(Đề tài NCKH) nghiên cứu chế tạo mô hình cân bằng động rotor trục mềm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MƠ HÌNH CÂN BẰNG ĐỘNG ROTOR TRỤC MỀM MÃ SỐ:T2019 – 16TĐ SKC006760 Tp Hồ Chí Minh, tháng 03/2020 T2019 - 16TĐ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MƠ HÌNH CÂN BẰNG ĐỘNG ROTOR TRỤC MỀM Mã số: T2019 – 16TĐ Chủ nhiệm đề tài: GVC.ThS TRẦN THANH LAM TP HCM, Tháng 03 / Năm 2020 T2019 - 16TĐ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG TRỌNG ĐIỂM NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MƠ HÌNH CÂN BẰNG ĐỘNG ROTOR TRỤC MỀM Mã số: T2019 – 16TĐ Chủ nhiệm đề tài: GVC.ThS TRẦN THANH LAM TP HCM, Tháng 03 / Năm 2020 T2019 - 16TĐ DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MƠ HÌNH CÂN BẰNG ĐỘNG ROTOR TRỤC MỀM Danh sách thành viên tham gia nghiên cứu đề tài : Chủ trì đề tài : Trần Thanh Lam Họ tên Đơn vị công tác lĩnh vực chuyên môn Tên đơn vị nước Nội dung nghiên cứu cụ thể giao Nội dung phối hợp Họ tên người đại diện nghiên cứu đơn vị T2019 - 16TĐ MỤC LỤC Mục lục DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU PHẦN 1: MỞ ĐẦU 10 I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU THUỘC LĨNH VỰC CỦA ĐỀ TÀI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 10 1.1 Tổng quan 10 1.2 Tình hình nghiên c ứu ngồi nước 12 1.3 Tình hình nghiên c ứu nước 13 II TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 13 III MỤC TIÊU ĐỀ TÀI 14 IV ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 14 V PHẠM VI NGHIÊN CỨU 14 VI NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 14 PHẦN 2: NỘI DUNG THỰC HIỆN 15 Chương 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15 1.1 Các khái niệm 15 1.2 Cơ sở toán học phương pháp cân 16 Chương 2: TÍNH TỐN THIẾT KẾ MÁY 22 2.1 Sơ đồ nguyên lí máy cân động 22 2.2 Thiết kế tổng thể máy 22 Chương 3: PHÂN TÍCH TRÊN ANSYS 38 3.1 Xác định vận tốc tới hạn rotor 38 3.2 Phân tích Khung máy 40 T2019 - 16TĐ Chương 4: CHẾ TẠO – THỰC NGHIỆM 41 PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46 3.1 Kết đạt 46 3.2 Kết luận hướng phát triển đề tài 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 Phụ lục 1: Bài báo khoa học Phụ lục 2: Bản thuyết minh phê duyệt T2019 - 16TĐ DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ Bảng 2.1 Thơng số thép hộp SS400 23 Bảng 2.2 Thành phần thép SUJ2 30 Bảng 2.3 Cơ tính thép SUJ2 30 Bảng 2.4 Quá trình nhiệt luyện thép SUJ2 30 Bảng 2.5 Thông số gối đỡ BK12 32 Bảng 2.6 Thông số động Spindle 33 Bảng 2.7 Thông số biến tần Siemens V20 37 Bảng 4.1 Kết thực nghiệm đo dao động 42 Bảng 4.2 Thông số máy 45 Hình 1.1 Sơ đồ phân bố lực gối sử dụng mặt phẳng cân 17 Hình 1.2 Hình dạng mode 1, 2, 3, rotor trục mềm 20 Hình 1.3 Chuyển vị rotor tương ứng mode không gian 20 Hình 1.4 Vị trí số lượng mặt phẳng hiệu chỉnh cân (mode 4) 21 Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý mơ hình cân động 22 Hình 2.2 Kết cấu tổng thể 3D máy 22 Hình 2.3 Thép hộp mạ kẽm 23 Hình 2.4 Bản vẽ chế tạo Khung đỡ máy 23 Hình 2.5 Bản vẽ khung máy 3D 24 Hình 2.6 Bản vẽ chế tạo đế máy 25 Hình 2.7 Bản vẽ đế máy 3D 25 Hình 2.8 Kích thước khớp nối lị xo 26 Hình 2.9 Khớp nối lị xo đàn hồi 26 Hình 2.10 Bản vẽ chế tạo Chân gối đỡ BK 27 Hình 2.11 Bản vẽ 3D Chân gối đỡ BK 27 Hình 2.12 Bản vẽ chế tạo gối đỡ Motor 28 Hình 2.13 Bản vẽ 3D gối đỡ motor 28 Hình 2.14 Bản vẽ chế tạo đĩa 29 Hình 2.15 Bản vẽ đĩa 3D 29 T2019 - 16TĐ Hình 2.16 Trục quay mạ crom 30 Hình 2.17 Gối đỡ BK12 31 Hình 2.18 Động Spinde 33 Hình 2.19 Bơm giải nhiệt 34 Hình 2.20 Biến tần Siemens V20 34 Hình 3.1 Mơ hình Jeffcott với trục, đĩa đơn 38 Hình 3.2 Mơ hình tốc độ tốc độ 38 Hình 3.3 Phân tích mơ hình Jeffcott Ansys 39 Hình 3.4 Kết phân tích khung máy Ansys 40 Hình 4.1 Mơ hình rotor trục mềm (1 đĩa) 41 Hình 4.2 Mơ hình hoạt động tốc độ tới hạn (mode 1) 41 Hình 4.3 Bố trí lắp đặt Sensor LK_G30 42 Hình 4.4 Tín hiệu tốc độ tới hạn thực tế n = 1260 vòng/phút 43 Hình 4.5 Quỹ đạo chuyển động tâm quay tương ứng 43 Hình 4.6 Hình ảnh thực tế mơ hình 45 T2019 - 16TĐ DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT MB: Modal Balancing ICM: Influence Coefficients Method UBA: Unified Balancing Approach DBM: Dynamic Balancing Method AMB: Active Magnetic Bearing CAD: Computer Aided Design CAE: Computer Aided Engineering LK: Laser Keyence T2019 - 16TĐ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Tp HCM, ngày 30 tháng 03 năm 2020 THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MƠ HÌNH CÂN BẰNG ĐỘNG ROTOR TRỤC MỀM - Mã số: T2019 - 16TĐ - Chủ nhiệm: GVC.ThS Trần Thanh Lam - Cơ quan chủ trì: Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM - Thời gian thực hiện: 05/2019 – 03/2020 Mục tiêu: Mục tiêu đề tài đề xuất phương án, thiết kế, chế tạo mô hình cân động rotor trục mềm Mơ hình góp phần phục vụ nghiên cứu lĩnh vực đo dao động, cụ thể đo dao động đối tượng rotor trục mềm Tính sáng tạo: Kết hợp lý thuyết thực nghiệm vào việc chế tạo mơ hình Kết nghiên cứu: Mơ hình cân động rotor trục mềm phục vụ nghiên cứu sinh lĩnh vực đo dao động Thông tin chi tiết sản phẩm: - Sản phẩm khoa học: + Bài báo khoa học: Trần Thanh Lam, Đặng Thiện Ngơn, Lê Chí Cương; Nghiên cứu, chế tạo, thực nghiệm mơ hình rotor trục mềm; Tạp chí KHGDKT; số 57, 2020 - Sản phẩm ứng dụng: + Mơ hình rotor trục mềm tốc độ cao (12000 vòng/phút) T2019 - 16TĐ [15] Shi Liu, A modified low-speed balancing method for flexible rotors based on holospectrum, Mechanical Systems and Signal Processing 21 (2007) 348–364, [16] Chao Fu et al, Steady-state response analysis of cracked rotors with uncertain-but- bounded parameters using a polynomial surrogate method, Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 8/2018 [17] Guangfu Bin, Development of whole-machine high speed balance approach for turbomachinery shaft system with N+1 supports, Measurement, 2018 [18] Ngô Kiều Nhi, Thiết kế chế tạo máy cân bằng, Hội nghị khoa học toàn quốc tự động hóa lần 5, 2002 [19] Nguyễn Văn Khang, Trần Văn Lượng, Nghiên cứu cân động rotor trục mềm, [20] Lê Đình Tuân, Thực nghiệm cân tùy động ứng dụng cho monorotor lớn, DHBK [21] Nguyễn Tuấn Kiệt, Ma Văn Việt, Cân rotor trục mềm, LVTS, DHBK Tp.HCM 2005 [22] Phạm Huy Hoàng, Nghiên cứu cân động rotor trục mềm, ĐHBK Tp.HCM, Đề tài NCKH cấp Trường, 2012, [23] Tran Thanh Lam, Research, proposed plan, design, fabrication balancing dynamic balancing machine for flexible bearings, Journal of Technical Education Science, Vol 37, 2016 [24] Lam T.T, Ngon D.T, Cuong L.C, Study on the Applicability of Influence Coefficient Method Combined with Vector Analysis in Dynamic Balancing Rigid Rotor Using Flexible Supports, 4th International Conference on Green Technology and Sustainable Development, pp 228-231, 2018 [25] Xử lý số nguyên nhân gây rung động tuabin nhiệt điện https://vinamain.wordpress.com/2010/09/01/xu-ly-mot-so-nguyen-nhan-gay-rungdong-tuabin-nhiet-dien/ 50 T2019 - 16TĐ Phụ lục 51 T2019 - 16TĐ 52 T2019 - 16TĐ 53 T2019 - 16TĐ 54 T2019 - 16TĐ 55 T2019 - 16TĐ 56 T2019 - 16TĐ Phụ lục 57 T2019 - 16TĐ 58 T2019 - 16TĐ 59 T2019 - 16TĐ 60 T2019 - 16TĐ 61 T2019 - 16TĐ 62 T2019 - 16TĐ 63 ... THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Tên đề tài: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MƠ HÌNH CÂN BẰNG ĐỘNG ROTOR TRỤC MỀM Danh sách thành viên tham gia nghiên cứu đề tài : Chủ trì đề tài : Trần... đề tài đề xuất phương án, thiết kế, chế tạo mơ hình cân động rotor trục mềm Mơ hình góp phần phục vụ nghiên cứu lĩnh vực đo dao động, cụ thể đo dao động đối tượng rotor trục mềm Tính sáng tạo: ... quay Hầu hết rotor tuabin thuộc dạng rotor trục mềm, có nghĩa chúng hoạt động chế độ uốn chế độ uốn thứ hai Cân rotor trục mềm phức tạp nhiều so với cân rotor trục cứng Rotor trục mềm liên tục