Đảm bảo toán học cho cân bằng động rô to cứng đặt trên máy cân bằng động

α=00 α=300<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4. Phân bố áp suất trên bánh lái tại α=00và α=300<br /> <br /> <br /> Ta thấy trong trường hợp tàu đi thẳng (α=00) áp suất hai mặt bánh lái là đối xứng, khi α =30 0<br /> thì giá trị áp suất này lệch nhau khá lớn, từ đó ta xác định được lực tác động lên bánh lái để thay<br /> đổi hướng đi của tàu.<br /> 4. Kết luận<br /> Bài báo đưa ra được thuật toán trên cơ sở phương pháp phần tử biên và sử dụng Fluent-<br /> Ansys để xác định lực tác động lên bánh lái nhằm thay đổi hướng đi tàu thủy.<br /> Trong phần nghiên cứu sau tác giả sẽ gắn trên một mẫu tàu cụ thể để xác định quĩ đạo<br /> chuyển động của tàu với tổ hợp số vòng quay chân vịt và góc quay lái khác nhau.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1] Phạm Hồng Giang. Phương pháp phần tử biên. NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội. 2002<br /> [2] Vũ Văn Duy, Nguyễn Thế Mịch, Nguyễn Thế Đức. Mô phỏng vùng xâm thực trong dòng bao<br /> quanh profil cánh bằng phương pháp phần tử biên. Trang 77-84. Tuyển tập Hội Cơ học toàn<br /> quốc lần thứ VIII. Hà Nội, 6-7/12/2007. 2007<br /> [3] Padamanabhan Krishnaswamy. Flow modelling for partially cavitating hydrofoils. PhD thesis,<br /> Technical university of Denmark. 2000<br /> [4] Các bản vẽ liên quan<br /> [5] www.Ansys.com<br /> <br /> ĐẢM BẢO TOÁN HỌC CHO CÂN BẰNG ĐỘNG RÔ TO CỨNG<br /> ĐẶT TRÊN MÁY CÂN BẰNG ĐỘNG<br /> MATHEMATICAL ENSURING FOR THE DYNAMIC BALANCING<br /> OF RIGID ROTOR ON THE BALANCED MACHINE<br /> PGS.TSKH. ĐỖ ĐỨC LƯU(1), ThS. LẠI HUY THIỆN(2)<br /> (1)Viện NCPT,(2)Phòng HCTH<br /> <br /> Trường ĐHHH Việt Nam<br /> Tóm tắt<br /> Bài báo đưa ra cơ sở toán học cho quá trình cân bằng động rô to cứng trên cơ sở cân<br /> bằng trên một hoặc hai mặt phẳng song song kết hợp đồng thời với phương pháp ma trận<br /> thực các hệ số ảnh hưởng và giải tích véc tơ.Triển khai thử nghiệm số đã chứng minh<br /> tính đúng đắn và khả năng áp dụng cho xây dựng phần mềm đo, phân tích rung động và<br /> cân bằng động.<br /> Abstract<br /> This article presents the mathematical bases for dynamic balancing of the girid rotors,<br /> placed on the balanced machine on the based of balanced methods: Balancing on the<br /> two parallent planes; Matrix of real influence coeficients and the vector analysis. The<br /> results of the example calculations prove the truthfullness of the mathematical bases and<br /> the realization to carry out the software for the vibration measurements, analysis and the<br /> rotor’s balancings.<br /> Key words: dynamic balancing, methods for dynamic balancing<br /> <br /> <br /> Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải Số 43 – 08/2015 8<br /> 1. Giới thiệu<br /> Để xây dựng phần mềm cân bằng động chúng ta cần xây dựng cơ sở toán học tương ứng<br /> với phương pháp cân bằng hiện đại được lựa chọn. Cơ sở toán học cần đảm bảo xuyên suốt quá<br /> trình đo và thu thập dữ liệu, xử lý tín hiệu đo được nhằm xác định lượng mất cân bằng dư thực tế<br /> của rô to, xác định khối lượng, vị trí sẽ cân bằng và sau đó đánh giá kiểm tra rô to đã đảm bảo cân<br /> bằng tốt chưa. Tiêu chuẩn đánh giá mất cân bằng dư trong quá trình cân bằng rô to được sử dụng<br /> là ISO 1940/1, ISO 1940/1:2003 điều chỉnh năm 2003 của Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế (ISO) [4].<br /> Trong các tài liệu chuyên ngành không nêu cụ thể về cơ sở toán học, thuật toán cân bằng<br /> động. Thông tin đưa ra từ các công ty, nhà chế tạo thiết bị cân bằng đều không đề cập đến các<br /> vấn đề này, vì đó bí quyết, là sở hữu trí tuệ của riêng họ. Vì vậy, chúng ta cần chủ động nghiên<br /> cứu, phát triển cơ sở toán học liên quan đến đo, phân tích rung động và cân bằng động. Cốt lõi cơ<br /> bản - cơ sở toán học cho cân bằng động sẽ được đề cập trong bài báo này.<br /> Các hãng truyền thống chế tạo thiết bị như Bruel &Kjaer (B&K, Đan mạch), IRD (USA) cũng<br /> như các hãng mới phát triển hiện nay [2] sử dụng phương pháp: Cân bằng trên một/ hai mặt phẳng<br /> có sử dụng tín hiệu đo pha. Phương pháp hệ số ảnh hưởng được đề cập đến khi hoán cải thiết bị<br /> cân bằng cho máy cân bằng động IRD Balancing B20, song không được đề cập cụ thể [1]. Chung<br /> nhất, chưa có tài liệu công bố đầy đủ cơ sở toán học cho cân bằng động rô to. Vì vậy, vấn đề đặt ra<br /> sẽ có ý nghĩa khoa học cũng như áp dụng thực tiễn tại Việt Nam để xây dựng thiết bị đo, phân tích<br /> rung động và cân bằng động cũng như phục vụ đào tạo đại học và sau đại học ở Việt Nam.<br /> 2. Quy trình cân bằng động và cơ sở toán học, các thuật toán cơ bản<br /> Quy trình cân bằng động (CBĐ) rô to cứng đặt trên máy cân bằng được thể hiện trên bảng 1.<br /> Bước (i). Phương pháp lựa chọn đảm bảo chính xác, dễ thực hiện và giảm bớt thời gian cân<br /> bằng cũng như ít phụ thuộc vào trình độ, kỹ năng của người thực hiện cân bằng.<br /> Bước (ii). Đo rung động tại gối đỡ, thu được 02 kênh tín hiệu rung động và 01 kênh - pha.<br /> Phụ thuộc vào thời điểm ban đầu, chu kỳ và tần số trích mẫu, chúng ta có thể xác định biên độ và<br /> pha. Biên độ dao động qua biến đổi Furie nhanh (Fast Furie Transformation, FFT) hầu như không<br /> đổi khi chu kỳ lấy mẫu không đổi mà phụ thuộc nhiều vào thời gian bắt đầu trích mẫu (pha tín<br /> hiệu). Pha của dao động điều hòa thay đổi khi thời điểm trích mẫu dịch chuyển. Vì vậy, pha được<br /> đảm bảo chính xác nếu hai tín hiệu rung động được đo đồng bộ với thời điểm trích mẫu từ tín hiệu<br /> pha, và thời điểm trích mẫu. Thời điểm này phụ thuộc vào phương pháp chọn sườn xung phải hay<br /> sườn xung trái. Nói chung, độ chính xác của tín hiệu (biên độ, pha) được xử lý phụ thuộc vào độ<br /> chính xác của các cảm biến (đo pha, gia tốc rung động) và phương pháp FFT.<br /> Để nâng cao độ chính xác trong quá trình đo, chúng ta cần xây dựng thuật toán trích mẫu<br /> một đoạn gồm N mẫu trong một chu kỳ T, tương ứng với một vòng quay, bắt đầu từ một thời điểm<br /> mà cảm biến quang xác định. Ví dụ, tại chu kỳ Tk, k=1,2,..., M (M =10-20), ta lấy được N mẫu<br /> (N=2n, n=8,9,10,...). Phần mềm được lập trình có thể ghi lại từng đoạn mẫu Tk hoặc ghi lại các giá<br /> trị trung bình cho M đoạn rồi sau đó xử lý các tín hiệu trong miền thời gian. Thuật toán lọc trung<br /> bình được thể hiện: