Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
ĐÁNH GIÁ ĐỘ RUNG KẾT CẤU NHÀ CÔNG NGHIỆP
CHỊU TẢI TRỌNG NGANG
Nguyễn Công Thắng1, Phạm Viết Ngọc1
1
Trường Đại học Thủy lợi, email: ngocpv_sb@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG công tác sản xuất bột nhựa công nghiệp tại cơ
Thực trạng làm việc của các dây chuyền sở sản xuất tham gia nghiên cứu.
sản xuất trong các nhà máy hiện nay cho Nguyên liệu vào
Trục quay
thấy, hoạt động của các động cơ gây ra rung
động rất lớn lên kết cấu sau một thời gian dài
làm việc. Rung động của kết cấu không Tay trộn
những làm giảm tuổi thọ công trình mà còn
ảnh hưởng đến sức khỏe của người lao động. Mô tơ điện
Thùng trộn
Bài viết trình bày các kết quả nghiên cứu của
Bệ đỡ
tác giả về việc đánh giá mức độ ảnh hưởng
của máy móc gây rung động lên công trình. Dây cu-roa
truyền động
Sản phẩm
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Dựa vào các kết quả nghiên cứu thực Hình 1. Sơ đồ cấu tạo máy trộn trục đứng
nghiệm, kết hợp với các thiết bị đo phù hợp Trên Hình 1 là sơ đồ cấu tạo máy trộn vật
xác định các rung động trên kết cấu. Lựa liệu trục đứng. Nguyên liệu được cho vào từ
chọn và sử dụng các phương pháp phân tích phía trên thùng trộn, dưới tác dụng của trọng
và xử lý số liệu để xác định các thông số dao lực chúng rơi xuống và đập vào các tay trộn
động của kết cấu do ảnh hưởng của tải trọng chuyển động với vận tốc lớn sinh ra va chạm
kích thích. Thiết lập mô hình kết cấu để xác và hình thành lực kích thích tác dụng lên kết
định các tần số dao động riêng, sự hình thành cấu theo phương ngang. Trên thực tế kết cấu
cộng hưởng và đưa ra các kết quả đánh giá. công trình nói chung không có liên kết cố định
theo phương ngang nên các lực tác dụng theo
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
phương này thường gây ra chuyển vị rất lớn.
Các kết quả nghiên cứu được thực hiện tại Các quan sát tại hiện trường nhà máy cho
Nhà máy Sản suất Bột nhựa công nghiệp thấy khi bắt đầu đổ nguyên liệu vào thùng
Toàn Tiến, khu công nghiệp Yên Bái, thành trộn hiện tượng rung động thể hiện rất rõ trên
phố Yên Bái. sàn và hệ thống kết cấu dầm khung nhà máy.
3.1. Nguyên lý hoạt động của dây truyền Trên cơ sở đó thực hiện các phép đo rung
trộn vật liệu trong nhà xưởng động cho kết cấu để đánh giá mức độ ảnh
hưởng của rung động đến quá trình làm việc
Máy trộn vật liệu là một thiết bị rất quan
của công trình.
trọng trong các cơ sở sản xuất. Trên thị trường
hiện nay sản phẩm này rất đa dạng và phong 3.2. Phương án đo
phú về chủng loại cũng như nguyên liệu dùng Thực hiện đo gia tốc tại các bệ máy để xác
để trộn. Trong nghiên cứu này chỉ đề cập đến định các thông số rung động khi mô tơ vận
nguyên lý và cấu tạo máy trộn trục đứng trong hành. Các vị trí đo gia tốc bao gồm:
205
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
Bảng 1. Tổng hợp các nội dung đo dao động
File Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Kênh 5 Kênh 6 Vị trí
138 bệ-đứng bệ-ngang bệ-dọc chân-trộn-đứng đỉnh-trộn-dọc chân-bệ-đứng Khung K2
143 bệ-đứng bệ-ngang bệ-dọc chân-trộn-đứng đỉnh-trộn-dọc chân-bệ-đứng Khung K1
146 bệ-đứng bệ-ngang bệ-dọc chân-trộn-đứng đỉnh-trộn-dọc chân-bệ-đứng Khung K3
154 bệ-đứng bệ-ngang bệ-dọc chân-trộn-đứng đỉnh-trộn-dọc chân-bệ-đứng Khung K6
159 bệ-đứng bệ-ngang bệ-dọc chân-trộn-đứng đỉnh-trộn-dọc chân-bệ-đứng Khung K8
149 giữa-đứng giữa-ngang giữa-dọc chân-đứng chân-ngang chân-dọc Sàn K3
151 giữa-đứng giữa-ngang giữa-dọc chân-ngang chân-đứng chân-dọc Sàn K1
157 giữa-đứng giữa-ngang giữa-dọc chân-đứng chân-ngang chân-dọc Sàn K6
162 giữa-đứng giữa-ngang giữa-dọc chân-đứng chân-ngang chân-dọc Sàn K8
3.4. Kết quả đo
Biểu biến kết quả đo dưới dạng quan hệ
gia tốc - thời gian. Điểm đo 138 ghi nhận dao
động tại vị trí máy trộn khung số 1. Kết quả
Hình 2. Hình ảnh nhà xưởng và máy trộn đo thể hiện trên Hình 4. Khoảng thời gian từ
Tại bệ máy: 00.02.15 đến 00.02.35 là khoảng ngắt quãng
- Trên bệ máy vị trí đặt mô tơ: đo gia tốc giữa hai lần đổ nguyên liệu.
theo 3 phương đứng - ngang - dọc;
- Chân thùng trộn: đo gia tốc phương đứng;
- Đỉnh thùng trộn: đo gia tốc theo phương
ngang và dọc;
- Chân bệ máy: đo gia tốc theo phương
đứng hoặc ngang, dọc;
Tại sàn làm việc:
- Giữa sàn làm việc: đo gia tốc theo 3
phương đứng - ngang - dọc; Hình 4. Đồ thị biểu diễn quan hệ gia tốc-thời
- Sàn tại gần thùng trộn: đo gia tốc theo 3 gian tại các điểm đo của máy trộn số 1
phương đứng - ngang - dọc. Thực hiện biến đổi nhanh Furie xác định
3.3. Nội dung thực hiện tần số dao động tại các điểm đo ta được kết
quả như Hình 5.
Hình 3. Thực hiện đo rung động tại máy trộn
Thực hiện đo tại các khoang máy số 1, 2,
3, 6, 8. Sử dụng máy đo gia tốc Rion-DA40
tiến hành đồng thời 6 kênh đo. Các kết quả
đo được ghi vào file dữ liệu với các nội dung Hình 5. Tần số dao động của kết câu
thể hiện trên Bảng 1. tại các điểm đo của máy trộn số 1
206
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
3.5. Phân tích kết quả đo So sánh với kết quả đo dao động theo
Từ các kết quả đo thu được có thể nhận thấy: phương ngang tại đỉnh máy trộn. Ta thấy có
- Biên độ gia tốc có giá trị rất lớn nằm xuất hiện hiện tượng cộng hưởng, với hệ số
trong dải giá trị từ 10g-20g. khuếch đại theo phương ngang là K = 23.
- Rung động của kết cấu là sự kết hợp rung
động với nhiều dải tần số khác nhau: ngoài tần
số rung của động cơ với giá trị 23Hz, còn có
các tần số rung trong khoảng 110, 320, 600…
Qua khảo sát và kết quả tính toán cho thấy,
nguyên nhân hình thành rung động ngoài ảnh
hưởng của động cơ còn do quá trình va chạm
giữa các hạt vật liệu với cánh trộn hình thành
lực ly tâm gây rung lắc theo phương ngang.
3.6. Phân tích kết cấu khung theo mô
hình số
Thiết lập mô hình số kết cấu khung nhà
máy đế xác định tần số dao động riêng tại vị
trí đặt máy. Kết quả tính cho bệ máy số 1 Hình 7. Tần số dao động theo phương x
được thể hiện trên Hình 6.
Khi xảy ra cộng hưởng lực động tăng lên
rất lớn gây phá hoại bền và phá hoại mỏi cho
kết cấu.
4. KẾT LUẬN
Dựa vào các kết quả nghiên cứu thực
nghiệm, kết hợp với các thiết bị đo phù hợp
xác định các rung động trên kết cấu.
Lựa chọn và sử dụng các phương pháp
phân tích và xử lý số liệu để xác định các
thông số dao động của kết cấu do ảnh hưởng
của tải trọng kích thích.
Thiết lập mô hình kết cấu để xác định các
Hình 6. Kết quả tính độ cứng của kết cấu tại tần số dao động riêng và đưa ra các kết quả
vị trí máy trộn số 1 bằng mô hình số đánh giá.
Từ kết quả tính ta xác định được độ cứng 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
theo các phương: [1] Dương Văn Thứ. Động lực học công trình.
- Phương đứng Kz = 1,3.10-3m/T; Khoa học tự nhiên và công nghệ. 2010.
- Phương dọc Ky = 3,6.10-3m/T; [2] Nguyễn Ngọc Thắng. Bài giảng thực nghiệm
- Phương ngang Kx = 1,4.10-3m/T. công trình. Bách Khoa Hà Nội. 2015.
Từ kết quả tính và các thông số đặc trưng [3] Anil K.Chopra “ Dynamics of Structures
dao động của kết cấu, ta xác định được tần số Theory and Applications to Earthquake
dao động riêng chính thứ nhất tại bệ máy số 1 Engineering” Prentice Hall Englewood
Cliffs, New Jersey 07632 (1995), tr 174-183.
theo các phương:
- Phương đứng: z = 50,15 Hz;
- Phương dọc: y = 30,13 Hz;
- Phương ngang: x = 48,33 Hz.
207
nguon tai.lieu . vn
