Hình 3.27 Đồ thị biên độ rung động của khối lượng M
Hình 3.29 Đồ thị gia tốc rung động của khối lượng M
Hình 3.30 Đồ thị đường cong lực tác dụng lên nền
Nhận xét: Với lực kích động dạng xung có chu kỳ thì gối giảm rung dạng lò xo đĩa thể hiện khả năng dập tắt rung động nhanh hơn so với gối giảm rung dạng lò xo xoắn (chu kỳ dao động tắt dần của gối lò xo xoắn gấp 1,3 lần chu kỳ của gối lò xo đĩa). Đáp ứng của mô hình gối này khá phù hợp khi được sử dụng làm gối giảm rung cho các dạng máy như máy đột, dập cỡ vừa và lớn khi lực kích động dạng xung thường xuất hiện ở các dạng máy này.
3.5.Kết luận chương
Chương này đã thực hiện việc mô phỏng mô hình gối giảm rung bằng lò xo lá và gối giảm rung bằng lò xo xoắn có độ cứng tương đương khi chịu kích thích bởi các lực kích động khác nhau như: lực kích động dạng tuần hoàn, lực kích động dạng chấn động, lực kích động dạng xung có chu kỳ. Các đặc tính động lực học như biên độ rung động, vận tốc, gia tốc, cũng như lực truyền xuống nền của hệ được biểu diễn, đối sánh với nhau nhằm phân tích các đặc tính ưu thế của gối giảm rung dạng lò xo lá với gối dùng lò xo xoắn có độ cứng tương đương. Qua phân tích có thể thấy rằng gối bằng lò xo lá nhờ đặc tính độ cứng phi tuyến nên khả năng dập tắt rung động nhanh gấp 1,3 lần so với gối bằng lò xo xoắn có độ cứng tương đương khi chịu lực kích động dạng chấn động và dạng xung, ngoài ra việc nhờ đặc tính phi tuyến của độ cứng giúp hệ thống tránh được các hiện tượng cộng hưởng khi chịu tác động của lực điều hòa cũng là một đặc điểm nổi trội của gối giảm rung dùng lò xo đĩa.
KẾT LUẬN VÀ NHỮNG KIẾN NGHỊ
Luận văn đã đạt được một số kết quả sau đây:
- Đã hệ thống hóa được cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế lò xo đĩa;
- Đã tính toán, thiết kế và chế tạo thử nghiệm được ... mẫu lò xo đĩa cỡ nhỏ phục vụ cho nghiên cứu thử nghiệm nhằm mục đích đánh giá khả năng công nghệ chế tạo lò xo đĩa đáp ứng đặc tính cơ học theo tính toán;
- Đã tiến hành chế tạo đồ gá, cá nhân hóa phần mềm điều khiển và đo lường trên máy thí nghiệm đặc tính động lực học xi lanh giảm chấn của bộ môn KTTK để phục vụ cho thí nghiệm ....
- Đã tiến hành các thí nghiệm xác định đặc tính của lò xo đĩa mẫu chế tạo dựa trên công nghệ trong nước và kiểm chứng đánh giá đặc tính của mẫu so với lý thuyết là có sai số trong phạm vi cho phép.
- Phân tích kết cấu của lò xo đĩa và đặc tính theo lý thuyết, trên cơ sở các tiêu chuẩn lựa chọn mô hình lò xo đĩa để làm gối giảm rung cho các máy móc nhỏ và vừa;
- Bằng thực nghiệm đã xác định được đặc tính cơ học của lò xo đĩa tương đối phù hợp với lý thuyết và tiêu chuẩn thiết kế.
- Mô phỏng đánh giá đặc tính đáp ứng của hệ sử dụng gối giảm rung dạng lò xo lá và lò xo xoắn có độ cứng tương đương với các dạng lực kích thích khác nhau, qua đó So sánh, đánh giá ưu điểm của gối giảm rung sử dụng lò xo đĩa và lò xo xoắn có độ cứng tương đương.
Tuy nhiên luận văn còn một số hạn chế, cần tiếp tục nghiên cứu và thử nghiệm để hoàn thiện trong tương lai:
- Công nghệ chế tạo lò xo đĩa còn chưa đạt mức hoàn thiện.
- Trong quá trình thực nghiệm xác định đặc tính của mẫu lò xo chế tạo không tránh khỏi sai số do thiết bị và quá trình thu thập dữ liệu.
- Ảnh hưởng của ma sát giữa bề mặt lò xo và đồ gá chưa được kể đến. - Quá trình mô phỏng mới dừng lại ở mô hình một bậc tự do nên chưa đánh giá một cách đầy đủ ảnh hưởng của điều kiện làm việc thực tế của máy móc, thiết bị đến việc phân tích đáp ứng của gối giảm rung bằng lò xo đĩa.
Hướng nghiên cứu tiếp theo:
-Khảo sát ảnh hưởng của ma sát đến đặc tính của gối giảm rung dạng lò xo đĩa.
-Nghiên cứu xây dựng mô hình hệ gối đỡ dùng lò xo đĩa giảm rung động cho các loại máy đột dập, các thiết bị chịu lực kích thích rung động tuần hoàn có tần số kích thích biến đổi để phục vụ cho bài toán thiết kế lò xo đĩa tối ưu hoặc cận tối ưu về dải làm việc (tránh cộng hưởng trong toàn miền làm việc).
-Nghiên cứu và thử nghiệm các mô hình gối giảm rung lò xo đĩa kết cấu khác nhau và kết hợp với các vật liệu phi kim hoặc cao su để tăng khả năng giảm rung.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. S. Grahamkelly (2012), Mechanical Vibrations: Theory and applications.
2. R. Simmons (2007), Vibrationisolation ASHRAE 49 pp 30-40.
3. J. S. Lamancusa Penn State (2002), Noise Control-Vibration Isolation. 4. Cyril M. Harris (2002), Harris’ shock and vibration handbook, McGraw-
Hill.
5. István L. Vér and Leo L. Beranek (2002), Noise and vibration control
engineering, published by John Wiley & Sons, Inc, Hoboken, New Jecsey.
6. Singiresu S. Rao (2010), University of Miami, Mechanical Vibration Fifth Editior.
7. Alan R. Klembczyk, Chief Engineer, Taylor Devices, Inc. Introduction to Shock and Vibration Isolation and Damping Systems.
8. N. Makris and M. C. Constantinou (1992), “Spring-viscous damper systems for combined seismic and vibration isolation”, Earthquake Engineering and Strutural Dynamic, Vol.21. No 8, pp 649-684.
9. Dev Dutt Dwivedi, V. K. Jain (2016), “Design And Analysis Of Automobile
Leaf Spring Using ANSYS”, International Journal Of Current Engineering And
Scientific Research, Vol3, Issue-1.
10. Syambabu Nutalapati (Dec 2015), “Design And Analysis Of Leaf Spring By
Using Composite Material For Light Vehicles”, IJMET Vol 6, Issue 12, pp. 36-
59.
11. Shivaji M. Mane, S B. Bhosale (June 2016), “Design and Analysis of Elliptical leaf Spring for light Agricultural Machines with SS304 & CFRP
Materials” , IJSRE Volume 4, Issue 6.
12. Sandip S. Nehe, Dr. Sanjay B. Zope (May 2015), “A Review on Design Development & Analysis of Elliptical Leaf Spring Mount Vibration Isolation”, IJSETR, Volume 4, Issue 5.
13. Mohammed MathenullaShariff, N.SreenivasaBabu, Dr.Jaithirtha Rao (2014), “Analysis of Glass Epoxy Reinforced Monolithic Leaf Spring”,
International OPEN ACCESS Journal of Modern Engineering Research (IJMER), ISSN: 2249 – 6645, Vol. 4, Issue 8, pp -Aug.
14. T. Bhanuprasad (2013), “A Purushotham Performance Comparative Analysis of S-Glass Epoxy Composite leaf spring with M. S. LEAF SPRING”
IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering (IOSR-JMCE), Volume 10, Issue 4, pp-38-41.
15. Ghodake A.P, Patil K.N (2013), “Analysis of Steel and Composite Leaf
Spring for Vehicle”, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering
(IOSR-JMCE), Volume 5, Issue 4, pp 68-76.
16. Robert Simmons (2007), A VMC Group Company, A Practical Guide to
Seismic Restraint and ASHRAE Handbook - HVAC Applications.
17. T. M. Loyd (1989), “Damping phenomena in a wire rope vibration
isolation system”, Doctor of Philosophy, Aerospace Engineering, Auburn
University.
18. M. L. Tinker and M. A. Cutchins (1992), “Damping phenomena in a wire
rope vibration isolation system”, Journal of Sound and Vibration, pp7-18.
19. G. F. Demetriades, M. C. Constantinou and A. M. Reinhorn (1993), “Study of wire rope systems for seismic protection of equipment in buildings”,
Engineering Structures, pp 321-334.
20. Saini .P .K, Kumar.P, Tandon. P (2007). “Design and analysis of radially
tapered disc springs with parabolically varying thickness [J]”. Proceedings of
the institution of mechanical engineers part, c-journal of mechanical engineering science, 221(2): 151-158.
21. J.H Luo, H.Q Wang, Y.B He (1995). “Experiment and computational studies of damping characteristics of disc springs [J]”, Chinese Journal of Mechanical Engineering. (2): 61-63.
22. L.J Zheng, Z.J An, Y.M Fu, et al. Study on theoretical analysis and numerical simulation of the load in conical disk springs [J]. Mechanical Design and Manufacturing Engineering. 2002(6): 12-13.
23. Curti G, Montanini R. On the influence of friction in the calculation of conical disk springs [J].
Journal of Mechanical Design. 1999, 121(4): 622-627.
24. X.S Gong, Z.J Xie, Z.H Luo, et al (2001). The characteristics of a nonlinear damper for vibration isolation[J]. Journal of Vibration Engineering. Vol (3): 90-94.
25. Fang Jia1, Fancheng Zhan (2014), “A study on the mechanical properties
of disc spring vibration isolator with viscous dampers”, Advanced Materials
Research, Vol. 904, pp 454-459.
26. F. Jia and F.Y.Xu (2014), “Combined Vibration Isolator Of Disk spring
For Closed High Speed Precision Press: Design And Experiments”,
Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, Vol.38, No.4
27. Schnorr Corporation (2003), Handbook for Disc Springs
28.SPIROL(2016), DISC SPRINGS, SPIROL International Corporation 11/14 Rev. 1
29. Đào Mạnh Lân (2017),“Thiết kế, chế tạo thiết bị thí nghiệm xác định đặc
tính động lực học của giảm chấn thủy lực”, Luận văn cao học.
30. Đoàn Tuyết Ngọc, Nguyễn Thanh Tùng (1999), “Các thiết bịcô lập động đất”, Tạp chí khoa học và chuyển giao công nghệ.
31. Nguyễn Xuân Thành (2006), “Hiệu quả của đệm giảm chấn trong chế
ngự dao động kết cấu nhà cao tầng chịu tải trọng động đất”, Tuyển tập Hội
nghị Khoa học Toàn quốc Cơ học Vật rắn Biến dạng lần thứ VIII.
32. GS. TS Nguyễn Văn Khang và cộng sự (2009), “Nghiên cứu giải pháp giảm
ảnh hưởng của rung động đối với công nhân vận hành máy khoan khí nén”,Tạp
chí bảo hộ lao động số 24.
33. Nguyễn Văn Đắc, Nguyễn Việt Điển, Phan Đình Mậu (2006), “Đánh giá
các phương pháp giảm rung dùng cho hệ máy – kết cấu”, Hội nghị Khoa học
kỹ thuật toàn quốc về Cơ kỹ thuật và Tự động hóa, NXB Bách Khoa Hà Nội. 34. Balakumar Balachandran and Edward B. Magra (2009), Vibrations, Second
Edition Director, Global Engineering Program: Chris Carson
35. Daniel J. inman (2014),University of Michiga, Engineering Vibration,
Editorial Director, Computer Science and Engineering: Marcia J. Horton 36. Muhajir Ab Rahim (2015), Vibration isolation system with active stiffness
PHỤ LỤC 1
BẢNG P1.1 QUAN HỆ LỰC - BIẾN DẠNG TÍNH TOÁN TT Biến dạng s(mm) Lực F(N) TT Biến dạng s(mm) Lực F(N) 1 0 0 19 0,9 1402,57 2 0,05 131,77 20 0,95 1434,37 3 0,1 255,89 21 1 1462,96 4 0,15 372,61 22 1,05 1488,59 5 0,2 482,17 23 1,1 1511,51 6 0,25 584,82 24 1,15 1531,96 7 0,3 680,79 25 1,2 1550,18 8 0,35 770,36 26 1,25 1566,43 9 0,4 853,75 27 1,3 1580,96 10 0,45 931,22 28 1,35 1593,99 11 0,5 1003,01 29 1,4 1605,80 12 0,55 1069,37 30 1,45 1616,62 13 0,6 1130,55 31 1,5 1626,70 14 0,65 1186,78 32 1,55 1636,29 15 0,7 1238,34 33 1,6 1645,63 16 0,75 1285,44 17 0,8 1328,35 18 0,5 1367,31
PHỤ LỤC 2 Bảng P2.1 Quan hệ độ cứng - biến dạng TT Biến dạng s(mm) Độ cứng R(N/mm) 1 0 3001,63 2 0,1 2764,66 3 0,2 2534,27 4 0,3 2310,46 5 0,4 2093,24 6 0,5 1882,6 7 0,6 1678,54 8 0,7 1481,07 9 0,8 1290,17 10 0,9 1105,86 11 1 928,13 12 1,1 756,99 13 1,2 592,43 14 1,3 434,45 15 1,4 283,05 16 1,5 138,23 17 1,6 0
PHỤ LỤC 3