Trong chương 4, luận án đã trình bày các kết quả chính đạt được:
-Phân tích được nguyên nhân gây rung động, xác định được biểu thức quan hệ giữa các phản lực động lực để vật không bị lật quanh chân đế.
-Đánh giá được ảnh hưởng của vị trí kết nối giảm chấn với lồng chứa, số lượng lồng chứa đến rung động của HWM.
-Từ các kết quả nhận được, nghiên cứu đề xuất một số phương án giảm rung cho HWM:
(1) Phương án cải tiến thay đổi trí vị gối đỡ giảm chấn, đồng thời là thay đổi phương các giảm chấn là phương án hoàn toàn khả thi có khả năng giảm rung cho máy tới gần 14.5%.
(2) Phương án sử dụng cấu hình 02 giảm chấn phải và 02 giảm chấn trái (R2L2) tăng khả năng hấp thụ năng lượng rung động, giảm biên độ quỹ đạo của điểm trên lồng chứa mà vẫn đảm bảo sự ổn định của hệ thống.
Các phương án đề xuất đều cho thấy chi phí chế tạo của nhà sản xuất có thể không tăng do mức độ thay đổi kết cấu hiện tại của máy giặt không đáng kể, do đó có thể áp dụng để thiết kế lại phần đế máy và thay thế cho hầu hết các loại máy giặt lồng ngang gia dụng hiện đang sử dụng.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận chung
So sánh với các nghiên cứu cùng lĩnh vực của các tác giả khác thực hiện trước, nghiên cứu đạt được những kết quả có giá trị khoa học và thực tiễn như sau:
4- Mô hình hóa được một hệ thống treo kiểm soát rung động cho vật quay điển hình phỏng theo đối tượng thực phổ biến là máy giặt lồng ngang. Trong đó việc xây dựng mô hình dựa trên đối tượng thực bao gồm đánh giá, phân tích các yếu tố để xác định các lớp bài toán từ mô hình phẳng đến mô hình không gian, xác định đặc tính của từng thành phần của hệ thống treo bằng thực nghiệm. Kết quả nhận được là ba mô hình đều đưa về dạng hệ phương trình vi phân phi tuyến với độ phức tạp khác nhau.
5- Thực hiện tính toán, mô phỏng, giải hệ phương trình toán nhận được bằng phương pháp số. Chương trình tính có thể xác định và mô phỏng được các đại lượng mong muốn như: chuyển dịch, vận tốc, gia tốc, quỹ đạo của điểm trên hệ thống treo và các phản lực động lực tại các vị trí kết nối lò xo, giảm chấn, …
6- Kiểm định được tính đúng đắn và độ tin cậy của mô hình động lực thông qua các thí nghiệm trên đối tượng thực để từ đó đề xuất các giải pháp thiết thực, có tính khả thi cao nhằm giảm rung cho máy giặt lồng ngang mà không làm tăng đáng kể chi phí.
Đề xuất nghiên cứu tiếp theo
1) Nghiên cứu và xác định tỉ lệ tối ưu giữa đường kính và độ sâu của lồng giặt (dựa vào ảnh hưởng của sự phân bố tải trọng lệch tâm dọc theo phương trục lồng giặt) đến độ rung lắc của lồng chứa để phục vụ cho thiết kế lồng giặt đối với máy giặt có công suất lớn, đánh giá tối ưu các thông số của hệ thống.
2) Nghiên cứu xác định hàm điều khiển mômen xoắn/tốc độ quay nhằm giảm rung hoặc khử hiện tượng lật của máy giặt bằng phương pháp chủ động.
3) Phát triển mô hình không gian cho hệ thống treo đối với máy giặt cửa nghiêng.
CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ
1.Ngo Nhu Khoa, Nguyen Thi Hoa, and Nguyen Thi Bich Ngoc, The
Effect of Damper Configurations on the Vibration of Horizontal Washing Machines, Proceedings of the International Conference, ICERA 2018, LNNS 63, pp. 298–308, 2019 (SCOPUS).
https://doi.org/10.1007/978-3-030-04792-4_40
2.Ngo Nhu Khoa, Nguyen Thi Hoa, and Nguyen Thi Bich Ngoc,
Numerical Modeling and Experimental Study on Vibration of a Horizontal Washing Machine, Proceedings of the International Conference, ICERA 2018, LNNS 63, pp. 415–424, 2019 (SCOPUS).
https://doi.org/10.1007/978-3-030-04792-4_54
3.Nguyen Thi Hoa, Ngo Nhu Khoa, and Nguyen Thi Bich Ngoc, New Vibration Model to Analyze the Correlation of Components in the Washing Machine Suspension System, Proceedings of the International Conference, ICERA 2019, LNNS 104, pp. 500–511, 2020 (SCOPUS)
https://doi.org/10.1007/978-3-030-37497-6_58
4.Nguyen Thi Hoa, Ngo Nhu Khoa, Force-velocity relation of dampers in horizontal washing machines, Advances in Engineering Research and Application - Proceedings of the International Conference, ICERA 2020, K.-U. Sattler et al. (Eds.): ICERA 2020, LNNS 178, pp. 469–477, 2021. https://doi.org/10.1007/978-3-030-64719-3_52
5.Nguyễn Thị Hoa, Nguyễn Đại Phong, Mô hình và mô phỏng động lực
của máy giặt cửa ngang, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, 3.2017, ISSN 0866 – 7056, trang 170-175.
6.Nguyễn Thị Hoa, Ngô Như Khoa, Giảm rung động cho máy giặt lồng
ngang bằng cách cải tiến thiết kế hệ thống treo, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, 6.2019, ISSN 0866-7056, trang 52 – 55.
7.Nguyễn Thị Hoa, Ngô Như Khoa, Sự ảnh hưởng của hệ số độ cứng lò
xo tới rung động của máy giặt trục ngang, Tạp chí Cơ khí Việt Nam, 6.2019, ISSN 0866-7056, trang 78-82.
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
1. N. Van Khang, Động lực học hệ nhiều vật. 2007.
2. N. N. Khoa, Nghiên cứu xây dựng mô hình rung động của máy giặt, cải tiến thiết kế và thử nghiệm hệ thống giảm rung cho máy giặt lồng ngang dân dụng. 2018.
TIẾNG ANH
3. A. Yörükoǧlu and E. Altuǧ, “Determining the mass and angular position of the unbalanced load in horizontal washing machines,” IEEE/ASME Int. Conf. Adv. Intell. Mechatronics, AIM, pp. 118–123, 2009, doi:
10.1109/AIM.2009.5230027.
4. A. Yörükoǧlu and E. Altuǧ, “Estimation of unbalanced loads in washing machines using fuzzy neural networks,” IEEE/ASME Trans. Mechatronics, vol. 18, no. 3, pp. 1182–1190, 2013, doi: 10.1109/TMECH.2012.2199510. 5. A. Mechanics, M. Degree, P. Performed, L. Author, S. Gundeboina, and T.
Andersson, “Finite Element Analysis of a Washing Machine Cylinder,” 2010.
6. A. Tustin, “The effects of backlash and of speed-dependent friction on the stability of closed-cycle control systems,” J. Inst. Electr. Eng. - Part IIA Autom. Regul. Servo Mech., vol. 94, no. 1, pp. 143–151, 1947, doi: 10.1049/ji-2a.1947.0021.
7. Anon, “Friction: Experimental Determination, Modeling and Compensation.,” pp. 1422–1427, 1988, doi: 10.1109/robot.1988.12266.
8. ADLINK, “USB-2405 Series, 2 or 4-ch 24-bit 128kS/s Dynamic Signal Acquisition USB 2.0 Module.” pp. 10–11.
9. B. Lebot, I. Thrlel, and G. Rosenquist, “Horizontal axis domestic clothes washer: an alternative technology that can reduce energy and water use,”
Build. Equip. Appliances, pp. 147–156, 1990.
10. “Balancer for use in centrifugal rotary machine,” 1984.
washing machine,” Shock Vib., vol. 2015, 2015, doi: 10.1155/2015/692570. 12. B. Minorowicz, F. Stefański, G. Pittner, and R. Regulski, “Share mode
magnetorheological dampers for vibration attenuation in domestic washing machines,” Adv. Intell. Syst. Comput., vol. 350, pp. 147–156, 2015, doi: 10.1007/978-3-319-15796-2_15.
13. B. Armstrong-Helouvry, Control of Machines with Friction the Kluwer International Series Consulting Editor : Takeo Kanade. 1991.
14. B. Armstrong-Helouvry, “Stick-slip arising from Stribeck friction,” vol. 53201, pp. 1377–1382, 1990, doi: 10.1109/robot.1990.126194.
15. B. Scales, “MT1041 Load Cell Easy System Integration.”
16. B. I. Johnston and I. M. I. Cornwell, “S TAT I C S | D Y N A M I C S for ENGINEERS.”
17. C. Barthel and T. Götz, “What users can save with energy and water efficient washing machines,” bigEE.net, 2013.
18. C. Spelta, S. Savaresi, G. Fraternale, and N. Gaudiano, “Vibration reduction in a washing machine via damping control,” IFAC Proc. Vol., vol. 17, no. 1 PART 1, pp. 11835–11840, 2008, doi: 10.3182/20080706-5-KR-1001.0320. 19. C. C. de Wit and J. Carrillo, “A modified EW-RLS algorithm for systems with bounded disturbances,” Automatica, vol. 26, no. 3, pp. 599–606, 1990, doi: 10.1016/0005-1098(90)90032-D.
20. D. C. Conrad, “The fundamentals of automatic washing machine design based upon dynamic constraints,” 1994.
21. D. C. Conrad and W. Soedel, “On the problem of oscillatory walk of automatic washing machines,” J. Sound Vib., vol. 188, no. 3, pp. 301–314, 1995, doi: 10.1006/jsvi.1995.0595.
22. D. C. Conrad, “Investigation of Passive and Adaptive Passive Dynamic
Absorbers Applied to an Automatic Washer Suspension Design John Aidrin Daniel C. Conrad Advanced Technology Development and Application -,” in Proceedings of the SPIE, 1996, vol. 2720, pp. 50–61.
https://homeguides.sfgate.com/vertical-drum-vs-horizontal-drum-washing- machines-69784.html.
24. E. Papadopoulos and I. Papadimitriou, “Modeling, design and control of a portable washing machine during the spinning cycle,” IEEE/ASME Int. Conf. Adv. Intell. Mechatronics, AIM, vol. 2, no. July, pp. 899–904, 2001, doi: 10.1109/aim.2001.936786.
25. E. Pennestrì, V. Rossi, P. Salvini, and P. P. Valentini, “Review and
comparison of dry friction force models,” Nonlinear Dyn., vol. 83, no. 4, pp. 1785–1801, 2016, doi: 10.1007/s11071-015-2485-3.
26. F. Wagner and F. Pfeiffer, “On the dynamics of washing machines,” ZAMM Zeitschrift fur Angew. Math. und Mech., vol. 80, no. 4 SUPPL. 2, pp. 307– 308, 2000, doi: 10.1002/zamm.20000801425.
27. F. Previdi and C. Spelta, “Vibration control in a washing machine by using magnetorheological dampers.”
28. F. Tyan, C.-T. Chao, and S.-H. Tu, “Modeling and Vibration Control of a Drum-Type Washing Machine via MR Fluid Dampers,” CACS Int. Autom. Control Conf., pp. 1–5, 2009.
29. F. Scale and T. Weighing, “MT1260 Load Cell Easy System Integration,” pp. 50–53.
30. G. A. Hassaan, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing Machine, Part I: Vibration Displacement and Velocity,” Int. J. Adv. Eng. Technol. Manag. Appl. Sci., vol. 2, no. 11, pp. 26–36, 2015.
31. G. Ali and H. Emeritus, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing
Machine, Part II: Isolation Efficiency,” Int. J. Recent Eng. Sci., vol. 2, no. 5, pp. 2349–7157, 2015, [Online]. Available: www.ijresonline.com.
32. G. Ali Hassaan, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing Machine, Part III: Optimal Parameters,” Int. J. Eng. Tech., vol. 1, no. 5, pp. 45–49, 2015, [Online]. Available: http://www.ijetjournal.org.
33. G. Ali Hassaan, “Vibration Analysis of a Horizontal Washing Machine, Part IV: Optimal Damped Vibration Absorber,” Int. J. Comput. Tech. -–, vol. 2,
no. 5, pp. 67–71, 2015, [Online]. Available: http://www.ijctjournal.org. 34. H. T. Lim, W. B. Jeong, and K. J. Kim, “Dynamic modeling and analysis of
drum-type washing machine,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., vol. 11, no. 3, pp. 407–417, 2010, doi: 10.1007/s12541-010-0047-7.
35. H. W. Chen and Q. Zhang, “Design of horizontal axis washing machine with ball balancer and MR dampers,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., vol. 18, no. 12, pp. 1783–1793, 2017, doi: 10.1007/s12541-017-0207-0.
36. H. W. Chen, Q. J. Zhang, and X. Q. Wu, “Stability and dynamic analyses of a horizontal axis washing machine with a ball balancer,” Mech. Mach. Theory, vol. 87, pp. 131–149, 2015, doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2015.01.001. 37. H. Salahshoor and S. Mohammadzadeh, “Semi-Active Vibration Control of a
Washing Machine Using Magnetorheological Dampers,” no. July, pp. 20– 24, 2009.
38. J. L. Kuo and T. Y. Wang, “Investigation of flexible multi-mode harmonic vibration for the automatic washing process,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part C J. Mech. Eng. Sci., vol. 222, no. 12, pp. 2373–2384, 2008, doi:
10.1243/09544062JMES1056.
39. J. Buśkiewicz and G. Pittner, “Dynamic model of the drum of the washing machine SAMSUNG WF0804,” Vib. Phys. Syst., vol. 25, no. November 2016, pp. 89–96, 2012.
40. J. Bus̈kiewicz and G. Pittner, “Reduction in vibration of a washing machine by means of a disengaging damper,” Mechatronics, vol. 33, pp. 121–135, 2016, doi: 10.1016/j.mechatronics.2015.11.002.
41. J. B. Dyer, “Domestic appliance,” 1945.
42. J. Kim, “Balancing device for drum washing machine,” 1998.
43. L. Bascetta, P. Rocco, A. M. Zanchettin, and G. Magnani, “Velocity control of a washing machine: A mechatronic approach,” Mechatronics, vol. 22, no. 6, pp. 778–787, 2012, doi: 10.1016/j.mechatronics.2012.04.005.
44. L. Urbiola-Soto and M. Lopez-Parra, “Dynamic performance of the LeBlanc balancer for automatic washing machines,” J. Vib. Acoust. Trans. ASME,
vol. 133, no. 4, 2011, doi: 10.1115/1.4003597.
45. L. Kirkayak, “Systematic analysis of washing machine front block,” vol. 1505, no. May, 2016.
46. K. I. Corporation, “Data Sheet, Type 8702B..., 8704B...,” 2008. 47. M. Leblanc, “Automatic balancer for rotating bodies,” 1916.
48. M. A. L. T. Nakamurab, “Dynamics of the fluid balancer : Perturbation
solution of a forced Korteweg-de Vries-Burgers equation,” pp. 73–85, 2013. 49. M. G. Jo, J. H. Kim, and J. W. Choi, “Rebalancing Method for a Front-loading Washing Machine Using a Robot Balancer System,” Int. J. Control. Autom. Syst., vol. 18, no. 4, pp. 1053–1060, 2020, doi: 10.1007/s12555-019-0514-6. 50. M. J. Chrzan and J. D. Carlson, “MR Fluid Sponge Devices and Their Use in
Vibration Control of Washing,” in Smart Structures and Materials 2001: Damping and Isolation, 2001, vol. 4331, pp. 370–378, doi:
10.1117/12.432719.
51. N. Instruments, “USER GUIDE SCC-SG Series Strain Gage Modules,”
National Instruments. .
52. N. Instruments, “NI 6251 M Series Data Acquisition:16 AI, 1.25 MS/s, 24 DIO, 2 AO The.” pp. 1–26.
53. O. S. Türkay, I. T. Sümer, A. K. Tuğcu, and B. Kiray, “Modeling and experimental assessment of suspension dynamics of a horizontal-axis washing machine,” J. Vib. Acoust. Trans. ASME, vol. 120, no. 2, pp. 534– 543, 1998, doi: 10.1115/1.2893862.
54. O. S. Türkay, B. Kiray, A. K. Tugcu, and T. Sümer, “Formulation and
implementation of parametric optimisation of a washing machine suspension system,” Mech. Syst. Signal Process., vol. 9, no. 4, pp. 359–377, 1995, doi: 10.1006/mssp.1995.0029.
55. P. Boyraz and M. Gündüz, “Dynamic modeling of a horizontal washing machine and optimization of vibration characteristics using Genetic Algorithms,” Mechatronics, vol. 23, no. 6, pp. 581–593, 2013, doi: 10.1016/j.mechatronics.2013.05.006.
56. Q. H. Nguyen, N. D. Nguyen, and S. B. Choi, “Optimal design and performance evaluation of a flow-mode MR damper for front-loaded washing machines,” Asia Pacific J. Comput. Eng., vol. 1, no. 1, pp. 1–14, 2014, doi: 10.1186/2196-1166-1-3.
57. Q. H. Nguyen, S. B. Choi, and J. K. Woo, “Optimal design of
magnetorheological fluid-based dampers for front-loaded washing
machines,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part C J. Mech. Eng. Sci., vol. 228, no. 2, pp. 294–306, 2014, doi: 10.1177/0954406213485908.
58. ION, “6 Major Differences between Front-Loading and Top-Loading Washing Machine.” https://designlike.com/6-major-differences-between-front-
loading-and-top-loading-washing-machine.
59. I. M. Shihab, W. A. Soud, and N. A. Jebur, “Theoretical and Experimental Study of the Vibration of a Drum Type Washing Machine at Different Speeds,” J. Eng. Sci., vol. 20, no. 5, pp. 1160–1171, 2017.
60. RDP FROUP, “Displacement act LVDT Displacement Transducer.”
61. S. Bae, J. M. Lee, Y. J. Kang, J. S. Kang, and J. R. Yun, “Dynamic analysis of an automatic washing machine with a hydraulic balancer,” J. Sound Vib., vol. 257, no. 1, pp. 3–18, 2002, doi: 10.1006/jsvi.2001.4162.
62. S. H. Son, S. Bin Lee, and D. H. Choi, “Experiment-based design optimization of a washing machine liquid balancer for vibration reduction,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., vol. 13, no. 8, pp. 1433–1438, 2012, doi: 10.1007/s12541-012- 0188-y.
63. S. B. Choi, T. H. Lee, and S. B. Choy, “Design and Analysis of a New Magnetorheological Damper for Generation of Tunable Shock-Wave Profiles,” Shock Vib., vol. 2018, 2018, doi: 10.1155/2018/8963491. 64. S. Fu, H. Gao, Q. Zhang, X. Chen, and X. Zhang, “Virtual prototyping and
validation of an automatic washing machine,” Adv. Mater. Res., vol. 97– 101, pp. 3387–3391, 2010, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.97- 101.3387.
mechanisms,” Int. J. Syst. Sci., vol. 32, no. 4, pp. 523–532, 2001, doi: 10.1080/00207720119378.
66. S. S. Rao, Mechanical Vibrations, vol. 33, no. 6. 2011.
67. S. Editors et al., Differential Evolution APractical Approach to Global Optimization. 2005.
68. T. Nygårds and V. Berbyuk, “Multibody modeling and vibration dynamics analysis of washing machines,” Multibody Syst. Dyn., vol. 27, no. 2, pp. 197–238, 2012, doi: 10.1007/s11044-011-9292-5.
69. T. Nygårds and V. Berbyuk, “Optimization of washing machine kinematics, dynamics, and stability during spinning using a multistep approach,” Optim. Eng., vol. 15, no. 2, pp. 401–442, 2014, doi: 10.1007/s11081-012-9206-2. 70. T. Argentini et al., “On a numerical model of a complete washing machine,”
WIT Trans. Modelling Simul., vol. 46, pp. 723–733, 2007, doi: 10.2495/CMEM070711.
71. T. C. Chan, C. K. Sung, and P. C. P. Chao, “Non-linear suspension of an automatic ball balancer,” Int. J. Non. Linear. Mech., vol. 46, no. 2, pp. 415– 424, 2011, doi: 10.1016/j.ijnonlinmec.2010.11.001.
72. T. Argentini, M. Belloli, F. C. Robustelli, L. Martegani, and G. Fraternale, “Innovative designs for the suspension system of horizontal-axis washing machines: Secondary suspensions and tuned mass dampers,” ASME Int. Mech. Eng. Congr. Expo. Proc., vol. 4 B, pp. 1–11, 2013, doi:
10.1115/IMECE2013-64425.
73. T. Nygårds and V. Berbyuk, “Dynamics of washing machines: MBS modeling and experimental validation,” Proc. MULTIBODY Dyn. 2007, ECCOMAS Themat. Conf. C.L. Bottasso, P. Masarati, L. Trainelli (eds.), Milano, Italy, 25–28 June 2007., no. June, pp. 25–28, 2007.
74. Y. Shen, M. F. Golnaraghi, and G. R. Heppler, “Semi-active vibration control schemes for suspension systems using magnetorheological dampers,”
JVC/Journal Vib. Control, vol. 12, no. 1, pp. 3–24, 2006, doi: 10.1177/1077546306059853.