 - Z 4.209 (10-3 mm/s2) X 805 Y 203 Z 5.280 X -1.1052 Y -2.0335 Z 1.0851 X 413.253 Y 543.125 Z 483.424 X 3.908 (10-3 mm/s2) Y 4.092 (10-3 mm/s2) Z 3.283(10-3 mm/s2) X 5.512 Y 4.920 Z 5.909 X -2.0031 Y -1.9155 Z -1.90831 X 643.118 Y 494.502 Z 539.984 X 0.823 (10-3 mm/s2) Y 1.142 (10-3 mm/s2) Z 1.203(10-3 mm/s2) X 4.055 Y 5.019 Z 4.080 X -1.5927 Y -1.2001 Phương sai Z 2.0130 X 583.436 Y 664 557 Z 543.304 Khảo sát mức độ thay đổi vị trí đo theo phương thể (H.26ab-c) mức độ thay đổi phân bố giá trị dao động vị trí hình thành nhiều khác biệt (a) (b) (c) Hình 6.25: Phân bố dao động theo phƣơng số điểm đo máy có độ cứng vững thấp - Tại vị trí khác mức độ dao động theo phương khác nhau, tùy theo hoạt động khâu theo phương tương ứng Theo (H.6.25a) phân bố giá trị biên độ dao động ổ đỡ spindle theo phương, đó, dao động phương y lớn nhiều so với phương lại Điều cho thấy nguồn gây dao động chủ yếu theo phương tiếp tuyến dao Theo phương truyền dao động, khung máy bàn gá phôi (bàn máy) có phân bố theo phương y chủ yếu (H.6.25b-c) tương tự trục đỡ spindle - Tại phương khác mức độ thay đổi khác tùy theo tập trung dao động khâu trình dao động máy 6.2 Đề xuất mơ hình đánh giá rung động máy thông qua quy luật phân bố đặc trƣng phân bố - 68 - Theo tiêu chuẩn ISO (10), chất lượng rung động máy CNC với chiều dài dịch chuyển tâm trục từ 315mm đến 950 mm (tạm dịch: chiều dài vitme dài máy) khoảng tần số từ (40-60Hz) tần số thứ 100Hz tần số thứ (nếu có) Các tiêu chí thể (H.6.26a) tín hiệu dao động (H.6.26b) mẫu thử đạt chuẩn theo ISO 4866:1990 (a) (b) Hình 6.26: Phổ tần số dao động tín hiệu dao động mẫu đạt chuẩn ISO 4866: 1990 Đối với máy máy CNC dạng vừa nhỏ theo TCVN quy chuẩn (H.6.27) Theo đó, xét theo biên độ dao động tín hiệu vận tốc (độ dài/thời gian) máy đạt chuẩn có biên độ nhỏ 3.5 mm/s mền nhỏ 2.8 mm/s yếu Đối với giá trị tần số dao động, theo TCVN quy định theo bảng 5, máy CNC vừa nhỏ thuộc nhóm II có mức dao động móng (đế) với tần số lớn 20Hz mái (đỉnh) có tần số lớn 15 Hz Hình 6.27: Mức độ rung động máy quy chẩn theo TCVN Bảng 5: Quy định tần số rung động máy móc cơng trình khí theo TCVN - 69 - Nhận thấy, xét TCVN hay ISO quy chuẩn quy định tương đối rời rạc chưa thể hết mức độ khác trình đánh giá dao động máy CNC Tuy nhiên, nguyên nhân cịn nhiều yếu tố gây rung động cho máy mà tiêu chuẩn chưa xét đến Với đề xuất mà nhóm nghiên cứu đưa áp dụng thêm đặc trưng dao động để bổ sung cho trình đánh giá dao động máy, cụ thể: - Đối với đặc trưng giá trị trung bình phương sai giá trị biên độ dao động phụ thuộc nhiều vào chế độ gia công, vận tốc gia công vật liệu gia công, thơng số khơng thể dùng đặc trưng bổ sung cho việc đánh giá trình dao động máy CNC q trình gia cơng - Ngược lại với giá trị trung bình phương sai thơng số cịn lại độ nghiêng độ nhọn đặc trưng phân bố làm đặc trưng đánh giá trình kiểm tra chất lượng rung động máy CNC để nhằm đánh giá xác q trình hoạt động máy CNC trình làm việc - 70 - CHƢƠNG : KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 7.1.Các kết đạt đƣợc luận văn - Khảo sát nghiên cứu trước từ nhóm nghiên cứu PTN Cơ Học Ứng Dụng, Đại Học Bách Khoa TPHCM nghiên cứu liên quan để đề xuất thêm thông số làm đặc trưng bổ sung trình đánh giá kiểm định chất lượng máy CNC trình hoạt động - Tiến hành đo đạc rung động nhiều vị trí máy nhiều máy khác Trong đó, sử dụng nhiều loại máy có độ cứng vững cao làm tiêu chuẩn để đánh giá trình rung động máy nhiều trạng thái khác - Khảo sát đo rung động mơ hình máy có mức độ rung động cao từ làm sở đánh giá việc áp dụng thông số độ nhọn độ nghiên phân bố giá trị dao động máy 7.2.Các thiếu sót luận văn - Các kết cần kiểm nghiệm nhiều máy để có kết mang tính diện rộng bao quát - Chứ đề xuất bảng phân loại tiêu chuẩn áp dụng thông số làm đặc trưng đánh giá trình dao động máy CNC - Các kết nhiều hạn chế điều kiện đo đạc thời gian thực - 71 - TÀI LIỆU THAM KHẢO NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA MƠ HÌNH MÁY PHAY CNC BẰNG PHƢƠNG PHÁP TỐI ƢU CHƢƠNG TRÌNH GIA CƠNG Ngơ Kiều Nhi, Nguyễn Quốc Hƣng, Nguyễn Quang Thành, Hà Nội - Việt Nam : Hội Nghi Khoa Hoc Kỹ Thuật Đo Lường Toàn Quốc lần VI, 2005 Đáp ứng vận tốc, gia tốc toán động học ứng dụng điều khiển máy 4D tự chế tạo Ngô Kiều Nhi, Nguyễn Quốc Hƣng, Nguyễn Quang Thành 7/8/2015, Đại học Duy Tân, TP Đà Nẵng - Việt Nam : Hội nghị Khoa học toàn quốc Cơ học Vật rắn biến dạng lần thứ XII , 2015 Thử nghiệm nâng cao độ xác gia công máy phay CNC lý thuyết mạng thần kinh nhân tạo Lê Dƣơng Hùng Anh, Trƣơng Quang Tri Ngô Kiều Nhi Đà Nẵng, 67/8/2015 : Tuyển tập cơng trình Hội nghị Khoa học tồn quốc Cơ học Vật rắn biến dạng lần thứ 12, 2015 ISBN 978-604-913-458-6 Phân tích độ bền - độ cứng vững dao động mơ hình máy cơng cụ CNC trục dạng trụ - bàn Ngô Kiều Nhi, Nguyễn Thành Trung Huỳnh Minh Thanh, Nguyễn Quốc Hƣng, Lê Dƣơng Hùng Anh, Lê Bảo Quỳnh Trƣơng Quang Tri Đà Nẵng, 67/8/2015 : Tuyển tập cơng trình Hội nghị Khoa học toàn quốc Cơ học Vật rắn biến dạng lần thứ 12, 2015 ISBN 978-604-913-458-6 KIỂM TRA BỀN CHO CÁC KHÂU CỦA MƠ HÌNH MÁY PHAY CNC 5D DẠNG BÀN / BÀN TỰ CHẾ TẠO ĐỂ GIA CƠNG VẬT LIỆU MỀM Ngơ Kiều Nhi, Nguyễn Quang Thành, Nguyễn Huy Khang, Lại Đình Biên, Nguyễn Quốc Hƣng TpHCM - Việt Nam : Hội nghị Khoa học-Cơng nghệ tồn quốc Cơ khí lần IV, 2015 Xây Dựng Mối Quan Hệ Độ Khơng Tin Cậy với Tín Hiệu Dao Động Thực Tế Các Cầu Ngô Kiều Nhi, Nguyễn Quang Thành, Nguyễn Hoàng Kim Anh Cần Thơ : Hội nghị Cơ điện tử toàn quốc lần thứ (VCM-2016), ngày 25 - 26/11/2016, 2016 978-604913-503-3 Lalanne, Christian Mechanical Vibration & Shock Randon Vibration 1999 Volume II Dũng, Tô Anh Lý thuyết xác suất thống kê toán s.l : NXB Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2007 Ron S Kenett, Shelemyahu Zacks (Ngƣời dịch: Nguyễn Văn Minh Mẫn) Thông Kê Công Nghiệp Hiện Đại Hà Nội : Nhà Xuất Bản Bách Khoa Hà Nội, 2016 978-604-938816-3 10 International Oraganization of Standardization ISO 4866: 1990 - Vibration and shock - Vibration of buildings - Limits of vibration levels and method for evaluation s.l : International Oraganization of Standardization, 1990 - 72 - ... thuật Mã số : 60520101 I.TÊN ĐỀ TÀI: ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ RUNG ĐỘNG CỦA MÁY THÔNG QUA QUY LUẬT PHÂN BỐCỦA SỐ LIỆU ĐO DAO ĐỘNG NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Tiến hành đo đạc rung động nhiều... tả mức độ rung động tần số mô tả tốc độ dao động rung động Cả biên độ tần số rung động cung cấp sở cho việc xác định nguyên nhân gốc rễ rung động - Biên độ dao động Biên độ rung động độ lớn rung. .. phân bố máy có độ cứng vững cao .52 6.1.2 Quy luật phân bố đặc trưng phân bố máy bị rung động 62 6.2 Đề xuất mơ hình đánh giá rung động máy thơng qua quy luật phân bố đặc trưng phân bố