Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng mô phỏng số để khảo sát động lực học và tối ưu kết cấu điều hướng trong hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động

Mục đích nghiên cứu: Giảm thời gian thiết kế hệ thống đảm bảo thiết bị hoạt động ở chế độ cộng hưởng. Giảm thời gian hiệu chỉnh, thử nghiệm để hệ thống hoạt động trong vùng cộng hưởng. Xây dựng một mô hình thiết bị trong môi trường số nhằm thử, xác nhận ứng xử của phôi và kết cấu thùng phân loại.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu ứng dụng mô phỏng số để khảo sát động lực học và tối ưu kết cấu điều hướng trong hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VĂN MÙI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG SỐ ĐỂ KHẢO SÁT ĐỘNG LỰC HỌC VÀ TỐI ƢU KẾT CẤU ĐIỀU HƢỚNG TRONG HỆ THỐNG CẤP PHÔI TỰ ĐỘNG THEO NGUYÊN LÝ RUNG ĐỘNG Ngành: Kỹ thuật Cơ khí Mã số: 9520103 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ Hà Nội – 2019 Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: 1- PGS.TS. Lê Giang Nam 2- TS. Bùi quí Lực Phản biện 1: GS.TSKH.Phạm Văn Lang Phản biện 2: PGS.TS. Tăng Huy Phản biện 3: PGS.TS. Nguyễn Văn Dự Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …….. giờ, ngày ….. tháng ….. năm ……… Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội 2. Thư viện Quốc gia Việt Nam PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Ngày nay để nâng cao năng xuất, chất lượng trong các nhà máy, các công đoạn như sản xuất, lắp ráp, kiểm tra phải được tự động hóa cao. Để đáp ứng được các nhu cầu về tự động hóa của các khâu trong sản xuất thì một thiết bị không thể thiếu đó là cấp phôi tự động. Tuy nhiên các thiết bị cấp phôi thông thường như băng tải, hay robot chỉ thích hợp với các loại phôi có khối lượng và kích thước lớn. Đối với loại phôi rời rạc có kích thước và khối lượng nhỏ cần cấp đúng hướng và phù hợp nhịp cấp với công đoạn tiếp theo của quá trình công nghệ thì băng tải không là phương án phù hợp. Trong khi robot hoàn toàn có thể làm được điều này nhưng suất đầu tư ban đầu cao và chi phí lập trình vận hành khi thay đổi đối tượng cao. Để giải quyết vấn đề đó người ta đưa ra phương pháp cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động. Thiết bị cấp phôi theo nguyên lý rung động là một hệ thống được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống, dược phẩm hay các dây chuyền sản xuất lắp ráp. Điểm mạnh của thiết bị này là việc điều hướng, phối liệu đúng nhịp, đơn giản và chính xác hơn hẳn các hệ thống truyền dẫn khác. Hệ thống cấp phôi này hoạt động tốt nhất ở trạng thái cộng hưởng và kết cấu điều hướng thích hợp cho từng chủng loại phôi khác nhau. Việc tính toán thiết kế để chủ động cộng hưởng và chế tạo thiết bị đúng ngay từ lần đầu tiên là một yêu cầu cấp bách. Những đặc điểm nêu trên là định hướng cho việc lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng mô phỏng số để khảo sát động lực học và tối ưu kết cấu điều hướng trong hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động” 2. Đối tƣợng nghiên cứu Đề tài tập trung nghiên cứu, khảo sát động lực học quá trình di chuyển của phôi trên phễu. Tối ưu hóa kết cấu điều hướng trong hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động. 3. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng của hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động. Các thông số động lực học, kết cấu ảnh hưởng đến năng suất cấp phôi. 1 - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và tính toán hệ thống cấp phôi tự động dạng xoắn vít theo nguyên lý rung động. - Nghiên cứu ứng dụng phần mềm để mô phỏng số hoạt động hệ thống. Khảo sát động lực học và tối ưu một số thông số của phễu rung dạng xoắn vít. - Nghiên cứu chế tạo thiết bị thực nghiệm nhằm đánh giá và kiểm chứng mô phỏng số. - Khảo sát động lực học và tối ưu hóa kết cấu điều hướng của hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động. 4. Mục đích nghiên cứu - Giảm thời gian thiết kế hệ thống đảm bảo thiết bị hoạt động ở chế độ cộng hưởng. - Giảm thời gian hiệu chỉnh, thử nghiệm để hệ thống hoạt động trong vùng cộng hưởng. - Xây dựng một mô hình thiết bị trong môi trường số nhằm thử, xác nhận ứng xử của phôi và kết cấu thùng phân loại. - Đưa ra một quy trình thiết kế, hiệu chỉnh, kiểm nghiệm thiết bị để hệ thống sau khi chế tạo đem vào sản xuất đúng ngay từ lần đầu tiên. 5. Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan về hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động. - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và tính toán thiết kế hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động - Mô hình hóa, kiểm tra và xác nhận mô phỏng số hệ thống thực nghiệm - Khảo sát động lực học và tối ưu kết cấu điều hướng trong hệ thống cấp phôi tự động theo nguyên lý rung động. 6. Phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về hệ thống cấp phôi tự động dạng phễu rung. Các thông số động lực học và kết cấu ảnh hưởng đến năng suất cấp phôi, từ đó xác định được mục tiêu và phạm vi nghiên cứu của luận án. - Nghiên cứu mô phỏng: Dựa vào kết quả tính toán thiết kế hệ thống mô hình hóa và mô phỏng. Mô hình mô phỏng được kiểm tra và xác nhận thông qua các dữ liệu thực nghiệm. Sử dụng phần mềm mô phỏng động lực học đa vật thể với mô hình số đã 2 xác nhận để đánh giá sự ảnh hưởng của các thông số động lực học và kết cấu tới năng suất cấp phôi cũng như xác định tần số dao động riêng để phục vụ cho thiết kế chủ động cộng hưởng - Nghiên cứu thực nghiệm: Xác định thuộc tính của phôi cần cấp và xây dựng dữ liệu quan hệ giữa vận tốc, góc xoay, chuyển vị theo phương đứng với điện áp và chế độ cộng hưởng của cơ hệ tương ứng với tần số của điện áp đầu vào - Nghiên cứu tối ƣu: Sử dụng mô hình số đánh giá sự ảnh hưởng của tần số, biên độ, góc xoay, góc nghiêng rãnh xoắn, hình dáng và thứ tự đến năng suất cấp phôi. Tối ưu hóa giá trị góc nghiêng rãnh xoắn và thứ tự kênh phân loại đến năng suất cấp phôi trong nguyên tắc làm việc chủ động công hưởng. 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn a. Ý nghĩa khoa học ...