Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hệ thống cách ly rung động từ máy giặt công nghiệp

ĐẠI

HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CAO THANH BÌNH

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG TỪ
MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP.

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2019


ĐẠI

HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CAO THANH BÌNH

NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG TỪ
MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP.

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Mã số: 8.52.01.03

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. BÙI MINH HIỂN

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong
luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả luận văn

Cao Thanh Bình


TÓM TẮT
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG
TỪ MÁY GIẶT CƠNG NGHIỆP.
Tính cấp thiết của đề tài
Mất cân bằng động của chi tiết có chuyển động quay là một trong những nguyên
nhân chính gây ra rung động trong máy móc, thiết bị. Các rung động này khơng những
ảnh hưởng đến năng suất mà cịn có thể gây hư hại cho máy móc, thiết bị và thậm chí
gây nguy hiểm cho người vận hành. Thiết bị, máy móc trước khi đưa vào vận hành phải
được cân bằng để loại trừ, giảm thiểu rung động.
Tuy nhiên có một số thiết bị quay vì đặc tính nên cần phải cách ly sự rung động do nó
gây nên lên nền móng. Ví dụ các thiết bị HVAC ( Heating, Ventilation, and Air
Conditioning (sưởi ấm, thơng gió và điều hịa khơng khí) ) hay các máy giặt công nghiệp khi
hoạt động luôn gây ra rung động vì vậy cách ly các thiết bị này thông qua bộ giảm rung là
cần thiết. Các nghiên cứu về vấn đề tính tốn và chế tạo các bộ cách ly rung động hiện nay

tại Việt Nam chưa có nhiều. Đây là vấn đề được đặt ra để giải quyết trong đề tài có tiêu đề
“NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG TỪ MÁY GIẶT CÔNG
NGHIỆP’’để cách ly rung động cho máy.

RESEARCH VIBRATION ISOLATION SYSTEM GENERATED FROM
INDUSTRIAL WASHING MACHINES
The urgency of the subject.
Dynamic imbalance of rotating parts is one of the main causes of vibration in
machinery. These vibrations affect not only productivity but also damage to machinery
and equipment and even endanger operators. Equipment and machinery before being
put into operation must be balanced to eliminate and minimize vibration.
However, there are some rotary devices because of the characteristics that need to
isolate the vibrations caused by it on the foundation. For example, HVAC equipment
(Heating, Ventilation, and Air Conditioning (heating, ventilation and air conditioning))
or industrial washing machines always cause vibrations so isolate these devices. over
dampers are needed. There are not many studies on the calculation and manufacturing
of vibration isolators in Vietnam. This is the problem that is posed to solve in the subject
of the title “ RESEARCH VIBRATION ISOLATION SYSTEM GENERATED FRO
INDUSTRIAL WASHING MACHINES ”. to isolate vibration for the machine.


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOan ..........................................................................................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH ...........................................................................................................

MỞ ĐẦU.........................................................
CHƯƠNG 1 : RUNG ĐỘNG VÀ CÁCH LY RUNG ĐỘNG. .................................................

1.1Mất cân bằng động và rung động. ........................................................

1.1.1Mất cân bằng động, rung động. ........

1.1.2Nguyên nhân gây ra mất cân bằng đ

1.2Phương pháp cân bằng động. ................................................................

1.2.1Mất cân bằng tĩnh ............................

1.2.2Mất cân bằng động ..........................

1.2.3Nguyên lý và thiết bị cân bằng. ......

1.3Cách ly rung động. .............................................................................

1.3.1Rung động. ......................................

1.3.2Các phương pháp cách ly rung động
CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG. .................................

2.1Phân tích các thiết bị cách ly rung động. .............................................

2.1.1Cao su : ...........................................

2.1.2Lò xo giảm chấn .............................

2.1.3Đệm hơi : ........................................

2.1.4Gỗ xốp : ..........................................

2.2Tính tốn hệ thống cách ly ..................................................................

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM ............................

3.1Mơ hình máy giặt ...............................................................................

3.2Hệ thống cách ly rung động ...............................................................

3.3Mơ hình mơ phỏng hệ thống cách ly rung động cho máy giặt ............

3.4Chế tạo mơ hình .................................................................................

3.5Kết quả đo thực nghiệm và phân tích số liệu. ......................................
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI ................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình1.1 Tổng quan máy mất cân bằng............................................................................ 3
Hình 1.2 Vật liệu khơng đồng nhất.................................................................................. 5
Hình 1.3 Mất cân bằng do dung sai và lắp rắp................................................................. 5
Hình 1.4 Mất cân bằng do bong tróc, bám bẩn................................................................ 6
Hình1.5 Mất cân bằng tĩnh (Balancing of machinery components )................................ 7
Hình1.6 Mất cân bằng tĩnh (Macdara MacCamhaoil Brüel & Kjỉr)...............................8
Hình1.7 Mất cân bằng động............................................................................................ 8
Hình1.8 Giản đồ miền cân bằng...................................................................................... 9
Hình 1.9 Thiết bị cân bằng động di động Model 258B của hãng IRD...........................11
Hình1.10 Thiết bị cân bằng động di động Model VIBXPERT II của hãng db
PRUFTECHNIK............................................................................................................ 11
Hình1.11 Thiết bị cân bằng động di động Model N600 của hãng CEMB......................12
Hình1.12 Thiết bị cân bằng cố định Model Z5000-G-GV của hãng CEMB..................13

Hình1.13 Thiết bị cân bằng cố định của hãng SCHENCK............................................ 14
Hình1.14 Thiết bị cân bằng cố định của hãng HOFMANN........................................... 14
Hình 2.1 Phạm vi ứng dụng của các loại vật liệu khác nhau.......................................... 18
Hình 2.2 Cao su dạng trụ hoặc khối............................................................................... 19
Hình 2.3 Ứng dụng của cao su chống rung.................................................................... 19
Hình 2.4 Cao su dạng tấm.............................................................................................. 20
Hình 2.5 Lị xo chống rung............................................................................................ 21
Hình 2.6 : Lị xo chống rung treo trần........................................................................... 23
Hình 2.7 : Lò xo chống rung treo trần XG .................................................................... 23
Hình 2.8: Lị xo chống rung treo trần XG 2................................................................... 24
Hình 2.9 : Ứng dụng của lị xo chống rung treo trần..................................................... 25
Hình 2.10 : Lị xo chống rung giảm chấn...................................................................... 26
Hình 2.11: Lị xo chống rung và giảm chấn.................................................................. 27
Hình 2.12 : Chống rung cho hệ thống quạt thơng gió.................................................... 27
Hình 2.13 Đệm hơi........................................................................................................ 28


Hình 2.14 Đệm hơi giảm xóc......................................................................................... 28
Hình 2.15 Ứng dụng của đệm hơi giảm xóc trong ơ tơ.................................................. 29
Hình 2.16 Gỗ xốp.......................................................................................................... 31
Hình 2.17. Mơ hình cách ly lực và cách ly chuyển động............................................... 33
Hình 2.18 – Lị xo trong hệ thống cách ly rung động.................................................... 36
Hình .2.19 – Giảm chấn sử dụng trong hệ..................................................................... 37
thống cách ly rung động................................................................................................ 37
Hình 3.1 – Mơ hình máy giặt mơ phỏng chế độ vắt (khơng có hệ thống cách ly)..........38
Hình 3.2 Các chi tiết của bộ cách ly............................................................................... 39
Hình 3.3: Thiết kế mơ hình thực nghiệm....................................................................... 40
Hình 3.4 Bộ cách ly rung động...................................................................................... 41
Hình 3.5 Tổng quan mơ hình thực nghiệm HT cách ly rung động................................. 41
Hình 3.6: Máy đo dao động SKF Microlog GX............................................................. 42

Hình 3.7: Đo thực nghiệm máy được gắn cố định trên sàn............................................ 43
Hình 3.8 : Đo thực nghiệm máy được đặt trên Hệ thống cách ly rung động..................44


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1: Bảng phân tích số liệu đo thực nghiệm qua từng thời điểm khi máy được đặt cố định
trên sàn........................................................................................................................................44
Bảng 2: Bảng phân tích số liệu đo thực nghiệm qua từng thời điểm khi máy được đặt trên hệ
thống cách ly rung động..............................................................................................................45
Bảng 3 : Bảng so sánh kết quả giữa 2 lần đo thực nghiệm.........................................................45
Bảng 4: Biểu đồ chỉ tiêu dao động..............................................................................................46


1

MỞ ĐẦU
Mục tiêu nghiên cứu
Hoàn thiện tài liệu thiết kế và chế tạo thiết bị cách ly rung động. Thiết bị được chế
tạo dựa trên nguyên lý phân tích cân bằng động và cách ly rung động. Trong đề tài này,
mục tiêu sẽ tính tốn thiết kế chế tạo hệ thống cách ly rung động cho thiết bị máy giặt
công nghiệp nhằm giảm các rung động lên nền móng.
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu:
Lý thuyết về dao động
Nguyên lý, phương pháp cách ly rung động, tiêu chuẩn và thiết bị cách ly rung động
Phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu hệ thống cách ly rung động cho các thiết bị có rung động trong khi làm
việc.
Cách tiếp cận, Phương pháp nghiên cứu:

Cách tiếp cận:
Tổng hợp lý thuyết về dao động, cân bằng động.
Tổng hợp và phân tích các nghiên cứu trong nước và ngoài nước về các hệ thống
cách ly rung động có trên thị trường từ đó đánh giá các ưu nhược điểm của các hệ thống
đã có để lựa chọn phương án nghiên cứu hợp lý.
Phương pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm để hoàn thiện hệ thống cách ly rung
động từ máy giặt công nghiệp.
Ý nghĩa khoa học và tính thiết thực của đề tài

Nghiên cứu hệ thống cách ly rung động từ máy giặt cơng nghiệp lên nền móng.
Như ta được biết: Rung động thường gây ảnh hưởng nghiêm trọng cho người và máy.
Rung động và cộng hưởng có thể làm nứt, gẫy các chi tiết máy như đai ốc, bu lông, trục,
… tiếng ồn. Kết quả của rung động, tác động đến người vận hành máy trong một thời

gian dài có thể gây mờ mắt, ù tai, làm việc kém hiệu quả và một số bệnh nghề nghiệp
khác.


2

Rung động không được cách ly sẽ truyền qua bất kỳ vật rắn nào như sàn nhà xưởng,
tường, các đường ống… gây ra nhiều thiệt hại.
Rung động gia tăng cho thấy hư hỏng đang hoặc sắp xảy ra. Mức độ rung động càng
tăng thì hư hỏng càng trở nên nghiêm trọng. Chính vì vậy, Đề tài nghiên cứu này có ý
nghĩa vơ cùng quan trọng, việc Nghiên cứu tính tốn thiết kế và chế tạo hệ thống cách
ly rung động cho máy là rất cần thiết.
NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN.
Nội dung nghiên cứu:
Đề tài luận văn “ NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG TỪ

MÁY GIẶT CÔNG NGHIỆP ” gồm 04 chương như sau:
CHƯƠNG 1 : RUNG ĐỘNG VÀ CÁCH LY RUNG ĐỘNG.
CHƯƠNG 2 : TÍNH TỐN HỆ THỐNG CÁCH LY RUNG ĐỘNG.
CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI.


3

CHƯƠNG 1 : RUNG ĐỘNG VÀ CÁCH LY RUNG ĐỘNG.

1.1 Mất cân bằng động và rung động.
1.1.1 Mất cân bằng động, rung động.
Mất cân bằng động (mất cân bằng) là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây
rung động cho các thiết bị, máy có chi tiết quay. Nguyên nhân gây rung động là do các
chi tiết quay có trọng tâm không đi qua tâm quay của chi tiết. Rung động là yếu tố quan
trọng được xét đến trong thiết kế máy, đặc biệt đối với các máy có chi tiết quay với tốc
độ cao và cần độ tin cậy cao. Cân bằng máy nhằm tránh được tải trọng động tác dụng
lên các bộ phận khác trong máy như ổ trục, khớp nối, … đồng thời cũng kéo dài được
tuổi thọ của máy nhờ giảm được dạng hỏng do tải trọng động gây ra (phá hủy do mỏi).
Mất cân bằng máy do nhiều nguyên nhân khác nhau gây nên, có thể do chi tiết, máy
chưa được cân bằng sau khi chế tạo, lắp ráp, cũng có thể do chi tiết quay bị mịn, bị biến
dạng do nhiệt trong q trình vận hành, … Mất cân bằng máy nói chung là vấn đề có hại
do vậy cần phải xác định và xử lý.

Hình1.1 Tổng quan máy mất cân bằng
Các nghiên cứu về cân bằng động được các nhà nghiên cứu quan tâm rất sớm và có
thể kể đến như: năm 1962 Blake M. P. đã giới thiệu phương pháp cân bằng mà không

4

cần phải tháo chi tiết cần cân bằng ra khỏi máy, Macduff J. N. [1] năm 1967 đã đưa ra quy
trình cân bằng cho các chi tiết quay, Baumeister A. J. và Britt C. H. [2] năm 1972 đã đưa ra
các bước trong quy trình cân bằng chi tiết trên hai mặt phẳng, Stevensen Jr. E. N
[3] năm 1972 về cân bằng máy. Và đến hôm nay nhiều thiết bị hiện đại được chế tạo có thể

chẩn đốn và đưa ra lượng mất cân bằng, vị trí cần đặt có độ chính xác cao. Đến nay, các
nghiên cứu đã được phát triển và ứng dụng để sản xuất, chế tạo các thiết bị cân bằng

động có độ chính xác cao, bên cạnh một số thiết bị cân bằng chi tiết cịn có các thiết bị
có thể cân bằng máy tại hiện trường mà không cần phải tháo lắp chi tiết cần cân bằng.
Tại Việt Nam trong những năm gần đây đã có một số nghiên cứu chế tạo và thử nghiệm
các thiết bị cân bằng động như trong bài báo của tác giả Lê An, Phạm Văn Duy [4] đã
nghiên cứu chế tạo mơ hình máy cân bằng động cỡ nhỏ trong đó sử dụng phương pháp cân
bằng động trên hai mặt phẳng, tác giả Đỗ Đức Lưu và các đồng tác giả [5] đã đưa ra nghiên
cứu trong việc thu nhận và xử lý tín hiệu rung động nhằm sửa chữa thiết bị cân bằng động
IRD Balancing B20 đã bị hỏng phần thu nhận và xử lý tín hiệu trong quá trình cân bằng
động, tác giả Trần Tiến Anh [6] đã giới thiệu nghiên cứu trong đó sử dụng phần cứng của
hãng NI và phần mềm LabView để thu nhận tín hiệu và xử lý mất cân bằng cho rotor, tác
giả Trần Thanh Lam [7] đã đề xuất phương án chế tạo thử nghiệm thiết bị cân bằng sử dụng
gối mềm dùng cân bằng các chi tiết quay có khối lượng bé hơn 15kg.

1.1.2 Nguyên nhân gây ra mất cân bằng động
Sự mất cân bằng động của máy có chuyển động quay có thể là sự kết hợp của nhiều
yếu tố hay một số nguyên nhân phổ biến nhất là : sự không đồng nhất của vật liệu, dung
sai chế tạo và lắp rắp hay sự thay đổi vật lý của chi tiết quay khi hoạt động.
+ Vật liệu khơng đồng nhất : Đơi khi có những lỗ hổng hay bọt khí được hình thành

trong q trình đúc của các chi tiết như cánh bơm hay pu-li cỡ lớn, các khuyết điểm như

vậy không thể phát hiện bằng mắt thường nhưng nó là nguồn tiềm năng của sự mất cân
bằng.


5

Hình 1.2 Vật liệu khơng đồng nhất
+ Dung sai chế tạo và lắp rắp : là sự tích lũy độ rơ cho phép khi lắp đặt máy dẫn đến

làm lệch tâm pu-li gây mất cân bằng.

Hình 1.3 Mất cân bằng do dung sai và lắp rắp
+ Hay sự thay đổi về vật lý của chi tiết khi hoạt động: Một chi tiết được cân bằng tốt

ngay khi sản xuất thì sự biến dạng nhiệt, sự ăn mòn hay xuống cấp hoặc bám bẩn của
chi tiết cũng là nguyên nhân gây ra sự mất cân bằng ban đầu của nó.


6

Hình 1.4 Mất cân bằng do bong tróc, bám bẩn.
1.2 Phương pháp cân bằng động.
Mất cân bằng máy có chi tiết quay có thể phân thành hai loại như sau :
1.2.1 Mất cân bằng tĩnh : là hiện tượng mất cân bằng đối với các vật quay mỏng (có
kích thước theo chiều trục nhỏ hơn nhiều so với đường kính, ví dụ: bánh đà, bánh đai, tua
bin, đĩa…). Đối với các vật quay dạng này chỉ cần thêm hoặc bớt một đối trọng trên một


7

mặt phẳng cân bằng nhằm mục đích cân bằng lực qn tính do khối mất cân bằng gây ra
.

Hình1.5 Mất cân bằng tĩnh (Balancing of machinery components ).
Mất cân bằng tĩnh là trường hợp đơn giản nhất của mất cân bằng đối với các vật
quay. Khối mất cân bằng có khối lượng m (g) và cách tâm quay một khoảng a (mm) gây
lực qn tính ly tâm:
⃗

Trong đó :

qt =

m. . = m. .ω

⃗ qt : lực quán tính ly tâm (N)

m : khối lượng mất cân bằng
2

a : Gia tốc của vật quay (m/s )
r : Khoảng cách từ khối mất cân bằng đến tâm quay của chi tiết (m)
ω

: vận tốc góc của vật quay (rad/s)

Việc cân bằng được thực hiện bằng cách gắn thêm đối trọng ở vị trí xuyên tâm đối so
với khối mất cân bằng hoặc loại bỏ một lượng vật liệu tại vị trí có khối mất cân bằng.
Do vậy, việc xác định khối lượng và vị trí của khối mất cân bằng là việc làm quan trọng
trong cân bằng chi tiết quay.

8

Hình1.6 Mất cân bằng tĩnh (Macdara MacCamhaoil Brüel & Kjỉr).
1.2.2 Mất cân bằng động : là hiện tượng mất cân bằng xảy ra đối với các vật quay
dày (có kích thước theo chiều trục lớn hơn so với đường kính, ví dụ: trục khuỷu,
rotor…). Đối với các vật quay dạng này ngồi cân bằng lực qn tính (có thể có hoặc
khơng có) cịn phải cân bằng momen qn tính do khối mất cân bằng gây ra, việc thêm
hoặc bớt đối trọng cân bằng thường được thực hiện trên hai mặt phẳng của vật quay.

Hình1.7 Mất cân bằng động


9

Ngồi ra cịn có mất cân bằng hỗn hợp ( tổng quát gọi là mất cân bằng động )là sự kết
hợp của mất cân bằng tĩnh và mất cân bằng ngẫu lực. Mất cân bằng dạng này chỉ có thể
được phát hiện bằng máy cân bằng động.
Trên thực tế việc cân bằng tĩnh hay cân bằng động có thể tham khảo theo giản đồ bên
dưới.

Hình1.8 Giản đồ miền cân
bằng Miền I: Vật quay buộc phải cân bằng động.
Miền II: Vật quay có thể cân bằng tĩnh hoặc cân bằng động tùy vào độ chính xác yêu
cầu khi làm việc.
Miền III: Vật quay chỉ cần cân bằng tĩnh.


10

1.2.3 Nguyên lý và thiết bị cân bằng.
+ Nguyên lý cân bằng động :
Một chi tiết quay được cân bằng khi đối trọng được gắn lên chi tiết với khối lượng và
vị trí có thể cân bằng với lượng mất cân bằng của chi tiết đó. Do vậy, vị trí và khối
lượng của đối trọng cần phải được xác định.
Nguyên lý của việc thực hiện cân bằng động là làm thay đổi sự phân bố khối lượng
của chi tiết quay (rotor) bằng cách gắn thêm đối trọng thử và đo pha và cường độ rung
động thông qua gối đỡ. Sự ảnh hưởng của đối trọng thử cho phép xác định được đối
trọng sửa cần gắn lên rotor để cân bằng.
+ Thiết bị cân bằng: Thiết bị cân bằng động có thể chia làm 2 loại:

Thiết bị cân bằng động di động: Thiết bị này được sử dụng để đo các dao
động/rung động ngay trên máy móc có vật quay cần được cân bằng mà không cần phải
tháo rời chi tiết cần cân bằng.
Ưu điểm: Tiết kiệm chi phí, thời gian do không phải tháo dỡ và lắp đặt lại vật quay,
cũng như vận chuyển vật quay về nhà máy/xưởng cân bằng.
Khi cân bằng trực tiếp trên máy móc, có thể nói xem như cân bằng hệ thống (đối với
các chi tiết quay có liên kết đối với vật quay được gắn đối trọng cân bằng).
Nhược điểm: Không cân bằng được các chi tiết đã tháo rời.
Phạm vi ứng dụng: Thiết bị cân bằng di động được sử dụng chủ yếu trong ngành
công nghiệp sản xuất quạt, nhà máy điện, nhà máy xi măng, luyện kim, hóa chất cơng
nghiệp, thiết bị kiểm tra ô tô, máy công cụ…
Cho phép cân bằng động các rotor có khối lượng nhỏ cho đến những loại khối lượng
lớn đến 20000 kg được thiết kế đặc biệt.


11

Một số thiết bị cân bằng di động hiên nay trên thị trường :

Hình 1.9 Thiết bị cân bằng động di động Model 258B của hãng IRD.

Hình1.10 Thiết bị cân bằng động di động Model VIBXPERT II của hãng db
PRUFTECHNIK.


12

Hình1.11 Thiết bị cân bằng động di động Model N600 của hãng CEMB
Thiết bị cân bằng cố định: Để cân bằng trên thiết bị này, chi tiết quay phải được
tháo rời khỏi máy và lắp đặt trên thiết bị cân bằng tại nhà máy/xưởng cân bằng.
Ưu điểm: Độ cứng vững của hệ thống tốt, không chịu tác động của các ngoại lực
khác nên máy cho kết quả có độ chính xác cao.
Có thể thực hiện đồng thời các nhiệm vụ phụ như: sửa chữa, sơn phủ, bảo dưỡng chi
tiết quay.
Cân bằng được với các cấp tốc độ khác nhau nhờ hệ thống dẫn động từ động cơ đa
cấp hoặc vô cấp tốc độ.
Nhược điểm: Phải tháo gỡ chi tiết cần cân bằng và vận chuyển đến vị trí đặt máy cân
bằng nên rất bất tiện, đặc biệt đổi với các chi tiết quay có kích thước và trọng lượng lớn.
Khó khăn trong việc cân bằng động những loại rotor có tốc độ cao và yêu cầu kiểm
soát độ rung nghiêm ngặt.


13

Không thuận tiện đối với các rotor không được phép tháo ra, chẳng hạn như cánh quạt

bơm nước…
Phạm vi ứng dụng: Chủ yếu đặt tại các xưởng cân bằng động chuyên dụng.

Có khả năng cân bằng động các chi tiết lớn đến rất lớn, đường kính đạt 2000mm
chiều dài đạt 6000mm
Một số thiết bị cân bằng cố định trên thị trường :

Hình1.12 Thiết bị cân bằng cố định Model Z5000-G-GV của hãng CEMB


14

Hình1.13 Thiết bị cân bằng cố định của hãng SCHENCK

Hình1.14 Thiết bị cân bằng cố định của hãng HOFMANN.


15

1.3 Cách ly rung động.
1.3.1 Rung động.
Rung động có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của máy móc thiết bị cũng như gây ra
các tiếng ồn khó chịu. Các máy có chuyển động quay thường được đặt trên nền xưởng
gá trên tường hoặc một độ cao nhất định so với mặt đất, đây chính là nguyên nhân phổ
biến gây ra rung động của máy. Rung động có thể được cảm nhận một cách rõ rệt ở
những vùng lân cận nơi đặt máy. Rung động cơ học có thể truyền tới khoảng cách xa,
bằng nhiều con đường khác nhau, thậm chí hàng trăm mét.
Các thiết bị máy móc trong sản xuất, cũng như các phương tiện giao thông vận tải trong
quá trình hoạt động thường sinh ra những dao động mạnh, nhất là với các máy móc, thiết bị
làm việc với hành trình lớn, vận tốc cao. Những dao động này dưới dạng sóng cơ, thơng
qua các bộ phận của máy, bệ máy, kết cấu cơng trình v.v… lan truyền ra các môi trường
xung quanh làm cho các môi trường, vật chất xung quanh chịu tác động và bị dao động theo
. Trong quá trình dao động lan truyền này biên độ dao động sẽ dần giảm rồi ngừng lại, vì

nói chung vật chuyển động trong một mơi trường và chịu tác dụng ma sát của môi trường
truyền dao động. Tuỳ theo lực ma sát đó lớn hay nhỏ, dao động sẽ ngưng lại nhanh hay
chậm. Chúng ta gọi hiện tượng tắt dần dao động. Trong đời sống và trong kỹ thuật, có
trường hợp sự tắt dần của dao động là khơng có lợi, người ta phải có biện pháp để khắc
phục nó (thí dụ như con lắc đồng hồ). Ngược lại, cũng có trường hợp sự tắc dần dao động là
có lợi, cần thiết (thí dụ như hệ thống giảm xóc của ơ tơ, xe máy, hay thiết bị tắt rung động
lực của các thiết bị máy móc có trọng lượng và mức dao động lớn v.v).

1.3.2 Các phương pháp cách ly rung động.
Để hạn chế được rung động cần phải xác định nguồn gốc gây ra rung động. Sau đó áp
dụng các phương pháp hạn chế cách ly rung động phù hợp. Có thể giảm thiểu sự lan
truyền rung động bằng giải pháp cách ly rung động. Tránh hiện tượng cộng hưởng bằng
cách giữ cho tần số tự nhiên và tần số kích thích cách xa. Khi những giải pháp trên
khơng khả thi thì có thể dùng các hệ thống hấp thụ rung động hay các cơ cấu giảm chấn.
Ngoài ra, việc khống chế rung động cần phải được xem xét ngay trong q trình thiết kế
để có thể giảm rung động một cách hiệu quả. Sau đây là một số giải pháp hạn chế rung
động thông dụng.


16
+ Giảm kích thích: Hai nguyên nhân chính gây ra rung động là mất cân bằng và không

đồng trục. Hai nguyên nhân này làm phát sinh các lực kích thích và gây ra hư hỏng. Do đó
để giảm thiểu lực kích thích nên quan tâm đến vấn đề này ngay từ khi thiết kế, chế tạo và
lắp đặt các thiết bị, cũng như lúc vận hành. Sau đây là những biện pháp giảm kích thích

do hai nguyên nhân trên gây ra:
– Nếu rung động do mất cân bằng tạo ra vượt qua mức cho phép thì phải sử dụng các
phương pháp đo rung động để phát hiện và loại bỏ bằng cách lấy đi lượng mất cân bằng
hoặc thêm vào đối trọng để khử tác động của lượng mất cân bằng.

– Nếu rung động quá mức gây ra do hiện tượng khơng đồng trục trong máy quay thì
có thể tránh được bằng cách lắp ổ bi trên những giá đỡ cứng vững, hay sử dụng cấu trúc
dạng hộp. Một số phương pháp được sử dụng để làm giảm rung động trong trường hợp
này là:
– Thường xuyên kiểm tra và điều chỉnh sự thẳng hàng của mối ghép cả trong trạng
thái tĩnh và động.
– Tăng cường bôi trơn bộ truyền bánh răng.
– Thay đổi chiều dày và độ nhớt của lớp dầu bôi trơn, để ngăn ngừa sự gia tăng độ
không đồng trục.
+ Tránh cộng hưởng: Có thể tính tốn để tránh cộng hưởng ngay từ giai đoạn thiết

kế. Thay đổi độ cứng và khối lượng ở một số nơi có thể làm thay đổi tần số rung động
tự nhiên. Thay đổi vận tốc làm thay đổi tần số đầu ra, tuy nhiên điều này không phải lúc
nào cũng thực hiện được.
+ Cách ly rung động: Nguyên lý của phương pháp này là sử dụng bộ cách ly để làm

giảm rung động truyền từ nguồn rung động sang thiết bị vân hành. Bộ cách ly rung động
có tần số riêng thấp hơn nhiều so với tần số rung động cần cách ly. Nhờ đặc tính này của
bộ cách ly mà rung động bị giảm đi khi truyền đến thiết bị đang vận hành.
+ Hấp thụ rung động: Trong trường hợp không thể giảm rung động bằng cách thay

đổi tần số tự nhiên hay tần số kích thích, có thể sử dụng hệ thống giảm chấn gồm lò xo
và khối lượng để giảm rung động của hệ thống chính. Nguyên lý của phương pháp này
là làm cho tần số tự nhiên của bộ hấp thụ bằng với tần số kích thích. Nội lực của bộ hấp
thụ sẽ cân bằng hoàn toàn với lực kích thích do hệ thống chính tạo ra và như vậy là rung
động của máy sẽ bị triệt tiêu.


17

Giải pháp này chỉ sử dụng cho các máy có tốc độ vận hành không thay đổi hoặc thay
đổi nhưng không đột ngột như: các động cơ đồng bộ, các động cơ đốt trong vận hành
với một vận tốc không đổi… Nếu máy có tốc độ thay đổi nhanh thì việc điều chỉnh để
thay đổi tần số riêng của bộ hấp thụ không thể đáp ứng kịp thời kết quả là không thể hấp
thụ được rung động.
Trong thực tế các máy móc, thiết bị sau khi xuất xưởng thì hầu như đã được cân bằng
theo tiêu chuẩn, thường là được cân bằng khi khơng có tải. Do vậy khi mang tải, máy
móc, thiết bị có thể do tải trọng thay đổi hoặc phân bố không đều ( một cách ngẫu nhiên
và khơng kiểm sốt được) gây nên sự mất cân bằng mới và vượt khỏi mức rung động
cho phép, ví dụ: như máy giặt thực hiện chế độ vắt ly tâm,... Do vậy, trong các trường
hợp như vậy cần phải có hệ thống cách ly rung động, nhằm giảm thiểu sự rung động ảnh
hưởng đến nhà xưởng, người làm việc.