Nghiên cứu hệ thống cách ly rung động từ máy giặt công nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CAO THANH BÌNH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG TỪ MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CAO THANH BÌNH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG TỪ MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ Mã số: 8.52.01.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS BÙI MINH HIỂN Đà Nẵng - Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Cao Thanh Bình TĨM TẮT NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG TỪ MÁY GIẶT CƠNG NGHIỆP Tính cấp thiết đề tài Mất cân động chi tiết có chuyển động quay nguyên nhân gây rung động máy móc, thiết bị Các rung động khơng ảnh hưởng đến suất mà cịn gây hư hại cho máy móc, thiết bị chí gây nguy hiểm cho người vận hành Thiết bị, máy móc trước đưa vào vận hành phải cân để loại trừ, giảm thiểu rung động Tuy nhiên có số thiết bị quay đặc tính nên cần phải cách ly rung động gây nên lên móng Ví dụ thiết bị HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning (sưởi ấm, thông gió điều hịa khơng khí)) hay máy giặt công nghiệp hoạt động gây rung động cách ly thiết bị thơng qua giảm rung cần thiết Các nghiên cứu vấn đề tính tốn chế tạo cách ly rung động Việt Nam chưa có nhiều Đây vấn đề đặt để giải đề tài có tiêu đề “NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG TỪ MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP’’để cách ly rung động cho máy RESEARCH VIBRATION ISOLATION SYSTEM GENERATED FROM INDUSTRIAL WASHING MACHINES The urgency of the subject Dynamic imbalance of rotating parts is one of the main causes of vibration in machinery These vibrations affect not only productivity but also damage to machinery and equipment and even endanger operators Equipment and machinery before being put into operation must be balanced to eliminate and minimize vibration However, there are some rotary devices because of the characteristics that need to isolate the vibrations caused by it on the foundation For example, HVAC equipment (Heating, Ventilation, and Air Conditioning (heating, ventilation and air conditioning)) or industrial washing machines always cause vibrations so isolate these devices over dampers are needed There are not many studies on the calculation and manufacturing of vibration isolators in Vietnam This is the problem that is posed to solve in the subject of the title “ RESEARCH VIBRATION ISOLATION SYSTEM GENERATED FRO INDUSTRIAL WASHING MACHINES ” to isolate vibration for the machine MỤC LỤC LỜI CAM ĐOan DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU Error! Bookmark not defined CHƯƠNG : RUNG ĐỘNG VÀ CÁCH LY RUNG ĐỘNG .3 1.1 Mất cân động rung động 1.1.1 Mất cân động, rung động 1.1.2 Nguyên nhân gây cân động 1.2 Phương pháp cân động 1.2.1 Mất cân tĩnh 1.2.2 Mất cân động 1.2.3 Nguyên lý thiết bị cân .10 1.3 Cách ly rung động .15 1.3.1 Rung động .15 1.3.2 Các phương pháp cách ly rung động .15 CHƯƠNG : TÍNH TỐN HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG .18 2.1 Phân tích thiết bị cách ly rung động 18 2.1.1 Cao su : .18 2.1.2 Lò xo giảm chấn 20 2.1.3 Đệm : 28 2.1.4 Gỗ xốp : .30 2.2 Tính tốn hệ thống cách ly 32 CHƯƠNG : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 38 3.1 Mơ hình máy giặt 38 3.2 Hệ thống cách ly rung động 38 3.3 Mơ hình mơ hệ thống cách ly rung động cho máy giặt 39 3.4 Chế tạo mơ hình 40 3.5 Kết đo thực nghiệm phân tích số liệu .41 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình1.1 Tổng quan máy cân Hình 1.2 Vật liệu khơng đồng Hình 1.3 Mất cân dung sai lắp rắp Hình 1.4 Mất cân bong tróc, bám bẩn Hình1.5 Mất cân tĩnh (Balancing of machinery components ) Hình1.6 Mất cân tĩnh (Macdara MacCamhaoil Brüel & Kjær) Hình1.7 Mất cân động Hình1.8 Giản đồ miền cân Hình 1.9 Thiết bị cân động di động Model 258B hãng IRD 11 Hình1.10 Thiết bị cân động di động Model VIBXPERT II hãng db PRUFTECHNIK 11 Hình1.11 Thiết bị cân động di động Model N600 hãng CEMB 12 Hình1.12 Thiết bị cân cố định Model Z5000-G-GV hãng CEMB 13 Hình1.13 Thiết bị cân cố định hãng SCHENCK 14 Hình1.14 Thiết bị cân cố định hãng HOFMANN 14 Hình 2.1 Phạm vi ứng dụng loại vật liệu khác 18 Hình 2.2 Cao su dạng trụ khối 19 Hình 2.3 Ứng dụng cao su chống rung 19 Hình 2.4 Cao su dạng 20 Hình 2.5 Lò xo chống rung 21 Hình 2.6 : Lò xo chống rung treo trần 23 Hình 2.7 : Lò xo chống rung treo trần XG 23 Hình 2.8: Lò xo chống rung treo trần XG 24 Hình 2.9 : Ứng dụng lò xo chống rung treo trần 25 Hình 2.10 : Lò xo chống rung giảm chấn 26 Hình 2.11: Lị xo chống rung giảm chấn 27 Hình 2.12 : Chống rung cho hệ thống quạt thơng gió 27 Hình 2.13 Đệm 28 Hình 2.14 Đệm giảm xóc 28 Hình 2.15 Ứng dụng đệm giảm xóc ô tô 29 Hình 2.16 Gỗ xốp 31 Hình 2.17 Mơ hình cách ly lực cách ly chuyển động 33 Hình 2.18 – Lò xo hệ thống cách ly rung động 36 Hình 2.19 – Giảm chấn sử dụng hệ 37 thống cách ly rung động 37 Hình 3.1 – Mơ hình máy giặt mơ chế độ vắt (khơng có hệ thống cách ly) 38 Hình 3.2 Các chi tiết cách ly 39 Hình 3.3: Thiết kế mơ hình thực nghiệm 40 Hình 3.4 Bộ cách ly rung động 41 Hình 3.5 Tổng quan mơ hình thực nghiệm HT cách ly rung động 41 Hình 3.6: Máy đo dao động SKF Microlog GX 42 Hình 3.7: Đo thực nghiệm máy gắn cố định sàn 43 Hình 3.8 : Đo thực nghiệm máy đặt Hệ thống cách ly rung động 44 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Bảng phân tích số liệu đo thực nghiệm qua thời điểm máy đặt cố định sàn 44 Bảng 2: Bảng phân tích số liệu đo thực nghiệm qua thời điểm máy đặt hệ thống cách ly rung động 45 Bảng : Bảng so sánh kết lần đo thực nghiệm 45 Bảng 4: Biểu đồ tiêu dao động 46 MỞ ĐẦU Mục tiêu nghiên cứu Hoàn thiện tài liệu thiết kế chế tạo thiết bị cách ly rung động Thiết bị chế tạo dựa nguyên lý phân tích cân động cách ly rung động Trong đề tài này, mục tiêu tính tốn thiết kế chế tạo hệ thống cách ly rung động cho thiết bị máy giặt cơng nghiệp nhằm giảm rung động lên móng ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Lý thuyết dao động Nguyên lý, phương pháp cách ly rung động, tiêu chuẩn thiết bị cách ly rung động Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu hệ thống cách ly rung động cho thiết bị có rung động làm việc Cách tiếp cận, Phương pháp nghiên cứu: Cách tiếp cận: Tổng hợp lý thuyết dao động, cân động Tổng hợp phân tích nghiên cứu nước nước hệ thống cách ly rung động có thị trường từ đánh giá ưu nhược điểm hệ thống có để lựa chọn phương án nghiên cứu hợp lý Phương pháp nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm để hoàn thiện hệ thống cách ly rung động từ máy giặt công nghiệp Ý nghĩa khoa học tính thiết thực đề tài Nghiên cứu hệ thống cách ly rung động từ máy giặt cơng nghiệp lên móng Như ta biết: Rung động thường gây ảnh hưởng nghiêm trọng cho người máy Rung động cộng hưởng làm nứt, gẫy chi tiết máy đai ốc, bu lông, trục, … tiếng ồn Kết rung động, tác động đến người vận hành máy thời gian dài gây mờ mắt, ù tai, làm việc hiệu số bệnh nghề nghiệp khác Rung động không cách ly truyền qua vật rắn sàn nhà xưởng, tường, đường ống… gây nhiều thiệt hại Rung động gia tăng cho thấy hư hỏng xảy Mức độ rung động tăng hư hỏng trở nên nghiêm trọng Chính vậy, Đề tài nghiên cứu có ý nghĩa vơ quan trọng, việc Nghiên cứu tính tốn thiết kế chế tạo hệ thống cách ly rung động cho máy cần thiết NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN Nội dung nghiên cứu: Đề tài luận văn “ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG TỪ MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP ” gồm 04 chương sau: CHƯƠNG : RUNG ĐỘNG VÀ CÁCH LY RUNG ĐỘNG CHƯƠNG : TÍNH TỐN HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG CHƯƠNG : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 45 Bảng 2: Bảng phân tích số liệu đo thực nghiệm qua thời điểm máy đặt hệ thống cách ly rung động Thời điểm lấy giá trị/đế Vận tốc rung động (mm/s) Đế giảm chấn Đế giảm chấn Đế giảm chấn Đế giảm chấn Giá trị trung bình Thứ 1.68 2.17 1.7 2.19 1,93 Thứ 1.8 1.59 1.9 2.15 1,86 Thứ 2.35 2.10 2.5 2.3 2,3 Giá trị trung bình 1,94 1,95 2,03 2,2 2,03 Khi máy đặt Hệ thống cách ly rung động giá trị trung bình đo vận tốc rung động 2.03 mm/s, giá trị nằm ngưỡng cho phép theo VDI : 2056 Bảng : Bảng so sánh kết lần đo thực nghiệm Giá trị rung động trung bình Vận tốc rung động (mm/s) Đế Đế Đế Đế Giá trị trung bình Chưa có HT cách ly rung động 20 20,6 20,3 19 19,8 Có HT cách ly rung động 1,94 1,95 2,03 2.2 2,03 Tỉ lệ % 91,1% 91,3% 90,9% 89,6% 90,7% Với kết đo thực nghiệm khơng có hệ thống cách ly rung động vận tốc rung động trung bình mức khơng cho phép (19,8 mm/s) sau lắp hệ thống cách ly rung động vận tốc rung động trung bình đo đạt mức cho phép (2.03mm/s) dựa vào kết cho thấy Hệ thống cách ly rung động hoạt động hiệu giảm 90,7% so với ban đầu 46 Bảng 4: Biểu đồ tiêu dao động Từ kết đo đạt đối chiếu với với Biểu đồ tiêu dao động cho thấy Hệ thống cách ly rung động thực nghiệm hoạt động mức cho phép 47 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Đề tài giới thiệu, phân tích nguyên nhân hệ tượng rung động Đã tổng quan trường hợp rung động thiết bị thực tế Đã giới thiệu nguyên lý phương pháp nhằm giảm rung động cho thiết bị Trong kể đến phương pháp sử dụng: cân chi tiết quay có khối lượng phân bố khơng qua tâm quay giảm rung động nhờ hệ thống cách ly Trong số trường hợp cân động được, ví dụ kể đến máy giặt lượng đồ không cố định trình hoạt động, phải sử dụng đến hệ thống cách ly rung động Trên sở khảo sát máy giặt cơng nghiệp khơng có hệ thống cách ly rung động, trình làm việc rung động ảnh hưởng đến nhà xưởng thiết bị xung quanh, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động, đề tài đề xuất thiết kế chế tạo mơ hình nhằm mơ rung động gây lên xưởng Nhằm giảm rung động có hại này, hệ thống cách ly rung động tính tốn nhằm giảm đến 80% rung động truyền lên xưởng Trên kết tính tốn thiết kế, hệ thống bao gồm máy hệ thống cách ly chế tạo tiến hành thực nghiệm hai trường hợp: máy gắn trực tiếp lên xưởng máy gắn hệ thống cách ly Kết so sánh rung động đo máy gắn hệ thống cách ly đạt mức cho phép cho thấy hệ thống cách ly rung động hoạt động hiệu đạt tỷ lệ giảm rung động đặt Trên sở đo phân tích số liệu rung động, tương lai hệ thống cách ly rung động thiết kế chế tạo để sử dụng cho máy giặt có cơng suất lớn chưa có hệ thống giảm rung nhằm giảm tác hại rung động gây nên 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Blake M P., Blancing without dismantling, Southern Power & Industry, pp 30-31, 1962 [2] Baumeister A J and Britt C H., Two-plane balancing – step by step, Power, pp 7677, 1972 [3] Stevensen Jr E N., Balancing of machines, Journal of Engineering for Industry, Transactions of the ASME, 72-Mech-52, pp 1-7, 1972 [4] Lê An, Phạm Văn Duy, Nghiên cứu nâng cao độ xác máy thử cân động cỡ nhỏ Tuyển tập Báo cáo Hội nghị sinh viên nghiên cứu khoa học lần thứ Đại học Đà Nẵng, pp 66-71, 2010 [5] Nguyễn Thanh Sơn: Chẩn đốn rung động máy, Bảo trì công nghiệp Việt Nam, Vũng Tàu, 08-2010 [6] International standard: Mechanical vibration and shock-Evaluation of human exposure to whole-body vibration, ISO 2631-1, Second edition, 2004 [7] Trần Thanh Lam, Nghiên cứu, đề xuất phương án thiết kế, chế tạo thử nghiệm máy cân động sử dụng gối mềm Khoa học Giáo dục Kỹ thuật, số 37, pp 82-86, 2016 [8] Barry 1993 Barry Controls Bulletin DOEM1 Barry Controls Brighton, MA ... kế hệ thống cách ly rung động, cần xác định hai thông số c k cho trước hiệu cách ly (T) hệ thống cách ly rung động Áp dụng cho trường hợp tính tốn hệ thống cách ly rung động cho máy giặt công nghiệp. .. 3.2 Các chi tiết cách ly 3.3 Mơ hình mơ hệ thống cách ly rung động cho máy giặt 40 Kết nối cụm cách ly vào mơ hình máy giặt, ta hệ thống bao gồm máy giặt đặt hệ thống cách ly rung động hình 3.3... tạo hệ thống cách ly rung động cho máy cần thiết NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN Nội dung nghiên cứu: Đề tài luận văn “ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG TỪ MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP