Nghiên cứu, tính toán tần số dao động riêng nhỏ nhất của lưỡi cưa trong máy xẻ nhiều lưỡi dạng khung kiểu mới

Bài viết trình bày phương pháp tính tần số dao động riêng bé nhất của lưỡi cưa trong máy xẻ nhiều lưỡi dạng khung kiểu mới. Các nghiên cứu tính toán tần số dao động lưỡi cưa của máy xẻ loại này chủ yếu là dùng phương pháp phần thử hữu hạn (PTHH), còn trong nghiên cứu này phương pháp giải tích đã được sử dụng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu, tính toán tần số dao động riêng nhỏ nhất của lưỡi cưa trong máy xẻ nhiều lưỡi dạng khung kiểu mới Tuyển tập Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ nhất về Động lực học và Điều khiển Đà Nẵng, ngày 19-20/7/2019, tr. 269-274, DOI 10.15625/vap.2019000289 Nghiên cứu, tính toán tần số dao động riêng nhỏ nhất của lưỡi cưa trong máy xẻ nhiều lưỡi dạng khung kiểu mới Phùng Văn Bình1, Trần Anh Vàng1, Hoàng Thị Diệu1, Đặng Văn Thức2, Đặng Hoàng Minh3 1 Khoa Hàng không Vũ trụ, Học viện Kỹ thuật Quân sự; 2Trung tâm Công nghệ, Học viện Kỹ thuật Quân sự 3 Khoa Công nghệ Cơ khí, Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh E-mail: phungvanbinh@lqdtu.edu.vn Tóm tắt máy xẻ kiểu mới so với máy xẻ dạng khung truyền thống Bài báo trình bày phương pháp tính tần số dao động riêng sử dụng cơ cấu tay quay con trượt, đó là hệ có khả năng bé nhất của lưỡi cưa trong máy xẻ nhiều lưỡi dạng khung tự cân bằng, nhỏ, gọn, tiết kiệm năng lượng, tốc độ quay kiểu mới. Các nghiên cứu tính toán tần số dao động lưỡi trục chính cao [2-3]. cưa của máy xẻ loại này chủ yếu là dùng phương pháp phần thử hữu hạn (PTHH), còn trong nghiên cứu này phương pháp giải tích đã được sử dụng. Để tổng quát hóa 3 bài toán, lưỡi cưa được mô hình hóa là một dầm thành mỏng có mặt cắt hình chữ nhật ở điều kiện tiền ứng suất dưới tác dụng của lực dọc trục F và mômen uốn M ở 2 1 4 đầu. Công thức giải tích tính tần số dao động riêng nhỏ nhất của lưỡi cưa ở hai điều kiện biên khác nhau đã được xây dựng nhờ phương pháp năng lượng. Phần mềm Ansys APDL đã được sử dụng để kiểm chứng tính đúng 2 đắn của công thức giải tích tìm ra. Kết quả mô phỏng chỉ ra rằng, công thức giải tích tính tần số giao động riêng của lưỡi cưa là đúng đắn, đồng nhất với kết quả mô phỏng số. Các hệ thức giải tích ngắn gọn trong nghiên Hình 1. Sơ đồ nguyên lý của máy xẻ kiểu mới cứu này có thể được ứng dụng trực tiếp cho việc tối ưu 1-Động cơ; 2, 3-trục trên và dưới; 4-Blog gồm 6 môđun cưa thiết kế máy xẻ nói riêng và phân tích dao động dầm thành mỏng nói chung. Từ khóa: Máy xẻ nhiều lưỡi, tần số dao động riêng nhỏ nhất, dầm thành mỏng, dao động kỹ thuật, tối ưu thiết kế. 1. Giới thiệu Đã từ lâu, phân tích dao động kỹ thuật luôn là một bước quan trọng không thể thiếu trong quá trình thiết kế máy, đặc biệt là đối với các thiết bị làm việc ở tốc độ cao. Cơ sở về phân tích dao động đã được trình bày trong lý thuyết cơ học cổ điển với nhiều phương pháp tính toán, phân tích khác nhau [1]. Song song với đó, hàng loạt các phần mềm cũng ra đời để giúp nhà thiết kế phân tích được chính xác các đặc tính về dao động của hệ thống cơ khí. Và quá trình thiết kế máy xẻ nhiều lưỡi dạng khung kiểu mới cũng không là một ngoại lệ. Tuy mẫu thử Hình 2. Mẫu thử nghiệm máy xẻ kiểu mới nghiệm máy xẻ đã được phát triển cách đây hơn 20 năm 1- Đế máy; 2 – Blog nhiều lưỡi xẻ; 3 –Động cơ; bởi Blokhin (Liên Bang Nga), nhưng đến nay vấn đề dao 4 – Cơ cấu tiếp vật liệu; 5– Bảng điều khiển động của máy xẻ vẫn chưa được giải quyết triệt để [2-3]. Tuy nhiên, quá trình nghiên cứu chế thử cũng chỉ ra Máy xẻ gồm 6 môđun cưa giống nhau, được hoạt rằng, việc tăng tốc độ quay trục chính đến một giá trị nhất động theo nguyên lý bốn khâu bản lề hình bình hành định sẽ gây ra hiện tượng cộng hưởng dao động, gây ra (Hình 1). Chuyển động được truyền từ trục dưới lên trục sự rung lắc, gãy hỏng lưỡi cưa (Hình 3). Và đây cũng là trên trực tiếp qua các lưỡi cưa mà không cần cơ cấu rào cản lớn nhất đối với việc tăng tốc độ của máy xẻ, dẫn truyền chuyển động phụ. Hai trục được đồng bộ và đến sự hạn chế về năng suất làm việc của thiết bị này chuyển động với cùng một tốc độ quay. Các môđun cưa [2-3]. được xắp xếp hợp lý đảm bảo sự cân bằng động của cả hệ Ở trường hợp tổng quát, lưỡi cưa được mô hình hóa thống. Nhờ sự cải tiến cơ bản này, mẫu thử nghiệm đầu là một dầm thành mỏng có mặt cắt hình chữ nhật ở điều tiên (Hình 2) đã chứng tỏ những ưu điểm vượt trội của kiện tiền ứng suất dưới tác dụng của lực dọc trục F và mô Phùng Văn Bình, Trần Anh Vàng, Đặng Văn Thức, Hoàng Thị Diệu, Đặng Hoàng Minh men uốn M ở 2 đầu. Đây cũng là một đối tượng nghiên APDL. Kết quả tìm ra được ứng dụng trực tiếp trong việc cứu thú vị được nhiều tác giả quan tâm. phân tích dao động và tối ưu thiết kế máy xẻ nhiều lưỡi Với sự phát triển của phương pháp tính toán hiện đại, dạng khung kiểu mới nói riêng, cũng như trong phân tích một số tác giả đã nghiên cứu dao động uốn-xoắn của dầm dao động của dầm thành mỏng nói chung. nhờ phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH). Các nghiên cứu này cho phép tính giá trị tần số dao động riêng nhỏ 2. Các dạng dao động và phương pháp tính tần số dao động riêng nhỏ nhất của lưỡi cưu nhất của dầm thành mỏng với các bộ thông số xác định [4]. Đặc biệt, Tahmaseb đã chỉ ra ảnh hưởng của mômen Trong mục này, chúng ta sẽ làm rõ bản chất của vấn đến dạng dao động và giá trị của tần số dao động riêng đề cộng hưởng đối với máy xẻ và phương pháp tính tần thứ nhất [5]. Tuy nhiên, phương pháp PTHH thường chỉ số dao động riêng của ...